1. 简介

Base64，是一种二进制转可读字符的编码方式。简单来说，它提供了一种方式，将一系列二进制序列转换为 ASCII 的字符序列，以 64 进制的方式（这是它的名字的意义， 64-based，以64为基数）。

Base64 的主要用途是在无法方便地直接传递二进制形式的数据时候，可以通过转化为 ASCII 字符串来存储和传递这些数据。例如：

• 编码图片（然后在 HTML img 标签中内联、在文本文件中保存等等）
• 使用 SMTP 发送邮件附件
• JWT 令牌用于身份验证
• 等等很多很多…

2. 标准

Base 64 会将 6 个 bit 的二进制转换到 1 个 ASCII 字符。

因为是以 64 位基数，即 2⁶ 种可表示的状态，因此编码的最小单位是 6 位二进制（也就是 6 bit）。为了表示这些状态，就从 ASCII 中取出了 64 个字符用于编码。RFC 4648 中规定的编码对应表如下：

你也看到了，上面的表中除了 64 个字符以外，还有一个叫做 Padding 的字符。和它的字面意思一样，这个字符就是用来补齐的。为什么要补齐？因为规定 Base 64 编码的字符串需要是 4 个字符的整数。

具体怎么补齐呢？我们来看几个例子。

e.g. 1: 将 ASCII 表示的字符串 “Man” 使用 base64 编码

一个 ASCII 字符占 1 字节 （也就是 8 位二进制），所以三个 ASCII 就是 24 位二进制，正好是整 6 bit 的。所以我们可以将它编码之后获得 “TWFu” 这个Base 64 字符串。

e.g. 2: 将 ASCII 表示的字符串 “Ma” 使用 base64 编码

在不满 6 bit 的时候，最后的位数用 0 补齐，并且会在解码的时候被丢弃。然后加上 ‘=’ 来补齐到 4 个 ASCII 字符。

3. 使用和实现

是的，事实上在大多数时候，你并不需要手动编码和解码 Base 64 了。

有很多在线的 ASCII 转换器，比如：

Cryptii : 一个相当好用的实时 Base 64 转换器。支持文字、二进制和 Base 64 互相转换。

Base64.Guru : 提供了非常多种的文件格式对 Base 64 的编码解码支持。

以及，如果正在编程，你也可以放心。在大多数的高级程序语言中，都已经有现成的库可以帮你编码和解码 Base 64 了。比如这边是一个调用 Swift Foundation 库的的方法来编码和解码 Base 64 的例子。

import Foundation

extension String {
    func base64Encode() -> String? {
        if let data = self.data(using: .utf8) {
            return data.base64EncodedString()
        }
        return nil
    }
    func base64Decode() -> String? {
        if let data = Data(base64Encoded: self, options: .ignoreUnknownCharacters) {
            return String(data: data, encoding: .utf8)
        }
        return nil
    }
}

let base64String = "SGVsbG8sIHdvcmxkIQ=="

print("Encoded base64 string: \(base64String)")
print("Decoded from base64 string: \( base64String.base64Decode() ?? "" )")

输出如下：

Encoded base64 string: SGVsbG8sIHdvcmxkIQ==
Decoded from base64 string: Hello, world!

最后需要提醒的一点是：（重要的事情说三遍）

Base 64 不是加密算法！

Base 64 不是加密算法！

Base 64 不是加密算法！

Base 64 仅可用于编码。请勿将 Base 64 用于加密、散列用途。