Base64编码及iOS中的Base64

Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。 是一种编码方法，有自己的编码表 ，所以称为Base64，是因为其使用64个字符来对任意数据进行编码，同理有Base32、Base16编码。

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用记事本打开 exe 、 jpg 、 pdf 这些文件时，我们都会看到一大堆乱码，因为二进制文件包含很多无法显示和打印的字符( ASCII表中有32个非打印控制字符 )，所以，如果要让记事本这样的文本处理软件能处理二进制数据，就需要一个二进制到字符串的转换方法。Base64是一种最常见的二进制编码方法。

应用：

Base64的原理很简单，首先，准备一个包含64个字符的数组：

然后，对二进制数据进行处理，每3个字节一组，一共是 3x8=24 bit，划为4组，每组正好6个bit：

这样我们得到4个数字作为索引，然后查表，获得相应的4个字符，就是编码后的字符串。

所以，Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据，长度增加33%，好处是编码后的文本数据可以在邮件正文、网页等直接显示。

Base64是一种任意二进制到文本字符串的编码方法，适用于小段内容的编码，常用于在URL、Cookie、网页中传输少量二进制数据(如数字证书签名、Cookie的内容等)。

与UTF在使用上有明显的不同，要在多语言环境中通用，那就是要使用UTF，这可以理解为存储数据格式。用了UTF是让大家都能识别数据，不然就会乱码。

Base-64的话，不是底层存储格式，只是为了数据交换用。比如图片变成字符格式，这是一种应用格式

原文链接： 廖雪峰的官方网站 ，本文增加了一些个人理解及iOS相关API

开发中常见的加密方式及应用

开发中常见的加密方式及应用

一、base64

简述：Base64是网络上最常见的用于传输8Bit 字节码 的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。所有的数据都能被编码为并只用65个字符就能表示的文本文件。( 65字符：A~Z a~z 0~9 + / = )编码后的数据~=编码前数据的4/3，会大1/3左右（图片转化为base64格式会比原图大一些）。

应用：Base64编码是从二进制到字符的过程，可用于在 HTTP 环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一 标识符 （一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP 表单 和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制 数据编码 为适合放在URL（包括隐藏 表单域 ）中的形式。此时，采用Base64编码具有不可读性，需要解码后才能阅读。

命令行进行Base64编码和解码

编码：base64 123.png -o 123.txt

解码：base64 123.txt -o test.png -D Base64编码的原理

原理：

1)将所有字符转化为ASCII码;

2)将ASCII码转化为8位二进制;

3)将二进制3个归成一组(不足3个在后边补0)共24位，再拆分成4组，每组6位;

4)统一在6位二进制前补两个0凑足8位;

5)将补0后的二进制转为十进制;

6)从Base64编码表获取十进制对应的Base64编码;

Base64编码的说明：

a.转换的时候，将三个byte的数据，先后放入一个24bit的缓冲区中，先来的byte占高位。

b.数据不足3byte的话，于缓冲区中剩下的bit用0补足。然后，每次取出6个bit，按照其值选择查表选择对应的字符作为编码后的输出。

c.不断进行，直到全部输入数据转换完成。

d.如果最后剩下两个输入数据，在编码结果后加1个“=”;

e.如果最后剩下一个输入数据，编码结果后加2个“=”;

f.如果没有剩下任何数据，就什么都不要加，这样才可以保证资料还原的正确性。

二、HASH加密/单向散列函数

简述：Hash算法特别的地方在于它是一种单向算法，用户可以通过Hash算法对目标信息生成一段特定长度（32个字符）的唯一的Hash值，却不能通过这个Hash值重新获得目标信息。对用相同数据，加密之后的密文相同。 常见的Hash算法有MD5和SHA。由于加密结果固定，所以基本上原始的哈希加密已经不再安全，于是衍生出了加盐的方式。加盐：先对原始数据拼接固定的字符串再进行MD5加密。

特点：

1) 加密 后密文的长度是定长(32个字符的密文)的

2)如果明文不一样，那么散列后的结果一定不一样

3)如果明文一样，那么加密后的密文一定一样(对相同数据加密，加密后的密文一样)

4)所有的加密算法是公开的

5)不可以逆推反算(不能根据密文推算出明文)，但是可以暴力 破解 ，碰撞监测

原理：MD5消息摘要算法，属Hash算法一类。MD5算法对输入任意长度的消息进行运行，产生一个128位的消息摘要。

1)数据填充

对消息进行数据填充，使消息的长度对512取模得448，设消息长度为X，即满足X mod 512=448。根据此公式得出需要填充的数据长度。

填充方法：在消息后面进行填充，填充第一位为1，其余为0。

2)添加信息长度

在第一步结果之后再填充上原消息的长度，可用来进行的存储长度为64位。如果消息长度大于264，则只使用其低64位的值，即（消息长度 对264取模）。

在此步骤进行完毕后，最终消息长度就是512的整数倍。

3)数据处理

准备需要用到的数据：

4个常数：A = 0x67452301, B = 0x0EFCDAB89, C = 0x98BADCFE, D = 0x10325476;

4个函数：F(X,Y,Z)=(X Y) | ((~X) Z);G(X,Y,Z)=(X Z) | (Y (~Z));H(X,Y,Z)=X ^ Y ^ Z;I(X,Y,Z)=Y ^ (X | (~Z));

把消息分以512位为一分组进行处理，每一个分组进行4轮变换，以上面所说4个常数为起始变量进行计算，重新输出4个变量，以这4个变量再进行下一分组的运算，如果已经是最后一个分组，则这4个变量为最后的结果，即MD5值。

三、对称加密

经典算法：

1)DES数据加密标准

DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。

DES算法是这样工作的：如Mode为加密，则用Key去把数据Data进行加密， 生成Data的密码形式（64位）作为DES的输出结果；如Mode为解密，则用Key去把密码形式的数据Data解密，还原为Data的明码形式（64位）作为DES的输出结果。在通信网络的两端，双方约定一致的Key，在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密，然后以密码形式在公共通信网（如电话网）中传输到通信网络的终点，数据到达目的地后，用同样的Key对密码数据进行解密，便再现了明码形式的核心数据。这样，便保证了核心数据（如PIN、MAC等）在公共通信网中传输的安全性和可靠性。

2)3DES使用3个密钥，对消息进行(密钥1·加密)+(密钥2·解密)+(密钥3·加密)

3)AES高级加密标准

如图，加密/解密使用相同的密码，并且是可逆的

四、非对称加密

特点：

1)使用公钥加密，使用私钥解密

2)公钥是公开的，私钥保密

3)加密处理安全，但是性能极差

经典算法RSA:

1)RSA原理

(1)求N，准备两个质数p和q,N = p x q

(2)求L,L是p-1和q-1的最小公倍数。L = lcm(p-1,q-1)

(3)求E，E和L的最大公约数为1(E和L互质)

(4)求D，E x D mode L = 1

五、数字签名

原理以及应用场景:

1)数字签名的应用场景

需要严格验证发送方身份信息情况

2)数字签名原理

(1)客户端处理

对"消息"进行HASH得到"消息摘要"

发送方使用自己的私钥对"消息摘要"加密(数字签名)

把数字签名附着在"报文"的末尾一起发送给接收方

(2)服务端处理

对"消息" HASH得到"报文摘要"

使用公钥对"数字签名"解密

对结果进行匹配

六、数字证书

简单说明:

证书和驾照很相似，里面记有姓名、组织、地址等个人信息，以及属于此人的公钥，并有认证机构施加数字签名,只要看到公钥证书，我们就可以知道认证机构认证该公钥的确属于此人。

数字证书的内容：

1)公钥

2)认证机构的数字签名

证书的生成步骤：

1)生成私钥openssl genrsa -out private.pem 1024

2)创建证书请求openssl req -new -key private.pem -out rsacert.csr

3)生成证书并签名，有效期10年openssl x509 -req -days 3650 -in rsacert.csr -signkey private.pem -out rsacert.crt

4)将PEM格式文件转换成DER格式openssl x509 -outform der -in rsacert.crt -out rsacert.der

5)导出P12文件openssl pkcs12 -export -out p.p12 -inkey private.pem -in rsacert.crt

iOS开发中的注意点：

1)在iOS开发中，不能直接使用PEM格式的证书，因为其内部进行了Base64编码，应该使用的是DER的证书，是二进制格式的；

2)OpenSSL默认生成的都是PEM格式的证书。

七、https

HTTPS和HTTP的区别：

超文本传输协议HTTP协议被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息。HTTP协议以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密，如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文，就可以直接读懂其中的信息，因此HTTP协议不适合传输一些敏感信息，比如信用卡号、密码等。

为了解决HTTP协议的这一缺陷，需要使用另一种协议：安全套接字层超文本传输协议HTTPS。为了数据传输的安全，HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密。

HTTPS和HTTP的区别主要为以下四点：

1)https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。

2)http是 超文本传输协议 ，信息是明文传输，https则是具有 安全性 的 ssl 加密传输协议。

3)http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

4)http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的 网络协议 ，比http协议安全。

5)SSL：Secure Sockets Layer安全套接字层;用数据加密(Encryption)技术，可确保数据在网络上传输过程中不会被截取及窃听。目前一般通用之规格为40 bit之安全标准，美国则已推出128 bit之更高安全标准，但限制出境。只要3.0版本以上之I.E.或Netscape 浏览器 即可支持SSL。目前版本为3.0。SSL协议位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间，为数据通讯提供安全支持。SSL协议可分为两层：SSL记录协议(SSL Record Protocol)：它建立在可靠的传输协议(如TCP)之上，为高层协议提供数据封装、压缩、加密等基本功能的支持。SSL握手协议(SSL Handshake Protocol)：它建立在SSL记录协议之上，用于在实际的数据传输开始前，通讯双方进行身份认证、协商加密算法、交换加密密钥等。

[img]

iOS Base64编码

Base64编码是一种数据编码方式，目的是让数据符合传输协议的要求。能够将任何二进制数据，转换成只有64 +1（“=”等号）个字符组成的文本文件。

提示：Base64不是加密算法，只是一种编码算法，对数据内容进行编码不以明文来传输。

标准Base64编码使用的64个字符：

早期的传输协议，如邮件传输SMTP协议，只能传输ASCII编码中 可打印字符 ，导致原本8bit字节码（0-255）超出了可用范围。所以Base64将原本ASCII码的控制字符甚至是ASCII编码之外的字符都转换成可打印的6bit字符。

提示：ASCII编码的范围是0-127，其中0-31和127位共33个字符属于 控制字符 ，剩下的32-126属于 可打印字符 。

编码过程：

1、按字符串长度，以每3个8bit的字符为一组

2、对每组获取每个字符的ASCII编码（去ASCII编码表找每个字符的码位）

3、将ASCII编码转换成8bit的二进制，得到一组3*8=24bit的字节

4、再将这24bit划分为4个6bit的字节，并在每个6bit的字节前面都填两个高位0，得到4个8bit的字节

5、将这4个8bit的字节转换成10进制，对照Base64编码表 （下表），得到对应编码后的字符。

注意：

示例：对 Hello! 进行Base64编码，按照ASCII表，其转换过程如下图所示：

Hello! 的Base64编码结果为 SGVsbG8h 。

原始字符串长度为6个字符，编码后长度为8个字符，每3个原始字符经Base64编码成4个字符，编码前后长度比4/3。

这个长度比很重要 。比原始字符串长度短，则需要使用更大的编码字符集，长度比越大，则需要传输越多的字符，传输时间越长。

注意：Base64编码是每3个原始字符编码成4个字符，如果原始字符串长度不能被3整除，那怎么办？使用0值来补充原始字符串。

示例：对 Hello!! 进行Base64编码：

注：图中蓝色背景的二进制0值是额外补充的。

Hello!! 的Base64编码的结果为 SGVsbG8hIQAA 。

最后2个零值只是为了Base64编码而补充的，在原始字符中并没有对应的字符，那么Base64编码结果中的最后两个字符 AA 实际不带有效信息，所以需要特殊处理，以免解码错误。

标准Base64编码通常用 = 字符来替换最后的 A，即编码结果为 SGVsbG8hIQ==。

因为 = 字符并不在Base64编码索引表中，其意义在于结束符号，在Base64解码时遇到 = 时即可知道一个Base64编码字符串结束。

如果Base64编码字符串不会相互拼接再传输，那么最后的 = 可以省略，解码时如果发现Base64编码字符串长度不能被4整除，则先补充 = 字符，再解码即可。

解码是对编码的逆向操作，但注意一点：对于最后的两个 = 字符，转换成两个 A 字符，再转成对应的两个6比特二进制0值，接着转成原始字符之前，需要将最后的两个6比特二进制0值丢弃，因为它们实际上不携带有效信息。

UTF-8是Unicode字符集的编码规则，用于网络传输。

Base64是用来支持某些只支持传输ASCII编码可打印字符的协议，将ASCII编码中的控制字符与ASCII之外的字符转换为ASCII可打印字符来用于传输。

漫画：什么是 Base64 算法？

iOS开发探索-Base64编码

关于base64编码的原理及实现

ASCII码对照表

iOS加密2——Base64（苹果支持）

1、由于某些系统中只能使用ASCII字符。Base64就是用来将非ASCII字符的数据转换成ASCII字符的一种方法。

Base64编码使用和urlencode比较

base64:

1、包含A-Z a-z 0-9 和加号“+”，斜杠“/” 用来作为开始的64个数字. 等号“=”用来作为后缀用途。

2、2进制的.

3、要比源数据多33%。

4、常用于邮件。

urlencode：将除了 -_. 之外的所有非字母数字字符都将被替换成百分号（%）后跟两位十六进制数，空格则编码为加号（+）

请求参数传输使用base64，而不是使用urlencode，为什么？

1、部分因为base64编码后参数就不可读，而url编码英文部分是不变的

2、为了兼容网络上的一些很古老的设备, 这些古董设备只能识别 base64编码的字符

3、因为 urlencode 对二进制数据的效率不高，base64 会有效降低 %xx 的出现次数。

注释 ：

1、url请求中，只对参数进行base64编码，不是对整个url进行base64编码。

2、在url请求时，会对url整体进行urlencode编码。

NSString *str = @"hello world"; NSData *data = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]; NSData *base64Data = [data base64EncodedDataWithOptions:0];

NSString *path = @"/Users/apple/Desktop/1.png"; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:path]; NSData *base64Data = [data base64EncodedDataWithOptions:0]; [base64Data writeToFile:@"/Users/apple/Desktop/base64" atomically:YES];

NSString *base64Str = [data base64EncodedStringWithOptions:0]; NSLog(@"base64Str: %@",base64Str); NSLog(@"%@ %ld base64Data: %@ %ld",data,data.length,base64Data,base64Data.length);

NSData *endata = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedData:base64Data options:0]; [endata writeToFile:@"/Users/apple/Desktop/123.png2" atomically:YES]; UIImage *image = [UIImage imageWithData:endata]; NSLog(@"%@",image);

和MD5一样我们采取封装的办法将base64封装进了MySecurities这个类中

MySecurities.h 文件

#import Foundation/Foundation.h @interface MySecurities : NSObject +(NSString *)base64EncodingWithData:(NSData *)sourceData;//base64加密 +(id)base64EncodingWithString:(NSString *)sourceString;//base64解密 @end

base64加密

@implementation MySecurities +(NSString *)base64EncodingWithData:(NSData *)sourceData{ if (!sourceData) { //如果sourceData则返回nil，不进行加密。 return nil; } NSString *resultString = [sourceData base64EncodedStringWithOptions: NSDataBase64Encoding64CharacterLineLength]; return resultString; } ***base64解密*** +(id)base64EncodingWithString:(NSString *)sourceString{ if (!sourceString) { return nil;//如果sourceString则返回nil，不进行解密。 } NSData *resultData = [[NSData alloc]initWithBase64EncodedString:sourceString options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters]; return resultData; } @end

当前标题：ios开发base64的简单介绍
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