Java加密：一、Base64算法

一、Base64算法的由来

        Base64算法最早应用于解决电子邮件传输的问题。在早期，由于“历史问题”，电子邮件只允许ASCII码字符。如果要传输一封带有非ASCII码字符的电子邮件，当它通过有“历史问题”的网关时就可能出现问题。这个网关很可能会对这个非ASCII码字符的二进制位做调整，即将这个非ASCII码的8位二进制码的最高位置为0。此时用户收到的邮件就会是一封纯粹的乱码邮件了。基于这个原因产生了Base64算法。

        Base64算法虽不能称为加密算法，但其变换法则遵从了单表置换算法。

二、实现原理

        Base64算法主要是对给定的字符以与字符编码（如ASCII码，UTF-8码）对应的十进制数为基准，做编码操作：

        1）将给定的字符串以字符为单位转换为对应的字符编码（如ASCII码）。

        2）将获得的字符编码转换为二进制码。

        3）对获得的二进制码做分组转换操作，每3个8位二进制码为一组，转换为每4个6位二进制码为一组（不足6位时低位补0）。这是一个分组变化的过程，3个8位二进制码和4个6位二进制码的长度都是24位（3×8=4×6=24）。

        4）对获得的4个6位二进制码补位，向6位二进制码添加2位高位0，组成4个8位二进制码。

        5）将获得的4个8位二进制码转换为十进制码。

        6）将获得的十进制码转换为Base64字符表中对应的字符。

三、Base64算法实现

        在Java 8中，Base64编码已经成为Java类库的标准。Java 8 内置了 Base64 编码的编码器和解码器。Base64工具类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器：

1、基本

        基本：输出被映射到一组字符A-Za-z0-9+/，编码不添加任何行标，输出的解码仅支持A-Za-z0-9+/。

static Base64.Decoder getDecoder()

返回一个 Base64.Decoder ，解码使用基本型 base64 编码方案。

static Base64.Encoder getEncoder()

返回一个 Base64.Encoder ，编码使用基本型 base64 编码方案。 

2、URL

        URL：输出映射到一组字符A-Za-z0-9+_，输出是URL和文件。

static Base64.Decoder getUrlDecoder()

返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。

static Base64.Encoder getUrlEncoder()

返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。 

3、MIME

        MIME：输出隐射到MIME友好格式。输出每行不超过76字符，并且使用'\r'并跟随'\n'作为分割。编码输出最后没有行分割。

static Base64.Decoder getMimeDecoder()

返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 MIME 型 base64 编码方案。

static Base64.Encoder getMimeEncoder()

返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 MIME 型 base64 编码方案。

static Base64.Encoder getMimeEncoder(int lineLength, byte[] lineSeparator)

返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 MIME 型 base64 编码方案，可以通过参数指定每行的长度及行的分隔符。

四、代码参考

1、基本

try
{
    // 使用基本编码
    String base64encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString("测试base64?java8".getBytes("utf-8"));
    System.out.println("Base64 编码字符串(基本):" + base64encodedString);
    // 解码
    byte[] base64decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(base64encodedString);
    System.out.println("Base64 解码字符串(基本):" + new String(base64decodedBytes, "utf-8"));
}
catch(Exception e)
{

}

Base64 编码字符串(基本):5rWL6K+VYmFzZTY0P2phdmE4
Base64 解码字符串(基本):测试base64?java8 

2、URL

try
{
    // 使用基本编码
    String base64encodedString = Base64.getUrlEncoder().encodeToString("runoob?java8".getBytes("utf-8"));
    System.out.println("Base64 编码字符串 (URL) :" + base64encodedString);
    // 解码
    byte[] base64decodedBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(base64encodedString);
    System.out.println("Base64 解码字符串(URL):" + new String(base64decodedBytes, "utf-8"));
}
catch(Exception e)
{

}

Base64 编码字符串 (URL) :5rWL6K-VYmFzZTY0P2phdmE4
Base64 解码字符串(URL):测试base64?java8

3、MIME

try
{
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        stringBuilder.append(UUID.randomUUID().toString());
    }
    byte[] mimeBytes = stringBuilder.toString().getBytes("utf-8");
    String mimeEncodedString = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(mimeBytes);
    System.out.println("Base64 编码字符串 (MIME) :" + mimeEncodedString);

    // 解码
    byte[] base64decodedBytes = Base64.getMimeDecoder().decode(mimeEncodedString);
    System.out.println("Base64 解码字符串(MIME):" + new String(base64decodedBytes, "utf-8"));
}
catch(Exception e)
{

}

Base64 编码字符串 (MIME) :ODgzMDczNzctZGFlZi00NmUxLWE4YmUtYmQwYjIxNzdjZWVkMWFmMjg2Y2MtNzc3NC00MmE1LTg2
YWQtZWEyODdhZjhkYTI1
Base64 解码字符串(MIME):88307377-daef-46e1-a8be-bd0b2177ceed1af286cc-7774-42a5-86ad-ea287af8da25