一、base64编码工作原理

base64模块是用来作base64编码解码的。这种编码方式在电子邮件中是很常见的。它可以把不能作为文本显示的二进制数据编码为可显示的文本信息。base64怎么工作的呢？把N字节的内容对应的8N位, 每6位砍成1段,得到 (8N)/6 个单元,每个单元的值,都在[0,63]之间,再把其值对应1个ascii字符,拼接起来,OK!这里以base64_encode(’PHP’) ==> ‘UEhQ’, 编码过程如下(点击图片看大图)：

base64_encode
base64_encode

从上面的图中也可以看出，其编码后，由三个字符串变成了四个，而位长也由6位变成8位，所以其进行base64编码后，文件或字符串的大小会增加33%左右。

二、python下的base64模块

python下的base64模块主要有8个方法（encode, decode, encodestring, decodestring, b64encode,b64decode, urlsafe_b64decode,urlsafe_b64encode）：

  • encode,decode：用来编码和 解码文件的,也可以对StringIO里的数据做编解码
  • encodestring,decodestring：用来编码和解码字符串
  • b64encode和b64decode：用来编码和解码字符串，并且有一个替换符号字符的功能
  • urlsafe_b64encode 和urlsafe_b64decode:这个就是用来专门对url进行base64 编解码的，其实际调用了b64encode和b64decode。

1、编码解码字符串

1>>> import base64
2>>> s='abcd'
3>>> base64.encodestring(s)
4'YWJjZA==\n'
5>>> x = base64.encodestring(s)
6>>> base64.decodestring(x)
7'abcd'

2、编码解码文件

1f1 = open('aaa.txt', 'r')
2f2 = open('bbb.txt', 'w')
3base64.encode(f1, f2)
4f1.close()
5f2.close()

3、urlsafe编码

 1>>> url='https://blog.361way.com'
 2>>> base64.urlsafe_b64encode(url)
 3'aHR0cDovL3d3dy4zNjF3YXkuY29t'
 4>>> x=base64.urlsafe_b64encode(url)
 5>>> len(x)
 628
 7>>> base64.urlsafe_b64encode('https://blog.361way.com/t')
 8'aHR0cDovL3d3dy4zNjF3YXkuY29tL3Q='
 9>>> base64.urlsafe_b64decode(x)
10'https://blog.361way.com

b64encode和b64decode提供了字符串替换功能，而urlsafe_b64encode 和urlsafe_b64decode默认帮我们替换了+和/两个符号，因为其在URL中有特殊意义（The alphabet uses ‘-’ instead of ‘+’ and ‘_’ instead of ‘/’.）。

4、等号的处理

从上面的图中我们可以看出base64编码里有两个特殊的字符+/（ASCII码128个，base编码64个）。而=号是为了补全位能被4整除，因为Base64是把3个字节变为4个字节，所以，Base64编码的长度永远是4的倍数。那这个等号能不能去掉呢？因为等号在URL、cookie里可能会有歧义。实际上是可以的，但需要计算处理，可以进行如下封装：

1def b64_url_decode(str):
2    return base64.b64decode(str+'='*(4-len(str)%4))
3def b64_url_encode(scode):
4    return base64.urlsafe_b64encode(str(scode)).rstrip('=')

应用示例如下：

1>>> s='abcd'
2>>> base64.encodestring(s)
3'YWJjZA==\n'
4>>> def b64_url_decode(str):
5...     return base64.b64decode(str+'='*(4-len(str)%4))
6...
7>>> b64_url_decode('YWJjZA')
8'abcd'

可以看到，我把后面的两个等号去掉了，一样可以正常解码出来。因为其在解码前，先补全了等号的位。而且这个位长是一定要补的，因为不能被4整除会爆出异常的。

三、base64与图片

base64也可以编码二进制文件,如邮件中的图片和附件。编码后,我们可以在网页或邮件的源码里,直接体现此图片,而不必把图片放在服务器上,其跟处理普通文件一样。 例如如下的图片，我并没有上传到服务器上，就是通过base64 encode进行处理后，直接引用的。

其代码你可以查看源代码找到<img src=“data:image/png;base64 进行查看。