陈新龙

现有的字符集非常多，常用的有ASCII、UTF-8、GBK等。ASCII编码是美国信息交换标准代码的简称，它是现今最通用的单字节编码系统，只定义了128个字符。其他的编码内容更丰富，容量也更大。

在各种信息传输渠道中并不能很好地支持所有的编码，比如在邮件传输中就不支持ASCII编码中的控制字符。连最通用的ASCII编码都不能完全支持，其他编码我们就更无法保证信息传输的完整性了。

为了保证各种信息传输渠道都能正确识别信息，Base64编码诞生了。Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法，将二进制数据转变为64个“可打印字符”。它是一种编码方式，而非加密方式。

Base64一般用于在HTTP协议下传输二进制数据，由于HTTP协议是文本协议，所以在HTTP协议下传输二进制数据前需要将二进制数据转换为字符数据。

然而简单的直接转换是不够的，因为网络传输只能传输可打印字符。这64个字符中包括大小写字母、数字、+和/，还有用来补缺的特殊字符=（图1）。

以在VB中将ASCII编码进行Base64编码和解码为例。Base64有64个字符，2^6=64。所以用一个6位的二进制数来表示一个Base64编码表就够了。

如果有3个字节（3×8=24）共计24位的二进制数，就刚好可以用4位（4×6=24）Base64字符来表示。

ASCII编码转Base64编码流程的第一步是将ASCII编码字符串根据ASCII码对照表转换成二进制数，然后把二进制数值按每6位进行划分，然后将6位二进制数转换为十进制数，然后在对照表中找到Base64编码字符完成转码。

如果待编码字符串长度不是3的倍数怎么办呢？不是3的倍数会导致ASCII转换的二进制数串不能整除于6了，也就不能完整编码为Base64。为了让编译出的数串可以整除，就需要用0补位。如果有连续六位都是0的话，就用字符“=”来表示。

例如英文单词“Man”对应的ASCII编码值为77、97、110，通过进制转换得出24位二进制数，将24位二进制数按6个一组分成四份。然后根据Base64的编码值找出最终对应的值TWFU（图2）。

知曉了原理后，我们通过VB编程来实现ASCII编码转换为Base64编码的过程，首先我们创建两个Text文本框（Text1代表原始字符，Text2代表加密转换后的字符）。用txt来存储Base编码的字符集合（A-Z，a-z，0-9，+，- 64个字符）。

在Text1文本中输入原始字符Python，通过for循环提取出一个英文字符，将提取的字符通过ASCII编码方法将字符转换成数字，接下来将数字除以二取余，倒序输出排列，高位补零，转换成最终二进制的数，打印在空白区域。

由于Base64编码按每6位一组进行划分，所以根据每六位二进制数（从左往右）进行加权求和公式为（tmp=tmp*2+val（s，i，1）;例如原始第一个字符为P，ASCII码值为80，转换成二进制后值为01010000，提取前六位010100，通过加权法求出二进制转十进制为20，找出txt中第20位置编码的值为U即可（txt的索引初始值为0，所以第20位其实是第21位），以此类推，Python从ASCII码转换成Base64码后值为UH10Ag9u。

小结：Base64编码是现代密码学的基础，把原本8位一组表示数据，改为6位一组表示数据，不足的部分补零，用Base64编码之后，数据长度会变长约1/3;虽然Base64可以作为简单加密算法，但是Base64能够逆运算，非常不安全（图3）。