Как раскодировать файл base64

Обновлено: 04.07.2024

Допустим, вам нужно передать по сети бинарный графический файл.

Каким должно быть решение, чтобы избежать такой проблемы?

Ответ кроется в кодировке Base64. В этой статье я собираюсь показать, как мы можем использовать Python для кодирования и декодирования двоичного изображения.

Программа, которую мы сегодня создадим, предполагает использование в качестве автономной локальной программы, но вы можете применять ее для различных концепций, таких как отправка закодированного изображения с мобильного устройства на сервер, и многих других приложений.

Что такое кодирование Base64?

Прежде чем перейти к этому, давайте определим, что мы подразумеваем под Base64.

Для чего мы используем Base64?

Base64 очень важен для отображения двоичных данных, настолько, что позволяет представлять двоичные данные так, что они выглядят и ведут себя как обычный текст. Это делает более безопасным их хранение в базах данных, отправку по электронной почте или использование в текстовых форматах, таких как XML.

Base64 в основном используется для представления данных в формате ASCII.

Как мы уже говорили во введении к этой статье, без Base64 данные вообще не могут быть прочитаны.

Кодирование Base64

Закодированные в Base64 данные в итоге оказываются больше исходных данных, поэтому, как мы уже говорили, на каждые 3 байта двоичных данных приходится как минимум 4 байта закодированных в Base64 данных. Это связано с тем, что вы сжимаете данные в меньший набор символов.

Вы когда-нибудь видели необработанный файл электронной почты, подобный тому, который показан ниже? Если да, то вы видели кодирование Base64 в действии.

Кодирование Base64 выполняется в несколько этапов:

Текст, который необходимо закодировать, преобразуется в соответствующие десятичные значения, т.е. в его ASCII-эквивалент (например, a: 97, b: 98 и т.д.).
Десятичные значения, полученные на предыдущем этапе, преобразуются в их двоичные эквиваленты (т.е. 97: 01100001).
Все двоичные эквиваленты объединяются, в результате чего получается большой набор двоичных чисел.
Большой набор двоичных чисел разделен на равные части. Каждая секция должна содержать только 6 бит.
Равные наборы из 6 битов преобразуются в их десятичные эквиваленты.
Наконец, десятичные эквиваленты преобразуются в свои значения Base 64 (т.е. 4:E).

Декодирование Base64

Декодирование Base64 противоположно кодированию Base64. Другими словами, это делается путем обратных действий, описанных в предыдущем пункте.

Таким образом, этапы декодирования Base64 можно описать следующим образом:

Кодирование изображения

Для кодирования нашего изображения в Base64 нужно сделать следующее:

Если вы хотите увидеть результат процесса кодирования, введите следующее:

Декодирование изображения

Чтобы декодировать изображение с помощью Python, мы просто используем функцию base64.decodestring(s).

Таким образом, чтобы декодировать изображение, которое мы закодировали в предыдущем разделе, делаем следующее:

Собираем все вместе

Давайте соберем код, которая кодирует и декодирует изображение Base64.

Сохраните статью в социальных сетях, чтобы не потерять.

1. Обзор

В этом уроке мы рассмотрим различные утилиты, которые предоставляют функции кодирования и декодирования Base64 в Java.

Мы в основном собираемся проиллюстрировать новые API Java 8 и служебные API, которые выходят из Apache Commons.

Дальнейшее чтение:

Руководство по кодированию/декодированию URL-адресов Java

Хеширование SHA-256 и SHA3-256 в Java

Новое Хранилище Паролей В Spring Security 5

2. Java 8 для базы 64

Java 8 наконец-то добавила возможности Base64 в стандартный API. Это делается через класс утилиты java.util.Base64 .

Давайте начнем с рассмотрения базового процесса кодирования.

2.1. Java 8 Basic Base64

Базовый кодер упрощает работу и кодирует вход как есть, без какого-либо разделения строк.

Выходные данные отображаются на набор символов в A-Za-z0-9+/ набор символов, и декодер отклоняет любой символ за пределами этого набора.

Давайте сначала закодируем простую строку :

Обратите внимание, как мы получаем полный API кодировщика с помощью простого метода GetEncoder() utility.

Теперь давайте расшифруем эту строку обратно в исходную форму:

2.2. Кодировка Java 8 Base64 Без Заполнения

В кодировке Base64 длина выходной кодированной строки должна быть кратна трем. Если нет, то вывод будет дополнен дополнительными символами pad ( = ).

После декодирования эти дополнительные символы заполнения будут отброшены. Чтобы углубиться в заполнение в Base64, ознакомьтесь с этим подробным ответом на Переполнение стека .

Если нам нужно пропустить заполнение вывода — возможно, потому, что результирующая строка никогда не будет декодирована обратно — мы можем просто выбрать кодирование без заполнения :

2.3. Кодировка URL-адресов Java 8

Кодировка URL-адресов очень похожа на базовый кодер, который мы рассмотрели выше. Он использует безопасный алфавит Base64 URL и имени файла и не добавляет никакого разделения строк:

Декодирование происходит во многом таким же образом. Метод утилиты getUrlDecoder() возвращает java.util.Base64.Decoder , который затем используется для декодирования URL-адреса:

2.4. Кодировка MIME Java 8

Давайте начнем с создания некоторого базового ввода MIME для кодирования:

Кодер MIME генерирует выходные данные в кодировке Base64, используя базовый алфавит, но в удобном для MIME формате.

Каждая строка вывода содержит не более 76 символов и заканчивается возвратом каретки, за которым следует перевод строки ( \r\n ):

Метод утилиты getMimeDecoder() возвращает java.util.Base64.Decoder , который затем используется в процессе декодирования:

3. Кодирование/Декодирование С Использованием Кодека Apache Commons

Во-первых, нам нужно определить зависимость commons-codec в pom.xml :

Обратите внимание, что мы можем проверить, были ли выпущены более новые версии библиотеки на Maven Central .

После создания API Base64 и кодирование, и декодирование довольно просты:

Метод decode() класса Base64 возвращает декодированную строку:

Другим простым вариантом является использование статического API Base64 |/вместо создания экземпляра:

4. Преобразование строки в массив байтов

Иногда нам нужно преобразовать Строку в байт[] . Самый простой способ сделать это-использовать метод String getBytes() :

Лучше также обеспечить кодировку и не зависеть от кодировки по умолчанию, так как она зависит от системы:

Если наша строка Base64 закодирована, мы можем использовать декодер Base64 |:

Мы также можем использовать DatatypeConverter parseBase64Binary() метод :

Наконец, мы можем преобразовать шестнадцатеричную строку в байт[] с помощью метода DatatypeConverter :

5. Заключение

В этой статье объясняются основы кодирования и декодирования Base64 в Java с использованием новых API, представленных в Java 8 и Apache Commons.

В Base64 данные делятся на 6 бит и преобразуются в буквенно-цифровые символы (A-Z, a-z, 0-9) и символы (+, /). Преобразует каждые 4 символа, а если последний меньше 4 символов, заполните его символом равенства (=).

Кроме того, RFC 1421 (PEM: Privacy-Enhanced Mail) предусматривает перерыв каждые 64 символа, а RFC 2045 (MIME) предусматривает перерыв каждые 76 символов.

Таблица преобразования для символов Base64 выглядит следующим образом.

5-битные данные	Base32 символа
000000	A
000001	B
000010	C
000011	D
000100	E
000101	F
000110	G
000111	H
001000	I
001001	J
001010	K
001011	L
001100	M
001101	N
001110	O
001111	P
010000	Q
010001	R
010010	S
010011	T
010100	U
010101	V
010110	W
010111	X
011000	Y
011001	Z
011010	a
011011	b
011100	c
011101	d
011110	e
011111	f
100000	g
100001	h
100010	i
100011	j
100100	k
100101	l
100110	m
100111	n
101000	o
101001	p
101010	q
101011	r
101100	s
101101	t
101110	u
101111	v
110000	w
110001	x
110010	y
110011	z
110100	0
110101	1
110110	2
110111	3
111000	4
111001	5
111010	6
111011	7
111100	8
111101	9
111110	+
111111	-

Например, если вы конвертируете «Hello» с помощью Base64, это будет следующим образом.

1. Сделайте это двоичным представлением.

2. Разделять каждые 6 бит. Если он меньше 6 бит, дополните его "0" в конце.

3. Преобразуйте в символы с помощью таблицы преобразования. Преобразуйте каждые 4 символа, и если оно меньше 4 символов, дополните конец знаком «=».

4. Соедините все символы, чтобы получить результат преобразования Base64.