jasmine214--love

原文：http://www.luocong.com/articles/show_article.asp?Article_ID=17
java:http://www.zhuoda.org/elite/34479.html

各位看官應該都是資深的網蟲了，小弟斗膽在此問問大家，平時上網時，除了泡MM、到論壇灌水、扔版磚……之外，進行的最多的是什么活動？對了，你一定會說：是收發電子郵件?。ㄕl敢說自己沒收/發過電子郵件的？拉出去槍斃了?。。?br />
收/發E-mail的時候有一個安全性的問題——假想一下，你花了一整天時間給系花寫的情書，在發送的過程中被隔壁宿舍張三那小子截獲了（難道他是黑客？？），更糟的是他是你的情敵啊……天，后果不堪設想?。∫虼?，我們必須有一種比較可靠的加密方法，能夠對電子郵件的明文進行轉換，至少要得出一個無法被別人一眼就看出內容來的東西，而且編碼/解碼的速度還要足夠快。（這時你可以再假想一下啦，張三那家伙截獲了你的肉麻情書，可是他一看：“咦？怎么亂七八糟的？垃圾郵件！！”——這樣一來你不就逃過大難了？！）

Base64就是在這種背景下產生的加密方法。它的特點是：1、速度非?？?。2、能夠將字符串A轉換成字符串B，而且如果你光看字符串B，是絕對猜不出字符串A的內容來的。不信嗎？讓我們來看看下面這串東西：

xOO6w6Osu7bTrbniwdnAz8LetcTnzbfXzOy12KOh

呵呵，是什么??？猜出來了嗎？其實它就是下面這段文字經過Base64編碼產生的東東：

你好，歡迎光臨老羅的繽紛天地！

介紹說完啦，讓我們開始探討實質性的東西。

Base64是網絡上最常見的用于傳輸8Bit字節代碼的編碼方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的詳細規范。

Base64要求把每三個8Bit的字節轉換為四個6Bit的字節（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添兩位高位0，組成四個8Bit的字節，也就是說，轉換后的字符串理論上將要比原來的長1/3。

這樣說會不會太抽象了？不怕，我們來看一個例子：

轉換前	aaaaaabb	ccccdddd	eeffffff
轉換后	00aaaaaa	00bbcccc	00ddddee	00ffffff

應該很清楚了吧？上面的三個字節是原文，下面的四個字節是轉換后的Base64編碼，其前兩位均為0。

轉換后，我們用一個碼表來得到我們想要的字符串（也就是最終的Base64編碼），這個表是這樣的：（摘自RFC2045）


????????????????????????????Table 1: The Base64 Alphabet

??????Value Encoding??Value Encoding??Value Encoding??Value Encoding
?????????? 0 A????????????17 R????????????34 i????????????51 z
?????????? 1 B????????????18 S????????????35 j????????????52 0
?????????? 2 C????????????19 T????????????36 k????????????53 1
?????????? 3 D????????????20 U????????????37 l????????????54 2
?????????? 4 E????????????21 V????????????38 m????????????55 3
?????????? 5 F????????????22 W????????????39 n????????????56 4
?????????? 6 G????????????23 X????????????40 o????????????57 5
?????????? 7 H????????????24 Y????????????41 p????????????58 6
?????????? 8 I????????????25 Z????????????42 q????????????59 7
?????????? 9 J????????????26 a????????????43 r????????????60 8
??????????10 K????????????27 b????????????44 s????????????61 9
??????????11 L????????????28 c????????????45 t????????????62 +
??????????12 M????????????29 d????????????46 u????????????63 /
??????????13 N????????????30 e????????????47 v
??????????14 O????????????31 f????????????48 w???????? (pad) =
??????????15 P????????????32 g????????????49 x
??????????16 Q????????????33 h????????????50 y


讓我們再來看一個實際的例子，加深印象！

轉換前	10101101	10111010	01110110
轉換后	00101011	00011011	00101001	00110110
十進制	43	27	41	54
對應碼表中的值	r	b	p	2

所以上面的24位編碼，編碼后的Base64值為 rbp2
解碼同理，把 rbq2 的二進制位連接上再重組得到三個8位值，得出原碼。
（解碼只是編碼的逆過程，在此我就不多說了，另外有關MIME的RFC還是有很多的，如果需要詳細情況請自行查找。）

用更接近于編程的思維來說，編碼的過程是這樣的：

第一個字符通過右移2位獲得第一個目標字符的Base64表位置，根據這個數值取到表上相應的字符，就是第一個目標字符。
然后將第一個字符左移4位加上第二個字符右移4位，即獲得第二個目標字符。
再將第二個字符左移2位加上第三個字符右移6位，獲得第三個目標字符。
最后取第三個字符的右6位即獲得第四個目標字符。

在以上的每一個步驟之后，再把結果與 0x3F 進行 AND 位操作，就可以得到編碼后的字符了。

（感謝 Athena 指出以上描述中原有的一些錯誤！^_^）

So easy! That’s all!!!

可是等等……聰明的你可能會問到，原文的字節數量應該是3的倍數啊，如果這個條件不能滿足的話，那該怎么辦呢？

我們的解決辦法是這樣的：原文的字節不夠的地方可以用全0來補足，轉換時Base64編碼用=號來代替。這就是為什么有些Base64編碼會以一個或兩個等號結束的原因，但等號最多只有兩個。因為：

余數 = 原文字節數 MOD 3

所以余數任何情況下都只可能是0，1，2這三個數中的一個。如果余數是0的話，就表示原文字節數正好是3的倍數（最理想的情況啦）。如果是1的話，為了讓Base64編碼是4的倍數，就要補2個等號；同理，如果是2的話，就要補1個等號。

講到這里，大伙兒應該全明白了吧？如果還有不清楚的話就返回去再仔細看看，其實不難理解的。

下面我給出一個演示Base64編碼/解碼的程序，希望能對您有用。同時也希望您幫我完善它，利用它做出更多的用途，到時別忘了通知我一聲?。。ㄎ椰F在太忙了）


DLL的源代碼：Base64Dll.asm

;*********************************************** ;程序名稱：演示Base64編碼/解碼原理 ;作者：羅聰 ;日期：2002-9-14 ;出處：http://laoluoc.yeah.net（老羅的繽紛天地） ;注意事項：如欲轉載，請保持本程序的完整，并注明： ;轉載自“老羅的繽紛天地”（http://laoluoc.yeah.net） ;*********************************************** .386 .modelflat,stdcall optioncasemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib DllEntry????????proto:HINSTANCE,:DWORD,:DWORD Base64Encode????proto:DWORD,:DWORD Base64Decode????proto:DWORD,:DWORD .data ;Base64 -> ASCII mapping table base64_alphabet ????db????"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=" ;ASCII -> Base64 mapping table base64table???????? db43dup(255) ?? ???? ????????????db62,255,255,255,63,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,255 ????????????????????db255,255,0,255,255,255,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 ????????????????????db14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,255,255,255,255 ????????????????????db255,255,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38 ????????????????????db39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51 ????????????????????db132dup(255) .code DllEntry????proc????hInst: HINSTANCE, reason:DWORD, reserved1:DWORD ????moveax, TRUE ????ret DllEntry????endp ;********************************************************** ;函數功能：進行Base64編碼 ;參數： ;????source??????????=????傳入的字符串 ;????destination???? =????返回的編碼 ;********************************************************** Base64Encode????proc????usesebxediesi source:DWORD, destination:DWORD ????LOCAL????sourcelen:DWORD ????invoke lstrlen, source ????mov sourcelen,eax ????mov??esi, source ????mov??edi, destination @@base64loop: ????xoreax,eax ????.if sourcelen ==1 ????????lodsb????????????????????????;source ptr + 1 ????????movecx,2?? ????????????????;bytes to output = 2 ????????movedx,03D3Dh??????????????;padding = 2 byte ????????dec sourcelen????????????????;length - 1 ????.elseif sourcelen ==2 ????????lodsw????????????????????????;source ptr + 2 ????????movecx,3?? ????????????????;bytes to output = 3 ????????movedx,03Dh????????????????;padding = 1 byte ????????sub sourcelen,2???????????? ;length - 2 ????.else ????????lodsd ????????movecx,4?? ????????????????;bytes to output = 4 ????????xoredx,edx???????????????? ;padding = 0 byte ????????decesi??????????????????????;source ptr + 3 (+4-1) ????????sub sourcelen,3???????????? ;length - 3 ????.endif ????xchgal,ah?? ????????????????????;flip eax completely ????rol??eax,16???????????????????? ;can this be done faster ????xchgal,ah ????@@: ????push??eax ????and?? eax,0FC000000h????????????;get the last 6 high bits ????rol?? eax,6???????????????????? ;rotate them into al ????mov?? al,??byteptr[offset base64_alphabet +eax]????????;get encode character ????stosb????????????????????????????;write to destination ????pop?? eax ????shl?? eax,6???????????????????? ;shift left 6 bits ????dec?? ecx ????jnz?? @B???????????????????????? ;loop ????cmp?? sourcelen,0 ????jnz?? @@base64loop?????????????? ;main loop ????mov?? eax,edx?????????????????? ;add padding and null terminate ????stosd ????ret Base64Encode????endp ;********************************************************** ;函數功能：進行Base64解碼 ;參數： ;????source??????????=????傳入的編碼 ;????destination???? =????返回的字符串 ;********************************************************** Base64Decode????proc????usesebxediesi source:DWORD, destination:DWORD ????LOCAL????sourcelen:DWORD ????invoke lstrlen, source ????mov sourcelen,eax ???? ????mov????esi, source???????????? ;esi <- source ????mov????edi, destination????????;edi <- destination ????mov????ecx, sourcelen ????shr????ecx,2 ????cld ???? ????;-------------[decoding part]--------------- ???? @@outer_loop: ????push?? ecx ????mov????ecx,4 ????xor????ebx,ebx ????lodsd @@inner_loop: ????push?? eax ????and????eax,0ffh ????mov????al,byteptr[offset base64table +eax] ????cmp????al,255 ????je???? @@invalid_char ????shl????ebx,6 ????or???? bl,al ????pop????eax ????shr????eax,8 ????dec????ecx ????jnz????@@inner_loop ????mov????eax,ebx ????shl????eax,8 ????xchg?? ah,al ????ror????eax,16 ????xchg?? ah,al ????stosd ????dec????edi ????pop????ecx ????dec????ecx ????jnz????@@outer_loop ????xor????eax,eax ????jmp????@@decode_done ???? ????;------------------------------------------- ???? @@invalid_char: ????mov????eax,-1 @@decode_done: ????ret Base64Decode ENDP end DllEntry ;********************????over????******************** ;by LC

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測試程序：base64.asm

;*********************************************** ;程序名稱：演示Base64編碼/解碼原理 ;作者：羅聰 ;日期：2002-9-14 ;出處：http://laoluoc.yeah.net（老羅的繽紛天地） ;注意事項：如欲轉載，請保持本程序的完整，并注明： ;轉載自“老羅的繽紛天地”（http://laoluoc.yeah.net） ;*********************************************** .386 .modelflat,stdcall optioncasemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc include Base64Dll.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib includelib Base64Dll.lib WndProc????????????proto:DWORD,:DWORD,:DWORD,:DWORD .const IDC_BUTTON_ENCODE????equ????3000 IDC_BUTTON_DECODE????equ????3001 IDC_EDIT_INPUT?? ????equ????3002 MAXSIZE??????????????equ????260 .data szDlgName????????????db????"lc_dialog",0 szCaption????????????db????"BASE64 demo by LC",0 szBuffer???????????? db????255dup(0) szText?????????? ????db????340dup(0) szMsg????????????????db????450dup(0) szTemplate_Encode????db????"字符串 ""%s"" 的Base64編碼是：",13,10,13,10,"%s",0 szTemplate_Decode????db????"編碼 ""%s"" 經過Base64還原后的字符串是：",13,10,13,10,"%s",0 .code main: ????invoke GetModuleHandle, NULL ????invoke DialogBoxParam,eax,offset szDlgName,0, WndProc,0 ????invoke ExitProcess,eax WndProc procusesedi hWnd:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM ????LOCAL hEdit: HWND ????.if uMsg == WM_CLOSE ????????invoke EndDialog, hWnd,0 ???????? ????.elseif uMsg == WM_COMMAND ????????moveax, wParam ????????movedx,eax ????????shredx,16 ????????movzxeax,ax ????????.ifedx== BN_CLICKED ????????????.ifeax== IDCANCEL ????????????????invoke EndDialog, hWnd, NULL ???? ????????????.elseifeax== IDC_BUTTON_ENCODE ||eax== IDOK ????????????????;取得用戶輸入的字符串： ????????????????invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT,addr szBuffer,255 ????????????????;進行 ASCII->Base64 轉換： ????????????????invoke Base64Encode,addr szBuffer,addr szText ????????????????;格式化輸出： ????????????????invoke wsprintf,addr szMsg,addr szTemplate_Encode,addr szBuffer,addr szText ????????????????;顯示結果： ????????????????invoke MessageBox, hWnd,addr szMsg,addr szCaption, MB_OK ????????????.elseifeax== IDC_BUTTON_DECODE ????????????????;取得用戶輸入的字符串： ????????????????invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT,addr szBuffer,255 ????????????????;進行 Base64->ASCII 轉換： ????????????????invoke Base64Decode,addr szBuffer,addr szText ????????????????;格式化輸出： ????????????????invoke wsprintf,addr szMsg,addr szTemplate_Decode,addr szBuffer,addr szText ????????????????;顯示結果： ????????????????invoke MessageBox, hWnd,addr szMsg,addr szCaption, MB_OK ????????????.endif ????????????;全選edit里面的內容： ????????????invoke GetDlgItem, hWnd, IDC_EDIT_INPUT ????????????invoke SendMessage,eax, EM_SETSEL,0,-1 ????????.endif ????.else ????????moveax, FALSE ????????ret ????.endif ????moveax, TRUE ????ret WndProc endp end main ;********************????over????******************** ;by LC

---

測試程序的資源文件：base64.rc

#include "resource.h" #define IDC_BUTTON_ENCODE????3000 #define IDC_BUTTON_DECODE????3001 #define IDC_EDIT_INPUT?????? 3002 #define IDC_STATIC?????????? -1 LC_DIALOG DIALOGEX 10, 10, 195, 60 STYLE DS_SETFONT | DS_CENTER | WS_MINIMIZEBOX | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | ????WS_SYSMENU CAPTION "Base64 demo by LC" FONT 9, "宋體", 0, 0, 0x0 BEGIN ????LTEXT?????????? "請輸入字符串：", IDC_STATIC, 11, 7, 130, 10 ????EDITTEXT????????IDC_EDIT_INPUT, 11, 20, 173, 12, ES_AUTOHSCROLL ????DEFPUSHBUTTON?? "編碼(&E)", IDC_BUTTON_ENCODE, 38, 39, 52, 15 ????PUSHBUTTON??????"解碼(&D)", IDC_BUTTON_DECODE, 104, 39, 52, 15 END

如果你發現了有bug，一定要告訴我啊，并請來信討論！mailto:lcother@163.net?subject=老羅，有關Base64的問題想跟你討論！

最后給大家留下一個小小的習題，你知道下面這串Base64編碼的原文是什么嗎？??：）
0LvQu8T6xM3XxdDU19O/tM3qztK1xEJhc2U2NL3Ms8yjoSCjuqOp

老羅
2002-9-14