VB使用Base64編碼

陳新龍

現有的字符集非常多，常用的有ASCII、UTF-8、GBK等。ASCII編碼是美國信息交換標準代碼的簡稱，它是現今最通用的單字節編碼系統，只定義了128個字符。其他的編碼內容更豐富，容量也更大。

在各種信息傳輸渠道中并不能很好地支持所有的編碼，比如在郵件傳輸中就不支持ASCII編碼中的控制字符。連最通用的ASCII編碼都不能完全支持，其他編碼我們就更無法保證信息傳輸的完整性了。

為了保證各種信息傳輸渠道都能正確識別信息，Base64編碼誕生了。Base64是一種用64個字符來表示任意二進制數據的方法，將二進制數據轉變為64個“可打印字符”。它是一種編碼方式，而非加密方式。

Base64一般用于在HTTP協議下傳輸二進制數據，由于HTTP協議是文本協議，所以在HTTP協議下傳輸二進制數據前需要將二進制數據轉換為字符數據。

然而簡單的直接轉換是不夠的，因為網絡傳輸只能傳輸可打印字符。這64個字符中包括大小寫字母、數字、+和/，還有用來補缺的特殊字符=（圖1）。

以在VB中將ASCII編碼進行Base64編碼和解碼為例。Base64有64個字符，2^6=64。所以用一個6位的二進制數來表示一個Base64編碼表就夠了。

如果有3個字節（3×8=24）共計24位的二進制數，就剛好可以用4位（4×6=24）Base64字符來表示。

ASCII編碼轉Base64編碼流程的第一步是將ASCII編碼字符串根據ASCII碼對照表轉換成二進制數，然后把二進制數值按每6位進行劃分，然后將6位二進制數轉換為十進制數，然后在對照表中找到Base64編碼字符完成轉碼。

如果待編碼字符串長度不是3的倍數怎么辦呢？不是3的倍數會導致ASCII轉換的二進制數串不能整除于6了，也就不能完整編碼為Base64。為了讓編譯出的數串可以整除，就需要用0補位。如果有連續六位都是0的話，就用字符“=”來表示。

例如英文單詞“Man”對應的ASCII編碼值為77、97、110，通過進制轉換得出24位二進制數，將24位二進制數按6個一組分成四份。然后根據Base64的編碼值找出最終對應的值TWFU（圖2）。

知曉了原理后，我們通過VB編程來實現ASCII編碼轉換為Base64編碼的過程，首先我們創建兩個Text文本框（Text1代表原始字符，Text2代表加密轉換后的字符）。用txt來存儲Base編碼的字符集合（A-Z，a-z，0-9，+，- 64個字符）。

在Text1文本中輸入原始字符Python，通過for循環提取出一個英文字符，將提取的字符通過ASCII編碼方法將字符轉換成數字，接下來將數字除以二取余，倒序輸出排列，高位補零，轉換成最終二進制的數，打印在空白區域。

由于Base64編碼按每6位一組進行劃分，所以根據每六位二進制數（從左往右）進行加權求和公式為（tmp=tmp*2+val（s，i，1）;例如原始第一個字符為P，ASCII碼值為80，轉換成二進制后值為01010000，提取前六位010100，通過加權法求出二進制轉十進制為20，找出txt中第20位置編碼的值為U即可（txt的索引初始值為0，所以第20位其實是第21位），以此類推，Python從ASCII碼轉換成Base64碼后值為UH10Ag9u。

小結：Base64編碼是現代密碼學的基礎，把原本8位一組表示數據，改為6位一組表示數據，不足的部分補零，用Base64編碼之后，數據長度會變長約1/3;雖然Base64可以作為簡單加密算法，但是Base64能夠逆運算，非常不安全（圖3）。