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RFC 4648 - Base16、Base32和Base64数据编码

发布日期: 2006年10月
状态: 标准跟踪协议 (Standards Track)
作者: S. Josefsson (SJD)
废弃: RFC 3548

摘要 (Abstract)​

本文档描述了常用的Base64、Base32和Base16编码方案。它还讨论了编码数据中换行符的使用、编码数据中填充的使用、编码数据中非字母字符的使用、不同编码字母表的使用以及规范编码。

本备忘录的状态 (Status of This Memo)​

本文档为互联网社区规定了一个互联网标准跟踪协议，并请求讨论和改进建议。有关本协议的标准化状态和地位，请参阅当前版本的"互联网官方协议标准" (STD 1)。本备忘录的分发不受限制。

Copyright (C) The Internet Society (2006).

目录 (Contents)​

主要章节​

为什么Base编码很重要？​

Base编码是互联网数据传输的基础。它将二进制数据转换为文本格式，使其能够在只支持文本的环境中传输和存储。

核心应用场景​

编码方式主要用途典型应用
Base64通用二进制编码MIME邮件附件、JWT令牌、数据URI
Base64URLURL安全编码JWT、OAuth令牌、URL参数
Base32人类可读编码TOTP密钥、Crockford编码
Base16十六进制编码哈希值显示、调试输出

Base64快速参考​

标准Base64编码​

字符集: A-Z, a-z, 0-9, +, /
填充字符: =
输出长度: 输入字节数 × 4/3 (向上取整到4的倍数)

示例:
输入: "Hello"
输出: "SGVsbG8="

编码过程:
H     e     l     l     o
01001000 01100101 01101100 01101100 01101111
↓ 按6位分组
010010 000110 010101 101100 011011 000110 1111
↓ 查表
S      G      V      s      b      G      8=

Base64URL编码 (RFC 4648 §5)​

字符集: A-Z, a-z, 0-9, -, _
填充字符: = (通常省略)

与标准Base64的区别:
+ → -
/ → _

用途: JWT、OAuth令牌、URL参数

Base编码对照表​

Base64标准字符表​

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

填充字符: =

Base32标准字符表​

值  字符  值  字符
 0    A   16    Q
 1    B   17    R
 2    C   18    S
 3    D   19    T
 4    E   20    U
 5    F   21    V
 6    G   22    W
 7    H   23    X
 8    I   24    Y
 9    J   25    Z
10    K   26    2
11    L   27    3
12    M   28    4
13    N   29    5
14    O   30    6
15    P   31    7

填充字符: =

实际应用示例​

JWT (JSON Web Token)​

JWT结构:
header.payload.signature

每部分都是Base64URL编码:
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIn0.
SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

数据URI​

<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAUA..." />

MIME邮件附件​

Content-Type: application/pdf
Content-Transfer-Encoding: base64

JVBERi0xLjQKJeLjz9MKMSAwIG9iago8PC9UeXBlIC9DYXRhbG9n...

相关RFC​

  • RFC 2045 - MIME Part One (定义Base64用于MIME)
  • RFC 3548 - Base编码 (被RFC 4648废弃)
  • RFC 7515 - JSON Web Signature (使用Base64URL)
  • RFC 7519 - JSON Web Token (使用Base64URL)