跳到主要内容

RFC 4648 - Base16、Base32 与 Base64 数据编码

  • 状态：建议标准（Proposed Standard）
  • 发布日期：2006 年 10 月
  • 流：IETF
  • 废止：RFC 3548
  • 勘误：无勘误

摘要​

本文档描述了常用的 Base64、Base32 与 Base16 编码方案，同时讨论了编码数据中换行符的使用、填充字符的使用、非字母表字符的使用、不同编码字母表的使用，以及规范编码。

本备忘录的状态​

本文档为互联网社区规定了互联网标准跟踪协议，并请求对其讨论与改进建议。有关该协议的标准化状态与状况，请参考《互联网官方协议标准》（STD 1）的当前版本。本备忘录的分发不受限制。

版权声明​

版权所有 (C) 互联网协会（2006）。

目录​

主要章节​

为什么基数编码很重要​

基数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，使其能够在仅支持文本的环境中进行传输与存储。

核心用例​

编码主要用途典型应用
Base64通用二进制编码MIME 电子邮件附件、JWT 令牌、Data 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 的差异：
+ → -
/ → _

用途：JWT、OAuth 令牌、URL 参数

基数编码参考表​

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：=

真实世界应用​

JWT（JSON Web Token）​

JWT 结构：
header.payload.signature

每一部分均为 Base64URL 编码：
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIn0.
SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

Data URI​

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

MIME 电子邮件附件​

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

JVBERi0xLjQKJeLjz9MKMSAwIG9iago8PC9UeXBlIC9DYXRhbG9n...

相关资源​

相关 RFC​

  • RFC 2045 - MIME 第一部分（为 MIME 定义 Base64）
  • RFC 3548 - 基数编码（已被 RFC 4648 废止）
  • RFC 7515 - JSON Web 签名（使用 Base64URL）
  • RFC 7519 - JSON Web Token（使用 Base64URL）