js实现base64编码解码

Base64编码解码原理介绍

1.Base64使用A-Z,a-z,0-9,+,/ 这64个字符.
2.编码原理:将3个字节转换成4个字节( (3X8)=24=(4X6) )先读入3个字节,每读一个字节,左移8位,再右移四次,每次6位,这样就有4个字节了.
3.解码原理:将4个字节转换成3个字节.先读入4个6位(用或运算),每次左移6位,再右移3次,每次8位.这样就还原了.

Base64是一种很常见的编码规范，其作用是将二进制序列转换为人类可读的ASCII字符序列，常用在需用通过文本协议（比如HTTP和SMTP）来传输二进制数据的情况下。Base64并不是一种用于安全领域的加密解密算法（这类算法有DES等），尽管我们有时也听到使用Base64来加密解密的说法，但这里所说的加密与解密实际是指编码（encode）和解码（decode）的过程，其变换是非常简单的，仅仅能够避免信息被直接识别。

Base64采用了一种很简单的编码转换：对于待编码数据，以3个字节为单位，依次取6位数据并在前面补上两个0形成新的8位编码，由于3*8=4*6，这样3个字节的输入会变成4个字节的输出，长度上增加了1/3。

上面的处理还不能保证得到的字符都是可见字符，为了达到此目的，Base64制定了一个编码表，进行统一的转换。码表的大小为2^6=64，这也是Base64名称的由来。

另外还有一点要注意的地方，前面提到编码是以3个字节为单位，当剩下的字符数量不足3个字节时，则应使用0进行填充，相应的，输出字符则使用’=‘占位，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1至2个’=‘。

具体转换步骤：
第一步：将待转换的字符串转为一个个字符
第二步：计算每一个字符对应的ASCII码十进制
第三步：计算出十进制对应的二进制，若不足8位，在前面添加0进行补全
第四步：将8位的二进制码，按照6个6个一组划分，若不能整除6，在最末添加0补足6位
第五步：计算对应的十进制编码
第六步：按照base64表，查看对应的字符
第七步：将加密后的字符3个3个分成一组，不足3位的添加=进行补全
第八步：得到最终结果

同时得到base64位加密后的特征：
1.长度是3的倍数
2.只含有65中字符，大写的A至Z，小写的a至z,数字0到9，以及3种符号+/ =，=最多两个，且在末尾

方法1：js编码实现Base64编码解码函数

完整代码：

<script>
/**
 * Base64 编码工具，完美的支持 unicode 编码的字符串
 * Base64 加密解密使用方法：
 * Base64.encode('中文') --> 5Lit5paH
 * Base64.decode('5Lit5paH') --> 中文
 */
var Base64 = {
    // private property
    _keyStr : "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=",
    // public method for encoding
    encode : function(input) {
        var output = "";
        var chr1, chr2, chr3, enc1, enc2, enc3, enc4;
        var i = 0;
        input = Base64._utf8_encode(input);
        while (i < input.length) {
            chr1 = input.charCodeAt(i++);
            chr2 = input.charCodeAt(i++);
            chr3 = input.charCodeAt(i++);
            enc1 = chr1 >> 2;
            enc2 = ((chr1 & 3) << 4) | (chr2 >> 4);
            enc3 = ((chr2 & 15) << 2) | (chr3 >> 6);
            enc4 = chr3 & 63;
            if (isNaN(chr2)) {
                enc3 = enc4 = 64;
            } else if (isNaN(chr3)) {
                enc4 = 64;
            }
            output = output +
            this._keyStr.charAt(enc1) + this._keyStr.charAt(enc2) +
            this._keyStr.charAt(enc3) + this._keyStr.charAt(enc4);
        }
        return output;
    },
    // public method for decoding
    decode : function(input) {
        var output = "";
        var chr1, chr2, chr3;
        var enc1, enc2, enc3, enc4;
        var i = 0;
        input = input.replace(/[^A-Za-z0-9\+\/\=]/g, "");
        while (i < input.length) {
            enc1 = this._keyStr.indexOf(input.charAt(i++));
            enc2 = this._keyStr.indexOf(input.charAt(i++));
            enc3 = this._keyStr.indexOf(input.charAt(i++));
            enc4 = this._keyStr.indexOf(input.charAt(i++));
            chr1 = (enc1 << 2) | (enc2 >> 4);
            chr2 = ((enc2 & 15) << 4) | (enc3 >> 2);
            chr3 = ((enc3 & 3) << 6) | enc4;
            output = output + String.fromCharCode(chr1);
            if (enc3 != 64) {
                output = output + String.fromCharCode(chr2);
            }
            if (enc4 != 64) {
                output = output + String.fromCharCode(chr3);
            }
        }
        output = Base64._utf8_decode(output);
        return output;
    },
    // private method for UTF-8 encoding
    _utf8_encode : function(string) {
        string = string.replace(/\r\n/g, "\n");
        var utftext = "";
        for (var n = 0; n < string.length; n++) {
            var c = string.charCodeAt(n);
            if (c < 128) {
                utftext += String.fromCharCode(c);
            }
            else if ((c > 127) && (c < 2048)) {
                utftext += String.fromCharCode((c >> 6) | 192);
                utftext += String.fromCharCode((c & 63) | 128);
            }
            else {
                utftext += String.fromCharCode((c >> 12) | 224);
                utftext += String
                        .fromCharCode(((c >> 6) & 63) | 128);
                utftext += String.fromCharCode((c & 63) | 128);
            }
        }
        return utftext;
    },
    // private method for UTF-8 decoding
    _utf8_decode : function(utftext) {
        var string = "";
        var i = 0;
        var c = c1 = c2 = 0;
        while (i < utftext.length) {
            c = utftext.charCodeAt(i);
            if (c < 128) {
                string += String.fromCharCode(c);
                i++;
            }
            else if ((c > 191) && (c < 224)) {
                c2 = utftext.charCodeAt(i + 1);
                string += String.fromCharCode(((c & 31) << 6)
                        | (c2 & 63));
                i += 2;
            }
            else {
                c2 = utftext.charCodeAt(i + 1);
                c3 = utftext.charCodeAt(i + 2);
                string += String.fromCharCode(((c & 15) << 12)
                        | ((c2 & 63) << 6) | (c3 & 63));
                i += 3;
            }
        }
        return string;
    }
}
</script>

方法2：使用btoa和atob进行Base64的编码和解码

btoa 和 atob 是window对象的两个函数，其中：
1.btoa：是binary to ascii，用于将binary的数据用ascii码表示，即Base64的编码过程。
2.atob：是ascii to binary，用于将ascii码解析成binary数据，即Base64的解码过程。

btoa 和 atob 使用方法：
window.atob(string)/atob(string)：解码，用来解码一个已经被base-64编码过的字符串。(参数string: 必需是一个通过 btoa() 方法编码的字符串)。
window.btoa(string)/btoa(string)：编码，用来创建一个 base-64编码的字符串。

不过想对Unicode字符编码进行编码，直接使用btoa不行的，需要使用encodeURIComponent和decodeURIComponent方法。因为 btoa 仅支持 ASCII 字符序列，如所以我们要先使用 encodeURIComponent ，将中文字符编码转变成ASCII字符序列。

编码时，先用encodeURIComponent对字符串进行编码，再用btoa进行Base64编码；
解码时，先用atob对Base64编码的串进行解码，再用decodeURIComponent对字符串进行解码

注意：
编码的过程：Unicode字符 ——-> 先encodeURI ——-> 再btoa编码
解码的过程：先atob解码 ——-> 再decodeURI ——-> Unicode字符

示例代码：

//编码，输出："MTIzNDU2"
window.btoa("123456");
//解码，输出：123456
window.atob("MTIzNDU2");

// 编码，输出："5Lit5paH"
btoa(unescape(encodeURIComponent("中文")))
// 解码，输出："中文"
decodeURIComponent(escape(atob("5Lit5paH")))

注意：
1.在使用atob和btoa这两个函数时需要注意的是，IE9是不支持的（虽然现在基本都是面向Chrome浏览器编程）。
2.我们使用第三方Base64工具：webtoolkit.base64是一个第三方实现的 Base64 编码工具，完美的支持 unicode 编码的字符串。

done!