一、什么是Base64?
百度百科中对Base64有一个很好的解释：“Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法”。
什么是“可打印字符”呢？为什么要用它来传输8Bit字节码呢？在回答这两个问题之前我们有必要来思考一下什么情况下需要使用到Base64？Base64一般用于在HTTP协议下传输二进制数据，由于HTTP协议是文本协议，所以在HTTP协议下传输二进制数据需要将二进制数据转换为字符数据。然而直接转换是不行的。因为网络传输只能传输可打印字符。什么是可打印字符？在ASCII码中规定，0~31、127这33个字符属于控制字符，32~126这95个字符属于可打印字符，也就是说网络传输只能传输这95个字符，不在这个范围内的字符无法传输。那么该怎么才能传输其他字符呢？其中一种方式就是使用Base64。
Base64，就是使用64个可打印字符来表示二进制数据的方法。Base64的索引与对应字符的关系如下表所示：
也就是说，如果将索引转换为对应的二进制数据的话需要至多6个Bit。然而ASCII码需要8个Bit来表示，那么怎么使用6个Bit来表示8个Bit的数据呢？6个Bit当然不能存储8个Bit的数据，但是4*6个Bit可以存储3*8个Bit的数据啊！如下表所示：
可以看到“Son”通过Base64编码转换成了“U29u”。这是刚刚好的情况，3个ASCII字符刚好转换成对应的4个Base64字符。但是，当需要转换的字符数不是3的倍数的情况下该怎么办呢？Base64规定，当需要转换的字符不是3的倍数时，一律采用补0的方式凑足3的倍数，具体如下表所示：
每6个Bit为一组，第一组转换后为字符“U”，第二组末尾补4个0转换后为字符“w”。剩下的使用“=”替代。即字符“S”通过Base64编码后为“Uw==”。这就是Base64的编码过程。
延伸
上面我们已经看到了Base64就是用6位（2的6次幂就是64）表示字符，因此成为Base64。同理，Base32就是用5位，Base16就是用4位。大家可以按照上面的步骤进行演化一下。
二、Java中实现Base64
Java已经替我们写好Base64的实现细节，使用的时候直接调用即可。具体代码如下所示：
package com.first; import org.junit.Test; import java.io.UnsupportedEncodingException; import java.util.Base64; public class Test { @Test public void test() throws UnsupportedEncodingException { // 编码 String encode = Base64.getEncoder().encodeToString("Son".getBytes("UTF-8")); System.out.println(encode); // 解码 byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(encode); System.out.println(new String(decode, "UTF-8")); } }
三、 Base64的编码过程分析
假设需要编码的字符串是 Jasmine
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位编码后的特征：
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
转换表
切忌误用
可能会有人在不理解Base64编码的情况下，将其误用于数据加密或数据校验。
Base64是一种数据编码方式，目的是让数据符合传输协议的要求。标准Base64编码解码无需额外信息即完全可逆，即使你自己自定义字符集设计一种类Base64的编码方式用于数据加密，在多数场景下也较容易破解。
另一篇关于BASE64的详细介绍： Base64编码原理与应用