Java Base64 加密与解密

本文我们探讨不同方式实现java中Base4加密和解密功能。主要是java 8 api为主，同时也学习来自Apache Commons 的API。

Java 8 中 Base 64

java 8 在标准API中增加Base64功能，通过 java.util.Base64工具类。首先我们看基本的加密过程：

Java 8 基本 Base64

基本的加密尽量保持简单，加密输入字符串没有增加任何换行符。输出被映射到“A-Za-z0-9+/”字符集中，解密从该字符集中解析为任意字符。

首先加密一个简单字符串：

String originalInput = "test input";
String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes());

我们通过简单Base64.getEncoder()工具方法获得完整的加密API，现在我们来解密并返回原始字符串：

byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedString);
String decodedString = new String(decodedBytes);

java 8 Base64编码没有填充

如果Base64编码的二进制数据不是3的倍数，输出结果使用“=”号进行填充，所以结果会有一个或两个“=”号。
解密是填充的“=”号会被丢弃。如果你省略填充“=”，结果字符串可能不能被正确解密，可以简单使用解密没有填充方法：

String encodedString = 
  Base64.getEncoder().withoutPadding().encodeToString(originalInput.getBytes());

Java 8 URL 加密

URL加密和上述基本加密类似，它使用URL和文件名安全Base64字母表(没有‘+’和‘/’,增加‘-’和‘_’)，不添加任何换行隔:

String originalUrl = "https://www.google.co.nz/?gfe_rd=cr&ei=dzbFV&gws_rd=ssl#q=java";
String encodedUrl = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(originalURL.getBytes());

解密方式一致——getUrlDecoder() 工具方法返回java.util.Base64.Decoder ，然后解密URL:

byte[] decodedBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(encodedUrl);
String decodedUrl = new String(decodedBytes);

Java 8 MIME 加密

MIME 英文全称为：Multipurpose Internet Mail Extensions。
首先生成一些基本MIME输入数据用于加密：

private static StringBuilder getMimeBuffer() {
    StringBuilder buffer = new StringBuilder();
    for (int count = 0; count < 10; ++count) {
        buffer.append(UUID.randomUUID().toString());
    }
    return buffer;
}

MIME加密工具生成Base64加密输出，输出被映射到“A-Za-z0-9+/”字符集中，编码输出必须以每行不超过76个字符的形式表示，并使用后面跟着的回车符’\r’和换行符’\n’为分隔符。

StringBuilder buffer = getMimeBuffer();
byte[] encodedAsBytes = buffer.toString().getBytes();
String encodedMime = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(encodedAsBytes);

getMimeDecoder() 工具方法返回java.util.Base64.Decoder 用于解密过程：

byte[] decodedBytes = Base64.getMimeDecoder().decode(encodedMime);
String decodedMime = new String(decodedBytes);

使用Apache Commons Code实现加密和解密

首先引入maven依赖：

<dependency>
    <groupId>commons-codec</groupId>
    <artifactId>commons-codec</artifactId>
    <version>1.10</version>
</dependency>

其主要API是org.apache.commons.codec.binary.Base64类，其重构了带有不同参数的构造函数。

Base64(boolean urlSafe) – 通过控制URL安全模式创建 Base64 API
Base64(int lineLength) – 创建URL非安全模式的 Base64 API ，并控制行的长度(缺省为 76)
Base64(int lineLength, byte[] lineSeparator) – 接收额外换行符参数创建 Base64 API去，缺省为 CRLF (“\r\n”)

Base64 API创建之后，加密、解密则非常简单：

String originalInput = "test input";
Base64 base64 = new Base64();
String encodedString = new String(base64.encode(originalInput.getBytes()));

Base64的decode() 方法返回解密字符串：

String decodedString = new String(base64.decode(encodedString.getBytes()));

另外也可以使用Base64静态API，代替创建实例：

String originalInput = "test input";
String encodedString = new String(Base64.encodeBase64(originalInput.getBytes()));
String decodedString = new String(Base64.decodeBase64(encodedString.getBytes()));

总结

本文介绍了java中Base64加密和解密的基本用法，使用java 8 新引入的API和Apache Commons。
另外还有其他库实现类似功能——java.xml.bind.DataTypeConverter 提供的 printHexBinary 和 parseBase64Binary。