base64
本文書はbase64についての簡単なメモ書きである。base64を実装する上で必要な事柄を簡単に記述している。
正確なbase64については、RFC 2045を参照されたい。
base64とは？
あらゆるデータを、64文字のプリンタブルな文字列(テキストデータ)に置き換えるためのデータエンコード方式の一つ。
データ量は、元データのおおよそ4/3倍(1.33倍)になる。
バイナリデータを扱えない状況で扱わざるを得ないときに便利。
base64の基本
バイナリデータ３バイトを、４文字のデータに置き換えます。具体的には以下のとおり。
バイナリデータ３バイトは以下のとおり。以下はビット列で示しています。
| 0000 0000
| 0000 0000
| 0000 0000
|
これを、６ビットづつ取り出し、６ビット＊４つのデータに切り分けなおします。
| 0000 00
| 000000
| 0000 00
| 00 0000
|
６ビットのデータは、０から63で表すことが出来ます。で、６ビットのデータを以下の変換表にしたがって変換します。
変換表
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 10
| 11
| 12
| 13
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| 17
| 18
| 19
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| A
| B
| C
| D
| E
| F
| G
| H
| I
| J
| K
| L
| M
| N
| O
| P
| Q
| R
| S
| T
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| 23
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| 32
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| U
| V
| W
| X
| Y
| Z
| a
| b
| c
| d
| e
| f
| g
| h
| i
| j
| k
| l
| m
| n
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| 42
| 43
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| 49
| 50
| 51
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| 56
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| 59
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| o
| p
| q
| r
| s
| t
| u
| v
| w
| x
| y
| z
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
|
プログラムをするときは、以下の文字列を用いると便利です。
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/
簡単に具体例を。
３ビットのバイナリデータを用意します。例えばここで、0xff、0x10、0x84としましょう。
まず、ビット文字列に変換してみます。
| 1111 1111
| 0001 0000
| 1000 0100
|
これを、６ビットづつの４つに切り分けます。
| 111111
| 110001
| 000010
| 000100
|
わかりやすく、10進に直してみましょう。
つぎに、対応表にしたがって文字に変換します。
ここから、「0xff、0x10、0x84」というバイナリが「/xCE」という文字列に変換されることになります。
ちなみに。バイナリデータが必ず３の倍数バイトとは限りません。１バイト、または２バイトのあまりが出る可能性もあります。
そんなときは=をもちいて、足りない分のデータを埋めます。
簡略化して「１バイトのデータのエンコード」をしてみましょう。
| 0000 0000
| ---- ----
| ---- ----
|
これを、６ビットづつ取り出し、６ビット＊４つのデータに切り分けなおします。
| 0000 00
| 00----
| ---- --
| -- ----
|
一文字目はよいですね。二文字目は、「----」の部分を「0000」に置き換えてエンコードします。
３文字目と４文字目は、エンコードはせずに換わりに'='の文字を、それぞれ３文字目と４文字目にいれてあげます。
これで、問題なくエンコードが可能になります。
デコードは、原則として逆手順になるだけなので省略します。
ただ、デコード対象の文字列の長さが４の倍数で無い場合、また文字の後ろに=が一つないし二つついている場合の処理には気をつけてください。
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