Base64 - HackMD

## 介紹 - 使用 64 個字元進行編碼 - 可以想像成 64 進制 - $log_{2}64 = 6$，6 bits 可以表示 1 個 Base64 單元 - 4 個 Base64 單元，可以表示 3 bytes 的資料 (24 bits) ## 用途 - 表示二進位的編碼，通常是用在二進位資料的傳輸及儲存上 - 如果直接以二進位串流傳輸資料，在某些傳輸協議(protocol)可能錯誤解讀造成錯誤。 ## RFC 4648 標準的 Base64 索引表  <table class="wikitable" style="text-align:center"> <tbody><tr> <th scope="col">十進位</th> <th scope="col">二進位</th> <th scope="col">字元 </th> <td rowspan="17">  </td> <th scope="col">十進位</th> <th scope="col">二進位</th> <th scope="col">字元 </th> <td rowspan="17">  </td> <th scope="col">十進位</th> <th scope="col">二進位</th> <th scope="col">字元 </th> <td rowspan="17">  </td> <th scope="col">十進位</th> <th scope="col">二進位</th> <th scope="col">字元 </th></tr> <tr> <td>0</td> <td>000000</td> <td>A</td> <td>16</td> <td>010000</td> <td>Q</td> <td>32</td> <td>100000</td> <td>g</td> <td>48</td> <td>110000</td> <td>w </td></tr> <tr> <td>1</td> <td>000001</td> <td>B</td> <td>17</td> <td>010001</td> <td>R</td> <td>33</td> <td>100001</td> <td>h</td> <td>49</td> <td>110001</td> <td>x </td></tr> <tr> <td>2</td> <td>000010</td> <td>C</td> <td>18</td> <td>010010</td> <td>S</td> <td>34</td> <td>100010</td> <td>i</td> <td>50</td> <td>110010</td> <td>y </td></tr> <tr> <td>3</td> <td>000011</td> <td>D</td> <td>19</td> <td>010011</td> <td>T</td> <td>35</td> <td>100011</td> <td>j</td> <td>51</td> <td>110011</td> <td>z </td></tr> <tr> <td>4</td> <td>000100</td> <td>E</td> <td>20</td> <td>010100</td> <td>U</td> <td>36</td> <td>100100</td> <td>k</td> <td>52</td> <td>110100</td> <td>0 </td></tr> <tr> <td>5</td> <td>000101</td> <td>F</td> <td>21</td> <td>010101</td> <td>V</td> <td>37</td> <td>100101</td> <td>l</td> <td>53</td> <td>110101</td> <td>1 </td></tr> <tr> <td>6</td> <td>000110</td> <td>G</td> <td>22</td> <td>010110</td> <td>W</td> <td>38</td> <td>100110</td> <td>m</td> <td>54</td> <td>110110</td> <td>2 </td></tr> <tr> <td>7</td> <td>000111</td> <td>H</td> <td>23</td> <td>010111</td> <td>X</td> <td>39</td> <td>100111</td> <td>n</td> <td>55</td> <td>110111</td> <td>3 </td></tr> <tr> <td>8</td> <td>001000</td> <td>I</td> <td>24</td> <td>011000</td> <td>Y</td> <td>40</td> <td>101000</td> <td>o</td> <td>56</td> <td>111000</td> <td>4 </td></tr> <tr> <td>9</td> <td>001001</td> <td>J</td> <td>25</td> <td>011001</td> <td>Z</td> <td>41</td> <td>101001</td> <td>p</td> <td>57</td> <td>111001</td> <td>5 </td></tr> <tr> <td>10</td> <td>001010</td> <td>K</td> <td>26</td> <td>011010</td> <td>a</td> <td>42</td> <td>101010</td> <td>q</td> <td>58</td> <td>111010</td> <td>6 </td></tr> <tr> <td>11</td> <td>001011</td> <td>L</td> <td>27</td> <td>011011</td> <td>b</td> <td>43</td> <td>101011</td> <td>r</td> <td>59</td> <td>111011</td> <td>7 </td></tr> <tr> <td>12</td> <td>001100</td> <td>M</td> <td>28</td> <td>011100</td> <td>c</td> <td>44</td> <td>101100</td> <td>s</td> <td>60</td> <td>111100</td> <td>8 </td></tr> <tr> <td>13</td> <td>001101</td> <td>N</td> <td>29</td> <td>011101</td> <td>d</td> <td>45</td> <td>101101</td> <td>t</td> <td>61</td> <td>111101</td> <td>9 </td></tr> <tr> <td>14</td> <td>001110</td> <td>O</td> <td>30</td> <td>011110</td> <td>e</td> <td>46</td> <td>101110</td> <td>u</td> <td>62</td> <td>111110</td> <td>+ </td></tr> <tr> <td>15</td> <td>001111</td> <td>P</td> <td>31</td> <td>011111</td> <td>f</td> <td>47</td> <td>101111</td> <td>v</td> <td>63</td> <td>111111</td> <td>/ </td></tr> <tr> <td colspan="2" align="center">填充</td> <td>= </td></tr></tbody></table> ## 實例 ### 編碼的位元組數可以被3整除 <table class="wikitable"> <tbody><tr> <th scope="row">文字 </th> <td colspan="8" align="center"><b>M</b> </td> <td colspan="8" align="center"><b>a</b> </td> <td colspan="8" align="center"><b>n</b> </td></tr> <tr> <th scope="row">ASCII編碼 </th> <td colspan="8" align="center">77 </td> <td colspan="8" align="center">97 </td> <td colspan="8" align="center">110 </td></tr> <tr> <th scope="row">位元 </th> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>0 </td></tr> <tr> <th scope="row">索引 </th> <td colspan="6" align="center">19 </td> <td colspan="6" align="center">22 </td> <td colspan="6" align="center">5 </td> <td colspan="6" align="center">46 </td></tr> <tr> <th scope="row">Base64編碼 </th> <td colspan="6" align="center"><b>T</b> </td> <td colspan="6" align="center"><b>W</b> </td> <td colspan="6" align="center"><b>F</b> </td> <td colspan="6" align="center"><b>u</b> </td></tr></tbody></table> ### 編碼的位元組數不能被3整除 <table class="wikitable"> <tbody><tr> <th scope="row">文字（1 Byte） </th> <td colspan="8" align="center"><b>A</b> </td> <td colspan="8" align="center"> </td> <td colspan="8" align="center"> </td></tr> <tr> <th scope="row">位元 </th> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0 </td></tr> <tr> <th scope="row">位元（補0） </th> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td><b>0</b></td> <td><b>0</b></td> <td><b>0</b></td> <td><b>0</b></td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0 </td></tr> <tr> <th scope="row">Base64編碼 </th> <td colspan="6" align="center"><b>Q</b> </td> <td colspan="6" align="center"><b>Q</b> </td> <td colspan="6" align="center">= </td> <td colspan="6" align="center">= </td></tr> <tr> <th scope="row">文字（2 Byte） </th> <td colspan="8" align="center"><b>B</b> </td> <td colspan="8" align="center"><b>C</b> </td> <td colspan="8" align="center"> </td></tr> <tr> <th scope="row">位元 </th> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0 </td></tr> <tr> <th scope="row">位元（補0） </th> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td><b>0</b></td> <td><b>0</b></td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0</td> <td>0 </td></tr> <tr> <th scope="row">Base64編碼 </th> <td colspan="6" align="center"><b>Q</b> </td> <td colspan="6" align="center"><b>k</b> </td> <td colspan="6" align="center"><b>M</b> </td> <td colspan="6" align="center">= </td></tr></tbody></table> ## Python ```python= import base64 # encode: string -> bytes object s = base64.b64encode(input().encode('UTF-8')) # Base64 print(s) # 將 Base64 還原成原來的字串 print(base64.b64decode(s).decode('UTF-8')) ``` ## Base 家族 - Base16 - Base32 - Base64 ## 跟加密的不同之處 - Base64 是一種編碼，只要知道編碼方式，任何人都可以知道原文 - 加密需要有 key，即使知道加密方式，沒有 key 也無法找回原文 ## Reference - https://zh.wikipedia.org/zh-tw/Base64 - https://matthung0807.blogspot.com/2022/06/what-is-base64-encode.html - https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10211783 - https://shengyu7697.github.io/python-base64/ --- ## picoCTF - [[General Skills] Bases](https://play.picoctf.org/practice/challenge/67)