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  • 奇妙的Base64编码

    各位看官应该都是资深的网虫了,小弟斗胆在此问问大家,平时上网时,除了泡MM、到论坛灌水、扔版砖……之外,进行的最多的是什么活动?对了,你一定会说:是收发电子邮件!(谁敢说自己没收/发过电子邮件的?拉出去枪毙了!!) 收/发E-mail的时候有一个安全性的问题--假想一下,你花了一整天时间给系花写的情书,在发送的过程中被隔壁宿舍张三那小子截获了(难道他是黑客??), 更糟的是他是你的情敌啊……天,后果不堪设想!!因此,我们必须有一种比较可靠的加密方法,能够对电子邮件的明文进行转换,至少要得出一个无法被别人一眼 就看出内容来的东西,而且编码/解码的速度还要足够快。(这时你可以再假想一下啦,张三那家伙截获了你的肉麻情书,可是他一看:“咦?怎么乱七八糟的?垃 圾邮件!!”--这样一来你不就逃过大难了?!) Base64就是在这种背景下产生的加密方法。它的特点是:1、速度非常快。2、能够将字符串A转换成字符串B,而且如果你光看字符串B,是绝对猜不出字符串A的内容来的。不信吗?让我们来看看下面这串东西: xOO6w6Osu7bTrbniwdnAz8LetcTnzbfXzOy12KOh 呵呵,是什么啊?猜出来了吗?其实它就是下面这段文字经过Base64编码产生的东东: 你好,欢迎光临老罗的缤纷天地! 介绍说完啦,让我们开始探讨实质性的东西。 Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一,大家可以查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的详细规范。 Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节(3*8 = 4*6 = 24),然后把6Bit再添两位高位0,组成四个8Bit的字节,也就是说,转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。 这样说会不会太抽象了?不怕,我们来看一个例子: 转换前 aaaaaabb ccccdddd eeffffff 转换后 00aaaaaa 00bbcccc 00ddddee 00ffffff 应该很清楚了吧?上面的三个字节是原文,下面的四个字节是转换后的Base64编码,其前两位均为0。 转换后,我们用一个码表来得到我们想要的字符串(也就是最终的Base64编码),这个表是这样的:(摘自RFC2045) Table 1: The Base64 Alphabet value Encoding value Encoding value Encoding value Encoding 0 A 17 R 34 i 51 z 1 B 18 S 35 j 52 0 2 C 19 T 36 k 53 1 3 D 20 U 37 l 54 2 4 E 21 V 38 m 55 3 5 F 22 W 39 n 56 4 6 G 23 X 40 o 57 5 7 H 24 Y 41 p 58 6 8 I 25 Z 42 q 59 7 9 J 26 a 43 r 60 8 10 K 27 b 44 s 61 9 11 L 28 c 45 t 62 + 12 M 29 d 46 u 63 / 13 N 30 e 47 v 14 O 31 f 48 w (pad) = 15 P 32 g 49 x 16 Q 33 h 50 y 让我们再来看一个实际的例子,加深印象! 转换前 10101101 10111010 01110110 转换后 00101011 00011011 00101001 00110110 十进制 43 27 42 54 对应码表中的值 r b q 2 所以上面的24位编码,编码后的Base64值为 rbq2 解码同理,把 rbq2 的二进制位连接上再重组得到三个8位值,得出原码。 (解码只是编码的逆过程,在此我就不多说了,另外有关MIME的RFC还是有很多的,如果需要详细情况请自行查找。) 用更接近于编程的思维来说,编码的过程是这样的: 第一个字符通过右移2位获得第一个目标字符的Base64表位置,根据这个数值取到表上相应的字符,就是第一个目标字符。 然后将第一个字符左移6位加上第二个字符右移4位,即获得第二个目标字符。 再将第二个字符左移4位加上第三个字符右移6位,获得第三个目标字符。 最后取第三个字符的右6位即获得第四个目标字符. So easy! That’s all!!! 可是等等……聪明的你可能会问到,原文的字节数量应该是3的倍数啊,如果这个条件不能满足的话,那该怎么办呢? 我们的解决办法是这样的:原文的字节不够的地方可以用全0来补足,转换时Base64编码用=号来代替。这就是为什么有些Base64编码会以一个或两个等号结束的原因,但等号最多只有两个。因为: 余数 = 原文字节数 MOD 3 所以余数任何情况下都只可能是0,1,2这三个数中的一个。如果余数是0的话,就表示原文字节数正好是3的倍数(最理想的情况啦)。如果是1的话,为了让Base64编码是4的倍数,就要补2个等号;同理,如果是2的话,就要补1个等号。 讲到这里,大伙儿应该全明白了吧?如果还有不清楚的话就返回去再仔细看看,其实不难理解的。 下面我给出一个演示Base64编码/解码的程序,希望能对您有用。同时也希望您帮我完善它,利用它做出更多的用途,到时别忘了通知我一声啊!(我现在太忙了) DLL的源代码:Base64Dll.asm ;*********************************************** ;程序名称:演示Base64编码/解码原理 ;作者:罗聪 ;日期:2002-9-14 ;出处:http://laoluoc.yeah.net(老罗的缤纷天地) ;注意事项:如欲转载,请保持本程序的完整,并注明: ;转载自“老罗的缤纷天地”(http://laoluoc.yeah.net) ;*********************************************** .386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib DllEntry proto :HINSTANCE, WORD, WORD Base64Encode proto WORD, WORD Base64Decode proto WORD, WORD .data ;Base64 -> ASCII mapping table base64_alphabet db "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=" ;ASCII -> Base64 mapping table base64table db 43 dup (255) db 62,255,255,255,63,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,255 db 255,255,0,255,255,255,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 db 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,255,255,255,255 db 255,255,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38 db 39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51 db 132 dup (255) .code DllEntry proc hInst: HINSTANCE, reason: DWORD, reserved1: DWORD mov eax, TRUE ret DllEntry endp ;********************************************************** ;函数功能:进行Base64编码 ;参数: ; source = 传入的字符串 ; destination = 返回的编码 ;********************************************************** Base64Encode proc uses ebx edi esi sourceWORD, destinationWORD LOCAL sourcelenWORD invoke lstrlen, source mov sourcelen, eax mov esi, source mov edi, destination @@base64loop: xor eax, eax .if sourcelen == 1 lodsb ;source ptr + 1 mov ecx, 2 ;bytes to output = 2 mov edx, 03D3Dh ;padding = 2 byte dec sourcelen ;length - 1 .elseif sourcelen == 2 lodsw ;source ptr + 2 mov ecx, 3 ;bytes to output = 3 mov edx, 03Dh ;padding = 1 byte sub sourcelen, 2 ;length - 2 .else lodsd mov ecx, 4 ;bytes to output = 4 xor edx, edx ;padding = 0 byte dec esi ;source ptr + 3 (+4-1) sub sourcelen, 3 ;length - 3 .endif xchg al,ah ;flip eax completely rol eax, 16 ;can this be done faster xchg al,ah @@: push eax and eax, 0FC000000h ;get the last 6 high bits rol eax, 6 ;rotate them into al mov al, byte ptr [offset base64_alphabet + eax] ;get encode character stosb ;write to destination pop eax shl eax, 6 ;shift left 6 bits dec ecx jnz @B ;loop cmp sourcelen, 0 jnz @@base64loop ;main loop mov eax, edx ;add padding and null terminate stosd ret Base64Encode endp ;********************************************************** ;函数功能:进行Base64解码 ;参数: ; source = 传入的编码 ; destination = 返回的字符串 ;********************************************************** Base64Decode proc uses ebx edi esi sourceWORD, destinationWORD LOCAL sourcelenWORD invoke lstrlen, source mov sourcelen, eax mov esi, source ;esi <- source mov edi, destination ;edi <- destination mov ecx, sourcelen shr ecx, 2 cld ;-------------[decoding part]--------------- @@outer_loop: push ecx mov ecx, 4 xor ebx, ebx lodsd @@inner_loop: push eax and eax, 0ffh mov al, byte ptr [offset base64table + eax] cmp al, 255 je @@invalid_char shl ebx, 6 or bl, al pop eax shr eax, 8 dec ecx jnz @@inner_loop mov eax, ebx shl eax, 8 xchg ah, al ror eax, 16 xchg ah, al stosd dec edi pop ecx dec ecx jnz @@outer_loop xor eax, eax jmp @@decode_done ;------------------------------------------- @@invalid_char: mov eax, -1 @@decode_done: ret Base64Decode ENDP end DllEntry ;******************** over ******************** ;by LC -------------------------------------------------------------------------------- 测试程序:base64.asm ;*********************************************** ;程序名称:演示Base64编码/解码原理 ;作者:罗聪 ;日期:2002-9-14 ;出处:http://laoluoc.yeah.net(老罗的缤纷天地) ;注意事项:如欲转载,请保持本程序的完整,并注明: ;转载自“老罗的缤纷天地”(http://laoluoc.yeah.net) ;*********************************************** .386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc include Base64Dll.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib includelib Base64Dll.lib WndProc proto WORD, WORD, WORD, WORD .const IDC_BUTTON_ENCODE equ 3000 IDC_BUTTON_DECODE equ 3001 IDC_EDIT_INPUT equ 3002 MAXSIZE equ 260 .data szDlgName db "lc_dialog", 0 szCaption db "BASE64 demo by LC", 0 szBuffer db 255 dup(0) szText db 340 dup(0) szMsg db 450 dup(0) szTemplate_Encode db "字符串 ""%s"" 的Base64编码是:", 13, 10, 13, 10, "%s", 0 szTemplate_Decode db "编码 ""%s"" 经过Base64还原后的字符串是:", 13, 10, 13, 10, "%s", 0 .code main: invoke GetModuleHandle, NULL invoke DialogBoxParam, eax, offset szDlgName, 0, WndProc, 0 invoke ExitProcess, eax WndProc proc uses edi hWnd:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM LOCAL hEdit: HWND .if uMsg == WM_CLOSE invoke EndDialog, hWnd, 0 .elseif uMsg == WM_COMMAND mov eax, wParam mov edx, eax shr edx, 16 movzx eax, ax .if edx == BN_CLICKED .if eax == IDCANCEL invoke EndDialog, hWnd, NULL .elseif eax == IDC_BUTTON_ENCODE || eax == IDOK ;取得用户输入的字符串: invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT, addr szBuffer, 255 ;进行 ASCII->Base64 转换: invoke Base64Encode, addr szBuffer, addr szText ;格式化输出: invoke wsprintf, addr szMsg, addr szTemplate_Encode, addr szBuffer, addr szText ;显示结果: invoke MessageBox, hWnd, addr szMsg, addr szCaption, MB_OK .elseif eax == IDC_BUTTON_DECODE ;取得用户输入的字符串: invoke GetDlgItemText, hWnd, IDC_EDIT_INPUT, addr szBuffer, 255 ;进行 Base64->ASCII 转换: invoke Base64Decode, addr szBuffer, addr szText ;格式化输出: invoke wsprintf, addr szMsg, addr szTemplate_Decode, addr szBuffer, addr szText ;显示结果: invoke MessageBox, hWnd, addr szMsg, addr szCaption, MB_OK .endif ;全选edit里面的内容: invoke GetDlgItem, hWnd, IDC_EDIT_INPUT invoke SendMessage, eax, EM_SETSEL, 0, -1 .endif .else mov eax, FALSE ret .endif mov eax, TRUE ret WndProc endp end main ;******************** over ******************** ;by LC -------------------------------------------------------------------------------- 测试程序的资源文件:base64.rc #include "resource.h" #define IDC_BUTTON_ENCODE 3000 #define IDC_BUTTON_DECODE 3001 #define IDC_EDIT_INPUT 3002 #define IDC_STATIC -1 LC_DIALOG DIALOGEX 10, 10, 195, 60 style DS_SETFONT | DS_CENTER | WS_MINIMIZEBOX | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_SYSMENU CAPTION "Base64 demo by LC" FONT 9, "宋体", 0, 0, 0x0 BEGIN LTEXT "请输入字符串:", IDC_STATIC, 11, 7, 130, 10 EDITTEXT IDC_EDIT_INPUT, 11, 20, 173, 12, ES_AUTOHSCROLL DEFPUSHBUTTON "编码(&E)", IDC_BUTTON_ENCODE, 38, 39, 52, 15 PUSHBUTTON "解码(&D)", IDC_BUTTON_DECODE, 104, 39, 52, 15 END 如果你发现了有bug,一定要告诉我啊,并请来信讨论!lcother@163.net 最后给大家留下一个小小的习题,你知道下面这串Base64编码的原文是什么吗? :) 0LvQu8T6xM3XxdDU19O/tM3qztK1xEJhc2U2NL3Ms8yjoSCjuqOp
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