Base64 是什么
Base64 是 RFC 4648 定义的二进制转文本编码：每 3 个字节映射成 4 个可见字符，字符集为 A-Z、a-z、0-9、加号与斜杠，长度不足时用等号补齐。它解决的是「二进制数据不能被文本协议安全承载」的问题，体积约增加三分之一。它只是编码，不是加密。
基本信息
| 标准 | RFC 4648 §4 |
|---|---|
| 字符集 | A-Z a-z 0-9 加号 斜杠，等号用于补位 |
| 膨胀比 | 4/3，约 33% |
| 变体 | Base64url（用减号与下划线替代加号与斜杠）、无填充变体 |
| 典型用途 | PEM 证书与私钥、邮件附件与 MIME、JSON 内嵌二进制、Data URI |
| 易混淆项 | Base32、Base16（十六进制）与 URL 编码 |
典型使用场景
- 证书与密钥文件：PEM 格式即 DER 二进制经 Base64 后再加头尾标记
- 邮件与 HTTP：MIME 附件与 Basic 认证头依赖 Base64 承载二进制
- JSON 与配置文件：把二进制字段编码成字符串以便放进 JSON
- 图片内嵌：Data URI 直接把小图写进 CSS 或 HTML
- 接口传输：把签名或密钥材料以字符串形式随 JSON 传递
- 调试与日志：把二进制数据转成可复制文本便于排查
编码与解码
编码与解码
# 基础编解码：-n 避免把换行也编进去
echo -n 'hello' | base64
# 输出 aGVsbG8=，末尾等号是补位，解码时要带上
echo 'aGVsbG8=' | base64 -d
# 处理文件：DER 证书转 PEM，本质就是 Base64 加头尾标记
openssl base64 -in cert.der -out cert.b64
# Base64url：把加号斜杠替换，去掉等号，便于放进 URL 与文件名
printf '%s' 'a+b/c' | base64 | tr '+/' '-_' | tr -d '='
# 解码时注意换行：跨系统传输常带换行，某些解码器要求单行输入
echo 'aGVsbG8=' | tr -d '\n' | base64 -d相关编码对照
| 编码 | 膨胀比 | 特点 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| Base64 | 约 1.33 倍 | 含加号斜杠与等号补位 | PEM、邮件、JSON 内嵌二进制 |
| Base64url | 约 1.33 倍 | 换成减号下划线，可省略补位 | URL、文件名、JWT 各段 |
| Base16（十六进制） | 2 倍 | 仅 0-9a-f，直观易比对 | 摘要、密钥、抓包与日志 |
| Base32 | 约 1.6 倍 | 仅大写字母与 2-7 | 对大小写不敏感的场景 |
| URL 编码 | 视内容而定 | 按字节转百分号编码 | 表单、查询串、路径参数 |
Base64 是编码不是加密：任何人都能解码，不能用于保护敏感数据。把密码、令牌或密钥以 Base64 形式存储或传输，等价于明文暴露；需要保密必须使用加密，需要防篡改必须使用签名或 HMAC。
跨系统对接时先约定三件事：是否使用 Base64url 变体、是否保留等号补位、传输中是否包含换行。这三项不一致会表现为解码失败或数据错位，而报错信息通常只写「格式非法」。