Java 기반 Base64 암호화, 복호화 원리 코드
1. Base64는 무엇입니까?
Base64는 인터넷에서 가장 흔히 볼 수 있는 8Bit 바이트 코드를 전송하는 인코딩 방식 중 하나로 RFC2045~RFC2049를 보실 수 있습니다. 위에 MIME의 상세한 규범이 있습니다.Base64 인코딩은 HTTP 환경에서 비교적 긴 식별 정보를 전달하는 데 사용됩니다.예를 들어 Java Persistence 시스템 Hibernate에서는 Base64를 사용하여 HTTP 양식과 HTTP GET URL의 매개 변수로 사용할 수 있는 긴 고유 식별자(일반적으로 128-bit의 UUID)를 문자열로 인코딩합니다.다른 응용 프로그램에서도 종종 2진 데이터를 URL (숨겨진 폼 영역 포함) 에 넣기에 적합한 형식으로 인코딩해야 한다.이때 Base64 인코딩을 사용하면 비교적 간단할 뿐만 아니라 읽을 수도 없다. 즉, 인코딩된 데이터는 육안으로 직접 볼 수 없다는 것이다.
2. 소개:
표준 Base64는 URL에 직접 저장하여 전송하는 데 적합하지 않습니다. URL 인코더는 표준 Base64의 "/"및 "+"문자를 "%XX"와 같은 형식으로 변환하고, ANSI SQL에서'%'번호를 와일드카드로 사용했기 때문입니다.
이 문제를 해결하기 위해 URL을 위한 개선 Base64 인코딩을 사용할 수 있습니다. 이 인코딩은 끝에'='번호를 채우지 않고 표준 Base64의'+'와'/'를 각각'*'와'-'로 바꾸어 URL 인코딩과 데이터베이스 저장에 필요한 변환을 피하고 인코딩 정보의 길이가 이 과정에서 증가하는 것을 피하며 데이터베이스, 폼 등 대상 식별자의 형식을 통일합니다.
"+"및 "/"를 "!"로 변경하는 정규 표현식 개선 Base64 변종이 있습니다.및 "-", "+", "*"및 앞서 IRCu에서 사용된 "["및 "]"는 정규 표현식에서 특별한 의미를 가질 수 있습니다.
"+/"를 "_-"또는 "._"로 변경하는 변종도 있습니다.(프로그래밍 언어의 식별자 이름으로 사용됨) 또는'.-'(XML의 Nmtoken용), 심지어'_:'(XML의 Name용).
Base64는 세 개의 8Bit 바이트를 네 개의 6Bit 바이트(3*8=4*6=24)로 바꾸고 6Bit를 두 개의 고위 0을 추가하여 네 개의 8Bit 바이트를 구성해야 한다. 즉, 전환된 문자열은 이론적으로 원래의 1/3보다 길다는 것이다.
3. 규칙:
이 인코딩에 대한 규칙:
①.3글자를 4글자로...
②.76자마다 줄 바꿈...
③.마지막 끝 문자도 처리해야 하는데..
이렇게 말하면 너무 추상적인 거 아니야?조급해하지 말고 예를 하나 봅시다.
전환 전: aaaabb ccccdd eefffff
변환 후: 00aaaaa00bccc00ddee00fffff
잘 아시겠죠?위의 세 바이트는 원문이고, 아래의 네 바이트는 변환된 Base64 인코딩이며, 앞의 두 바이트는 모두 0이다.
변환 후, 우리는 코드표로 우리가 원하는 문자열을 얻을 수 있습니다 (즉 최종 Base64 인코딩)
2. 자바 구현 코드 예:
public final class Base64 {
static private final int BASELENGTH = 255;
static private final int LOOKUPLENGTH = 64;
static private final int TWENTYFOURBITGROUP = 24;
static private final int EIGHTBIT = 8;
static private final int SIXTEENBIT = 16;
static private final int SIXBIT = 6;
static private final int FOURBYTE = 4;
static private final int SIGN = -128;
static private final char PAD = '=';
static private final boolean fDebug = false;
static final private byte[] base64Alphabet = new byte[BASELENGTH];
static final private char[] lookUpBase64Alphabet = new char[LOOKUPLENGTH];
static {
for (int i = 0; i < BASELENGTH; i++) {
base64Alphabet[i] = -1;
}
for (int i = 'Z'; i >= 'A'; i--) {
base64Alphabet[i] = (byte) (i - 'A');
}
for (int i = 'z'; i >= 'a'; i--) {
base64Alphabet[i] = (byte) (i - 'a' + 26);
}
for (int i = '9'; i >= '0'; i--) {
base64Alphabet[i] = (byte) (i - '0' + 52);
}
base64Alphabet['+'] = 62;
base64Alphabet['/'] = 63;
for (int i = 0; i <= 25; i++)
lookUpBase64Alphabet[i] = (char) ('A' + i);
for (int i = 26, j = 0; i <= 51; i++, j++)
lookUpBase64Alphabet[i] = (char) ('a' + j);
for (int i = 52, j = 0; i <= 61; i++, j++)
lookUpBase64Alphabet[i] = (char) ('0' + j);
lookUpBase64Alphabet[62] = (char) '+';
lookUpBase64Alphabet[63] = (char) '/';
}
protected static boolean isWhiteSpace(char octect) {
return (octect == 0x20 || octect == 0xd || octect == 0xa || octect == 0x9);
}
protected static boolean isPad(char octect) {
return (octect == PAD);
}
protected static boolean isData(char octect) {
return (base64Alphabet[octect] != -1);
}
protected static boolean isBase64(char octect) {
return (isWhiteSpace(octect) || isPad(octect) || isData(octect));
}
/**
* Encodes hex octects into Base64
*
* @param binaryData
* Array containing binaryData
* @return Encoded Base64 array
*/
public static String encode(byte[] binaryData) {
if (binaryData == null)
return null;
int lengthDataBits = binaryData.length * EIGHTBIT;
if (lengthDataBits == 0) {
return "";
}
int fewerThan24bits = lengthDataBits % TWENTYFOURBITGROUP;
int numberTriplets = lengthDataBits / TWENTYFOURBITGROUP;
int numberQuartet = fewerThan24bits != 0 ? numberTriplets + 1
: numberTriplets;
int numberLines = (numberQuartet - 1) / 19 + 1;
char encodedData[] = null;
encodedData = new char[numberQuartet * 4 + numberLines];
byte k = 0, l = 0, b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0;
int encodedIndex = 0;
int dataIndex = 0;
int i = 0;
if (fDebug) {
System.out.println("number of triplets = " + numberTriplets);
}
for (int line = 0; line < numberLines - 1; line++) {
for (int quartet = 0; quartet < 19; quartet++) {
b1 = binaryData[dataIndex++];
b2 = binaryData[dataIndex++];
b3 = binaryData[dataIndex++];
if (fDebug) {
System.out.println("b1= " + b1 + ", b2= " + b2 + ", b3= "
+ b3);
}
l = (byte) (b2 & 0x0f);
k = (byte) (b1 & 0x03);
byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte) (b1 >> 2)
: (byte) ((b1) >> 2 ^ 0xc0);
byte val2 = ((b2 & SIGN) == 0) ? (byte) (b2 >> 4)
: (byte) ((b2) >> 4 ^ 0xf0);
byte val3 = ((b3 & SIGN) == 0) ? (byte) (b3 >> 6)
: (byte) ((b3) >> 6 ^ 0xfc);
if (fDebug) {
System.out.println("val2 = " + val2);
System.out.println("k4 = " + (k << 4));
System.out.println("vak = " + (val2 | (k << 4)));
}
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val1];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val2
| (k << 4)];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[(l << 2)
| val3];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[b3 & 0x3f];
i++;
}
encodedData[encodedIndex++] = 0xa;
}
for (; i < numberTriplets; i++) {
b1 = binaryData[dataIndex++];
b2 = binaryData[dataIndex++];
b3 = binaryData[dataIndex++];
if (fDebug) {
System.out.println("b1= " + b1 + ", b2= " + b2 + ", b3= " + b3);
}
l = (byte) (b2 & 0x0f);
k = (byte) (b1 & 0x03);
byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte) (b1 >> 2)
: (byte) ((b1) >> 2 ^ 0xc0);
byte val2 = ((b2 & SIGN) == 0) ? (byte) (b2 >> 4)
: (byte) ((b2) >> 4 ^ 0xf0);
byte val3 = ((b3 & SIGN) == 0) ? (byte) (b3 >> 6)
: (byte) ((b3) >> 6 ^ 0xfc);
if (fDebug) {
System.out.println("val2 = " + val2);
System.out.println("k4 = " + (k << 4));
System.out.println("vak = " + (val2 | (k << 4)));
}
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val1];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val2 | (k << 4)];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[(l << 2) | val3];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[b3 & 0x3f];
}
// form integral number of 6-bit groups
if (fewerThan24bits == EIGHTBIT) {
b1 = binaryData[dataIndex];
k = (byte) (b1 & 0x03);
if (fDebug) {
System.out.println("b1=" + b1);
System.out.println("b1<<2 = " + (b1 >> 2));
}
byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte) (b1 >> 2)
: (byte) ((b1) >> 2 ^ 0xc0);
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val1];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[k << 4];
encodedData[encodedIndex++] = PAD;
encodedData[encodedIndex++] = PAD;
} else if (fewerThan24bits == SIXTEENBIT) {
b1 = binaryData[dataIndex];
b2 = binaryData[dataIndex + 1];
l = (byte) (b2 & 0x0f);
k = (byte) (b1 & 0x03);
byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte) (b1 >> 2)
: (byte) ((b1) >> 2 ^ 0xc0);
byte val2 = ((b2 & SIGN) == 0) ? (byte) (b2 >> 4)
: (byte) ((b2) >> 4 ^ 0xf0);
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val1];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[val2 | (k << 4)];
encodedData[encodedIndex++] = lookUpBase64Alphabet[l << 2];
encodedData[encodedIndex++] = PAD;
}
encodedData[encodedIndex] = 0xa;
return new String(encodedData);
}
/**
* Decodes Base64 data into octects
*
* @param binaryData
* Byte array containing Base64 data
* @return Array containind decoded data.
*/
public static byte[] decode(String encoded) {
if (encoded == null)
return null;
char[] base64Data = encoded.toCharArray();
// remove white spaces
int len = removeWhiteSpace(base64Data);
if (len % FOURBYTE != 0) {
return null;// should be divisible by four
}
int numberQuadruple = (len / FOURBYTE);
if (numberQuadruple == 0)
return new byte[0];
byte decodedData[] = null;
byte b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0, b4 = 0, marker0 = 0, marker1 = 0;
char d1 = 0, d2 = 0, d3 = 0, d4 = 0;
int i = 0;
int encodedIndex = 0;
int dataIndex = 0;
decodedData = new byte[(numberQuadruple) * 3];
for (; i < numberQuadruple - 1; i++) {
if (!isData((d1 = base64Data[dataIndex++]))
|| !isData((d2 = base64Data[dataIndex++]))
|| !isData((d3 = base64Data[dataIndex++]))
|| !isData((d4 = base64Data[dataIndex++])))
return null;// if found "no data" just return null
b1 = base64Alphabet[d1];
b2 = base64Alphabet[d2];
b3 = base64Alphabet[d3];
b4 = base64Alphabet[d4];
decodedData[encodedIndex++] = (byte) (b1 << 2 | b2 >> 4);
decodedData[encodedIndex++] = (byte) (((b2 & 0xf) << 4) | ((b3 >> 2) & 0xf));
decodedData[encodedIndex++] = (byte) (b3 << 6 | b4);
}
if (!isData((d1 = base64Data[dataIndex++]))
|| !isData((d2 = base64Data[dataIndex++]))) {
return null;// if found "no data" just return null
}
b1 = base64Alphabet[d1];
b2 = base64Alphabet[d2];
d3 = base64Data[dataIndex++];
d4 = base64Data[dataIndex++];
if (!isData((d3)) || !isData((d4))) {// Check if they are PAD characters
if (isPad(d3) && isPad(d4)) { // Two PAD e.g. 3c[Pad][Pad]
if ((b2 & 0xf) != 0)// last 4 bits should be zero
return null;
byte[] tmp = new byte[i * 3 + 1];
System.arraycopy(decodedData, 0, tmp, 0, i * 3);
tmp[encodedIndex] = (byte) (b1 << 2 | b2 >> 4);
return tmp;
} else if (!isPad(d3) && isPad(d4)) { // One PAD e.g. 3cQ[Pad]
b3 = base64Alphabet[d3];
if ((b3 & 0x3) != 0)// last 2 bits should be zero
return null;
byte[] tmp = new byte[i * 3 + 2];
System.arraycopy(decodedData, 0, tmp, 0, i * 3);
tmp[encodedIndex++] = (byte) (b1 << 2 | b2 >> 4);
tmp[encodedIndex] = (byte) (((b2 & 0xf) << 4) | ((b3 >> 2) & 0xf));
return tmp;
} else {
return null;// an error like "3c[Pad]r", "3cdX", "3cXd", "3cXX"
// where X is non data
}
} else { // No PAD e.g 3cQl
b3 = base64Alphabet[d3];
b4 = base64Alphabet[d4];
decodedData[encodedIndex++] = (byte) (b1 << 2 | b2 >> 4);
decodedData[encodedIndex++] = (byte) (((b2 & 0xf) << 4) | ((b3 >> 2) & 0xf));
decodedData[encodedIndex++] = (byte) (b3 << 6 | b4);
}
return decodedData;
}
/**
* remove WhiteSpace from MIME containing encoded Base64 data.
*
* @param data
* the byte array of base64 data (with WS)
* @return the new length
*/
protected static int removeWhiteSpace(char[] data) {
if (data == null)
return 0;
// count characters that's not whitespace
int newSize = 0;
int len = data.length;
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (!isWhiteSpace(data[i]))
data[newSize++] = data[i];
}
return newSize;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(encode(" ".getBytes()));
}
}이 내용에 흥미가 있습니까?
현재 기사가 여러분의 문제를 해결하지 못하는 경우 AI 엔진은 머신러닝 분석(스마트 모델이 방금 만들어져 부정확한 경우가 있을 수 있음)을 통해 가장 유사한 기사를 추천합니다:
JPA + QueryDSL 계층형 댓글, 대댓글 구현(2)이번엔 전편에 이어서 계층형 댓글, 대댓글을 다시 리팩토링해볼 예정이다. 이전 게시글에서는 계층형 댓글, 대댓글을 구현은 되었지만 N+1 문제가 있었다. 이번에는 그 N+1 문제를 해결해 볼 것이다. 위의 로직은 이...
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