python 模塊介紹 - Base16, Base32, Base64 數據編碼

簡介

功能:RFC 3548: Base16, Base32, Base64 數據編碼。轉換二進制數據為適合明文協議傳輸的 ASCII 序列。轉換
8bits 為每個字節包含 6,5 或 4bits 的有效數據,比如 SMTP, URL 的一部分或者 HTTP POST 的一部分。參考:
RFC 3548。編碼算法不同于 uuencode。
類型:標準庫
相關模塊:uu, binhex, uu, quopri

Base64 是一種基于 64 個可打印字符來表示二進制數據的表示方法。由于 2 的 6 次方等于 64,所以每 6
個位元為一個單元,對應某個可打印字符。三個字節有 24 個位元,對應于 4 個 Base64 單元,即 3 個字節
需要用 4 個可打印字符來表示。它可用來作為電子郵件的傳輸編碼。在 Base64 中的可打印字符包括字母 A-
Z、a-z、數字 0-9,這樣共有 62 個字符,此外兩個可打印符號在不同的系統中而不同。之后在 6 位的前面補
兩個 0,形成 8 位一個字節的形式。一些如 uuencode 的其他編碼方法,和之后 binhex 的版本使用不同的
64 字符集來代表 6 個二進制數字,但是它們不叫 Base64。

Base64 常用于在通常處理文本數據的場合,表示、傳輸、存儲一些二進制數據。包括 MIME 的
email,email via MIME,在 XML 中存儲復雜數據。

Python Base64 模塊提供了 RFC3548 中的數據編碼和解碼(轉換二進制數據為適合明文協議傳輸的
ASCII 序列,如 RFC3548 中指定。該標準定義了 Base16,Base32 和 Base64 算法,編碼和解碼的任意二進制字符串轉換為文本字符串,這樣就可以通過電子郵件安全發送,作為網址的一部分,或包含在 HTTP POST 請求中。

Base64 模塊提供兩個接口。新式接口支持使用三個字母的編碼和解碼的字符串對象。傳統接口提供了編
碼和解碼文件對象和字符串,但只使用了標準的 Base64 字母。傳統接口這里不做介紹。

base64、 base32、 base16 可以分別編碼轉化 8 位字節為 6 位、 5 位、 4 位。 16,32,64 分別表示用多少個字
符來編碼。

更多 base64 的資料,參見
http://zh.wikipedia.org/wiki/Base64,http://tools.ietf.org/html/rfc822,http://tools.ietf.org/html/rfc14
21,http://tools.ietf.org/html/rfc2045。

快速入門

請看 python 模塊介紹中的實例:

>>> import base64
>>> encoded = base64.b64encode('data to be encoded')
>>> encoded
'ZGF0YSB0byBiZSBlbmNvZGVk'
>>> data = base64.b64decode(encoded)
>>> data
'data to be encoded'

base64.b64encode(s[, altchars]):使用 Base64 編碼字符串。s 是要編碼的字符串。altchars 是用來替換+和/的字符串,它們在 url 和文件系統中它們有特殊含義,通常需要替換。
base64.b64decode(s[, altchars]): 解碼 Base64 編碼的字符串。s 為要解碼的字符串。altchars 和b64encode 相同。
? base64.standard_b64encode ( s ) : 參考 b64encode。
? base64.standard_b64decode ( s ) :參考 b64decode。

Base64 編碼解碼

Base64 編碼解碼

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8
#
# Copyright (c) 2008 Doug Hellmann All rights reserved.
#
"""
"""
__version__ = "$Id$"
#end_pymotw_header
import base64
import textwrap
# Load this source file and strip the header.
with open(__file__, 'rt') as input:
raw = input.read()
initial_data = raw.split('#end_pymotw_header')[1]
encoded_data = base64.b64encode(initial_data)
num_initial = len(initial_data)
# There will never be more than 2 padding bytes.
padding = 3 - (num_initial % 3)
print '%d bytes before encoding' % num_initial
print 'Expect %d padding bytes' % padding
print '%d bytes after encoding' % len(encoded_data)
print
print encoded_data

?執行結果

$ python base64_b64encode.py
168 bytes before encoding
Expect 3 padding bytes
224 bytes after encoding
CgppbXBvcnQgYmFzZTY0CmltcG9ydCB0ZXh0d3JhcAoKIyBMb2FkIHRoaXMgc291cmNlIGZpbGUgYW5kIHN0cmlwIHRoZSBoZWFk
ZXIuCndpdGggb3BlbihfX2ZpbGVfXywgJ3J0JykgYXMgaW5wdXQ6CiAgICByYXcgPSBpbnB1dC5yZWFkKCkKICAgIGluaXRpYWxfZGF0
YSA9IHJhdy5zcGxpdCgn

Base64 編碼的 4 個字節對應實際的 3 個字節,不足四個字節時,后面部分通常用等號填充。極端的情況下,
一個字節需要用 4 個 Base64 編碼來表示。

>>> import base64
>>> encoded = base64.b64encode('a')
>>> encoded
'YQ=='

Base64 解碼參見快速入門部分介紹。

URL-Safe

?base64.urlsafe_b64encode(s):
?base64.urlsafe_b64decode(s):
Base64 默認會使用+和/, 但是這 2 個字符在 url 中也有特殊含義。使用 urlsafe 可以解決這個問題。 +替換為-,
/替換為_。

import base64
encodes_with_pluses = chr(251) + chr(239)
encodes_with_slashes = chr(255) * 2
for original in [ encodes_with_pluses, encodes_with_slashes ]:
print 'Original
:', repr(original)
print 'Standard encoding:', base64.standard_b64encode(original)
print 'URL-safe encoding:', base64.urlsafe_b64encode(original)
print

?執行結果

$ python base64_urlsafe.py
Original
: '\xfb\xef'
Standard encoding: ++8=
URL-safe encoding: --8=
Original
: '\xff\xff'
Standard encoding: //8=
URL-safe encoding: __8=

其他編碼

Base32 包含 26 個大寫字母和 2-7 的數字。
? base64.b32encode(s):使用 Base32 編碼字符串。s 是要編碼的字符串。
? base64.b32decode(s[, casefold[, map01]]):解碼 Base32 編碼的字符串。s 為要解碼的字符串 。
casefold 表示是否允許小寫字母。 map01 表示允許 0 表示 0,1 表示 L 。

import base64
original_string = 'This is the data, in the clear.'
print 'Original:', original_string
encoded_string = base64.b32encode(original_string)
print 'Encoded :', encoded_string
decoded_string = base64.b32decode(encoded_string)
print 'Decoded :', decoded_string

?執行結果

$ python base64_base32.py
Original: This is the data, in the clear.
Encoded : KRUGS4ZANFZSA5DIMUQGIYLUMEWCA2LOEB2GQZJAMNWGKYLSFY======
Decoded : This is the data, in the clear.

Base16 包含 16 個 16 進制大寫數字。類似的有 base64.b16encode(s) ,base64.b16decode(s[,
casefold]) 。

import base64
original_string = 'This is the data, in the clear.'
print 'Original:', original_string
encoded_string = base64.b16encode(original_string)
print 'Encoded :', encoded_string
decoded_string = base64.b16decode(encoded_string)
print 'Decoded :', decoded_string

?
執行結果

$ python base64_base16.py
Original: This is the data, in the clear.
Encoded : 546869732069732074686520646174612C20696E2074686520636C6561722E
Decoded : This is the data, in the clear.
Python3.4 中增加了 Ascii85 和 base85 支持 。這里暫不做詳細介紹。函數如下:
? base64.a85encode(s, *, foldspaces=False, wrapcol=0, pad=False, adobe=False)
? base64.a85decode(s, *, foldspaces=False, adobe=False, ignorechars=b' tnrv')
? base64.b85encode(s, pad=False)
? base64.b85decode(b)

• 作者博客：http://my.oschina.net/u/1433482

• 類型：翻譯加整理

• 本文最新pdf版本下載。本文最初基于libreoffice的odt格式創建，拷貝過來格式有部分變化，建議查看原來的pdf。

• python2 官方網址:http://docs.python.org/2/library/base64.html

• python3 官方網址:https://docs.python.org/3/library/base64.html

• python 標準庫 pymotw:http://pymotw.com/2/base64/index.html#module-base64

來自：http://my.oschina.net/u/1433482/blog/465371