Python 中 Base64 加密解密：简单易懂的指南

简介

Base64 是互联网上最广泛使用的二进制数据传输编码方式之一。它将 8 位字节编码为 64 个可打印的 ASCII 字符，从而可以在不同的系统和平台之间轻松传输和存储数据。本文将深入探讨 Base64 在 Python 中的应用，提供一个全面的指南，包括加密和解密过程、函数用法以及现实生活中的示例。通过掌握 Base64 编码，您可以增强您的 Python 技能，并有效地在各种应用程序中处理二进制数据。

Base64 编码原理

Base64 编码遵循以下规则：

• 将每 3 个 8 位字节组合成一个 24 位的块。
• 将每个块分为 4 个 6 位部分。
• 将每个 6 位部分映射到 64 个可打印的 ASCII 字符的子集。

这 64 个字符包括大写和小写字母、数字和符号：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/=

Python 中的 Base64 编码和解码

Python 内置了 base64 模块，为 Base64 编码和解码提供了方便的函数。这些函数可以轻松地将二进制数据转换为 Base64 字符串，反之亦然。

编码

要将二进制数据编码为 Base64 字符串，请使用 base64.b64encode() 函数：

import base64

binary_data = b'Hello, World!'
encoded_data = base64.b64encode(binary_data)
print(encoded_data)

输出：

SGFsbG8sIFdvcmxkIQ==

解码

要将 Base64 字符串解码为二进制数据，请使用 base64.b64decode() 函数：

decoded_data = base64.b64decode(encoded_data)
print(decoded_data)

输出：

b'Hello, World!'

Base64 函数详解

base64 模块提供了其他有用的函数，可以根据需要定制编码和解码过程：

• base64.encodebytes(binary_data)：与 b64encode() 类似，但返回 bytes 类型而不是字符串。
• base64.decodebytes(encoded_data)：与 b64decode() 类似，但返回 bytes 类型而不是字符串。
• base64.urlsafe_b64encode(binary_data)：使用 URL 安全的 Base64 编码，不包含 + 和 / 字符。
• base64.urlsafe_b64decode(encoded_data)：解码 URL 安全的 Base64 字符串。

现实生活中的应用

Base64 编码在现实生活中有着广泛的应用，包括：

• 网络传输： Base64 用于在 HTTP、电子邮件和文件传输协议等网络协议中安全传输二进制数据。
• 存储： Base64 可用于以文本格式存储二进制数据，例如在 JSON 或 XML 文件中。
• 安全： Base64 编码不是加密形式，但它可以混淆二进制数据，使其更难被人理解。

结论

掌握 Python 中的 Base64 编码对于处理二进制数据至关重要。通过理解 Base64 编码原理和使用 base64 模块中的函数，您可以轻松地对数据进行编码和解码，从而满足各种应用程序的需求。从网络传输到数据存储，Base64 在现代计算中扮演着至关重要的角色。通过熟练使用 Base64 编码，您可以增强您的 Python 技能并有效地处理二进制数据。