Base64 kodieren und dekodieren

Base64 kodieren und dekodieren konvertiert beliebige Bytes mithilfe des RFC 4648-Alphabets in eine ASCII-Zeichenfolge und kehrt diese Zeichenfolge wieder in die ursprünglichen Bytes um. Der Textmodus akzeptiert eine Zeichenkodierung wie UTF-8; Der Dateimodus liest einen Upload über den FileReader des Browsers und kann einen „data:“-URI zum Einbetten ausgeben. Kodierung ist keine Verschlüsselung. Jeder, der die Zeichenfolge erhält, kann sie entschlüsseln.

Die gesamte Kodierung und Dekodierung läuft in Ihrem Browser. Nichts, was Sie einfügen, wird an einen Server gesendet.

Codieren Sie Text oder eine Datei in Base64

Bei der Codierung werden Rohbytes verwendet und eine Zeichenfolge aus A bis Z, a bis z, 0 bis 9, plus Schrägstrich und Füllzeichen „=“ geschrieben. Fügen Sie Text ein oder wählen Sie eine Datei aus, wählen Sie die Zeichenkodierung aus, wenn die Quelle Text ist, und lesen Sie die Ausgabe.

Der Dateimodus eignet sich für kleine Bilder und Dokumente, die ohne Binärkanal in JSON, XML oder E-Mail übertragen werden müssen.

Die Ausgabe kann sicher über Systeme transportiert werden, die beliebige Binärdateien beschädigen, z. B. ältere Mail-Gateways oder das Kopieren und Einfügen in XML. Es ist konstruktionsbedingt länger als die Eingabe. Eine ungültige leere Eingabe erzeugt keine Zeichenfolge. Das Tool wartet auf Bytes, bevor es Zeichen ausgibt.

Dekodieren Sie einen Base64-String zurück in Daten

Durch die Dekodierung wird die Alphabetsuche umgekehrt, der ursprüngliche Bitstrom neu erstellt und Text oder eine herunterladbare Datei zurückgegeben. Auffüllzeichen „=“ am Ende sind von Bedeutung: Sie markieren, wie viele Bytes sich in der letzten unvollständigen Gruppe befanden. Zeichen außerhalb des Alphabets verursachen eher einen eindeutigen Fehler als eine stille Teildekodierung.

Leerzeichen werden häufig ignoriert, sodass aus PEM-Zertifikaten oder MIME-Körpern kopierte Zeichenfolgen weiterhin funktionieren. Eine Zeichenfolge, die wie Base64 aussieht, aber das URL-sichere Alphabet verwendet, benötigt den URL-sicheren Dekodierungsmodus, andernfalls werden Bindestrich und Unterstrich im Standardalphabet als unzulässig abgelehnt.

Verstehen Sie, wie die Base64-Kodierung funktioniert

Base64 verarbeitet Eingaben in Blöcken von drei Bytes (24 Bit). Diese 24 Bits werden in vier Gruppen zu je 6 Bits aufgeteilt. Jeder 6-Bit-Wert ist ein Index von 0 bis 63 im 64-Zeichen-Alphabet. Aus drei Eingangsbytes werden somit vier Ausgangszeichen.

Bytes:  [ byte1 ][ byte2 ][ byte3 ]
Bits:   aaaaaaaa bbbbbbbb cccccccc
Groups: aaaaaa aabbbb bbbbcc cccccc
Chars:  Char1  Char2  Char3  Char4

Wenn weniger als drei Bytes verbleiben, gibt der Encoder immer noch vier Zeichen aus, fügt jedoch Auffüllungen hinzu, damit der Decoder die ursprüngliche Länge kennt. Die Bitumgruppierung ist der gesamte Algorithmus; Es gibt keine Prüfsumme und keinen Schlüssel.

Das Wort Dog Schritt für Schritt kodieren

Das Wort Dog besteht aus drei ASCII-Bytes, füllt also eine Base64-Gruppe und wird ohne Füllzeichen kodiert. Die Fixture-Ausgabe ist RG9n. Die Umwandlung der Bytes in Bits, die Neugruppierung in 6-Bit-Indizes und das Lesen des RFC 4648-Alphabets zeigt, warum diese vier Zeichen erscheinen und wie jeder Drei-Byte-Block demselben Pfad folgt.

1. Schreiben Sie die Bytes. D = 0x44 = 01000100 o = 0x6F = 01101111 g = 0x67 = 01100111

2. Verketten Sie 24 Bits. 01000100 01101111 01100111

3. In 6-Bit-Gruppen aufteilen. 010001 000110 111101 100111

4. Wandeln Sie jede Gruppe in einen Dezimalindex um. 17, 6, 61, 39

5. Schlagen Sie das Alphabet nach. Index 17 = „R“, 6 = „G“, 61 = „9“, 39 = „n“.

Ergebnis: „RG9n“. Die Dekodierung von „RG9n“ gibt die drei Originalbytes und den Text „Dog“ unter UTF-8 oder ASCII zurück.

Verstehen Sie das Auffüllen mit dem Gleichheitszeichen

Auffüllen erscheint, wenn die Byteanzahl kein Vielfaches von drei ist. Ein übrig gebliebenes Byte erzeugt zwei Buchstaben und zwei „=“-Zeichen. Zwei übrig gebliebene Bytes ergeben drei Zeichen und ein „=“. Die Fixtures „Do“ → „RG8=“ und „Dogs“ → „RG9ncw==“ zeigen beide Restfälle neben dem nicht aufgefüllten Drei-Byte-Wort „Dog“.

Input	Bytes	Encoded	Padding
Dog	3	RG9n	keines
Do	2	RG8=	ein =
Dogs	4	RG9ncw==	zwei =

„Do“ besteht aus zwei Bytes: „01000100 01101111“. Nach der 6-Bit-Gruppierung sind nur noch genügend Bits für drei sinnvolle Zeichen („RG8“) vorhanden, und ein Füllzeichen „=“ füllt den vierten Platz. „Dogs“ besteht aus vier Bytes: eine vollständige Drei-Byte-Gruppenkodierung als „RG9n“, dann ein Ein-Byte-Rest, der als „cw==“ kodiert ist. Wenn Sie die Auffüllung manuell entfernen, ohne die Bitlänge anzupassen, wird die Dekodierung unterbrochen. Lassen Sie beim Einfügen die „=“-Zeichen an Ort und Stelle.

Lesen Sie das Base64-Alphabet

RFC 4648 definiert 64 Zeichen plus das Füllzeichen „=“. Die Indizes 0 bis 25 sind „A“ bis „Z“, 26 bis 51 sind „a“ bis „z“, 52 bis 61 sind „0“ bis „9“, Index 62 ist „+“ und Index 63 ist „/“.

Index 0 ist „A“, nicht „0“, was jeden zum Stolpern bringt, der erwartet, dass Ziffern das Alphabet anführen.

Index range	Characters
0 to 25	A to Z
26 to 51	a to z
52 to 61	0 to 9
62	+
63	/
padding	=

Das Alphabet-Panel des Rechners listet dieselbe Tabelle auf, die der Encoder verwendet, sodass ein verdächtiges Zeichen anhand des Standardsatzes überprüft werden kann. Die vollständige Zeichenfolge lautet „ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/“.

Verwenden Sie die URL-sichere Base64-Variante

Das URL-sichere Alphabet (base64url) ersetzt „+“ durch „-“ und „/“ durch „_“. In einigen Protokollen kann auf die Auffüllung verzichtet werden. JSON-Web-Tokens verwenden diese Variante, sodass Token-Segmente in URLs und HTTP-Headern enthalten sein können, ohne dass die Plus- und Schrägstrichzeichen prozentual kodiert werden.

Standard- und URL-sichere Zeichenfolgen sind nicht austauschbar. Das Dekodieren einer JWT-Nutzlast mit dem Standardalphabet schlägt bei Bindestrichen fehl. Das Tool bietet einen expliziten URL-sicheren Modus sowohl für die Kodierung als auch für die Dekodierung. Bei der prozentualen Codierung einer URL handelt es sich um ein anderes Problem. Verwenden Sie die Seite „URL-Kodierung und -Dekodierung“, wenn das Ziel RFC 3986-Escape und nicht Base64 ist.

Berücksichtigen Sie die Größenzunahme

Alle drei Bytes werden zu vier Zeichen, sodass die codierte Länge etwa 4/3 der Eingabe beträgt, was einer Steigerung von 33 Prozent vor Zeilenumbrüchen entspricht. Durch Auffüllen können der letzten Gruppe ein oder zwei zusätzliche Zeichen hinzugefügt werden. Bei Daten-URIs und E-Mail-Anhängen spüren Sie dies schnell: Aus einem 300-KB-Bild werden etwa 400 KB Text.

encoded_length ≈ 4 × ceil(byte_length / 3)

Beim Zeilenumbruch mit 76 Zeichen, wie er bei MIME üblich ist, werden neue Zeilenbytes hinzugefügt. Bevorzugen Sie binäre Anhänge oder komprimierte Formate, wenn es auf die Größe ankommt; Verwenden Sie Base64, wenn der Kanal wirklich keine Rohbytes übertragen kann.

Wählen Sie eine Zeichenkodierung

Base64 kodiert Bytes, keine abstrakten Zeichen. Die gleichen Buchstaben erzeugen unter UTF-8, UTF-16, Shift JIS oder Big5 unterschiedliche Bytes. Das Dekodieren und anschließende Interpretieren mit dem falschen Zeichensatz ergibt Mojibake, selbst wenn die Base64-Ebene perfekt war. Daher muss der Textmodus-Zeichensatz beim Codieren mit dem des Produzenten und beim Dekodieren mit dem des Konsumenten übereinstimmen.

Charset	Typical use
UTF-8	Default for modern text and APIs
Windows-1252	Legacy Western European text
UTF-16 LE / BE	Some Windows and Java payloads
Shift JIS	Older Japanese text
Big5	Older Traditional Chinese text

Für das Wort „Dog“ erzeugen ASCII und UTF-8 die gleichen drei Bytes, daher ist „RG9n“ identisch. Nicht-ASCII-Text divergiert. Wählen Sie vor dem Codieren den Zeichensatz aus, der mit dem Produzenten übereinstimmt, und nach dem Decodieren denselben Zeichensatz, sonst sieht der Roundtrip wie ein Base64-Fehler aus, wenn der Fehler im Upstream liegt.

Häufig gestellte Fragen

Zusammenfassung

Base64 kodieren und dekodieren ordnet Bytes dem RFC 4648-Alphabet in 6-Bit-Gruppen zu und kehrt den Prozess lokal im Browser um. „Dog“ wird zu „RG9n“, „Do“ wird zu „RG8=“ und „Dogs“ wird zu „RG9ncw==“, was das Auffüllen von Ein- und Zwei-Byte-Resten veranschaulicht.

Das URL-sichere Alphabet tauscht „+“/„/“ gegen „-“/„_“ aus, die Ausgabe wächst um etwa ein Drittel und die Wahl des Zeichensatzes entscheidet, welche Bytes der Textmodus in den Encoder einspeist. Es wird nichts eingefügtes hochgeladen.