什麼是Base64編碼？ Base64是如何運作的？以下這篇文章跟大家介紹一下使用Node.js對字串進行 Base64編碼和解碼的方法，希望對大家有幫助！
什麼是 Base64 編碼？
Base64 編碼是一種將資料（通常是二進位）轉換為 ASCII 字元集的方法。 Base64 因為能夠起到隱藏資料的效果而常被誤認為是一種加密技術。值得強調的是， Base64 不是一種加密或壓縮技術。實際上，Base64 編碼資訊的大小是原始資料實際大小的 1.3333 倍。 【推薦學習：《nodejs 教程》】
理解：假設我們有 6 個 ASCII 字符，那麼二進位資料就是 6 * 8 = 48（位元）。如果使用 Base64 編碼的話，那麼就會分成 48 / 6 = 8(組)，每一組就會對應一個 ASCII 字符，也即是說，經過 Base64 編碼後，我們會有 8 個 ASCII 字符。因為資料傳輸的時候都會轉換成電訊號（雖然你看到的是字元），所以資料的大小都是位元來算的，8 個ASCII 字元就是8 * 8 = 64（位元），64 / 48 = 4 / 3 ≈ 1.3333 。 綜上所述，Base64 編碼資訊的大小是原始資料實際大小的 1.3333 倍。
Base64 是使用最廣泛的基本編碼技術，另外兩種常用的編碼方案是 Base16 和 Base32。
Base64 是如何運作的？
將資料轉換為 base64 是一個多步驟的過程。以下是它對文字字串的工作方式：
- 計算輸入文字的8 位元二進位版本；
- 將8 位元版本的資料重新以6 位元為一單元分組;
- 找到每個6 位元二進位區塊的十進位版本；
- 透過查詢Base64 編碼表獲得每個十進位值所對應的Base64 符號。
為了更好地理解這個概念，讓我們來看一個例子。假設我們有字串“Go win”，我們想將其轉換為 Base64 字串。第一步是將此字串轉換為二進位。 「Go win」的二進位版本是：
01000111 01101111 00100000 01110111 01101001 01101110
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您可以在此處看到每個字元由 8 位元表示。然而，正如我們之前所說，Base64 將 8 位元二進位為一組形式的資料轉換為 6 位元為一組形式的資料。 這是因為 Base64 格式只有 64 個字元：26 個大寫字母、26 個小寫字母、10 個數字字元以及用於換行的「 」和「/」符號。
Base64 不使用所有的 ASCII 特殊字符，而只使用這幾個。請注意，Base64 的某些實作使用與「 」和「/」不同的特殊字元。
回到這個例子，讓我們將 8 位元資料分成 6 位元為一組。
010001 110110 111100 100000 011101 110110 100101 101110
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您不會總是能夠將資料分成完整的 6 位元集，在這種情況下，您將不得不手動填充 0 。
現在對於上面的每個區塊，我們必須找到它的十進制值。下面給出了這些十進制值：
Binary Decimal
010001 17
110110 54
111100 60
100000 32
011101 29
110110 54
100101 37
101110 46
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最後，我們必須查看我們剛剛從二進位資料計算出的每個十進制數的 Base64 值。 Base64 編碼表如下所示：
在這裡你可以看到十進位的 17 對應於“R”，十進位的 54 對應於“2”，依此類推。使用此編碼表，我們可以看到字串“Go win”使用 Base64 編碼為“R28gd2lu”。您可以使用任何線上文字轉 Base64 轉換器來驗證此結果。
為什麼要使用 Base64 編碼？
以二進位格式傳送訊息有時會有風險，因為並非所有應用程式或網路系統都可以處理原始二進位檔案。另一方面，ASCII 字元集廣為人知，並且對於大多數系統來說處理起來非常簡單。
例如，電子郵件伺服器需要文字數據，因此通常使用 ASCII。因此，如果您想將圖片或任何其他二進位檔案傳送到電子郵件伺服器，您首先需要將其編碼為基於文字的格式，最好是 ASCII。這就是 Base64 編碼在將二進位資料轉換為正確格式方面非常方便的地方。
使用Node.js 對字串進行Base64 編碼
#在Node.js 中對Base64 字串進行編碼的最簡單方法是透過Buffer 物件。在 Node.js 中，Buffer 是一個全域對象，這表示你不需要使用 require 語句來導入應用程式就可以使用 Buffer 對象。
在物理内存中，缓冲区是一个不可变的整数数组，它也能够执行许多不同的编码/解码。这些包括到从 UTF-8、UCS2、Base64 和 十六进制编码到另外一种格式， 或者从另外一种格式编码到 UTF-8、UCS2、Base64 和 十六进制。当您编写处理和操作数据的代码时，您可能会在某个时候使用 Buffer 对象。
看看下面的例子。在这里，我们将使用 Buffer 对象将文本字符串编码为 Base64。将以下代码保存在“encode-text.js”文件中：
'use strict';
let data = 'stackabuse.com';
let buff = new Buffer(data); // 默认用 utf-8 编码格式解释字符串
let base64data = buff.toString('base64');
console.log('"' + data + '" converted to Base64 is "' + base64data + '"');
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在上面的脚本中，我们创建了一个新的缓冲区对象并将我们想要转换为 Base64 的字符串传递给它。然后我们在刚刚创建的缓冲区对象上调用“toString”方法，并将“base64”作为参数传递给它。以“base64”为参数的“toString”方法将以 Base64 字符串的形式返回数据。运行上面的代码，你会看到下面的输出。
$ node encode-text.js
"stackabuse.com" converted to Base64 is "c3RhY2thYnVzZS5jb20="
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在输出中，我们可以看到转换为 Base64 的字符串和它的原始数据。
使用 Node.js 解码 Base64 字符串
解码 Base64 字符串与编码非常相似。您必须创建一个新的缓冲区对象并将两个参数传递给它的构造函数。第一个参数是 Base64 中的数据，第二个参数是“base64”。然后您只需在缓冲区对象上调用“toString”，但这次传递给该方法的参数将是“ascii”，因为这是您希望 Base64 数据转换为的数据类型。请查看以下代码片段以供参考。
'use strict';
let data = 'Tm8gdG8gUmFjaXNt';
let buff = new Buffer(data, 'base64');
let text = buff.toString('ascii');
console.log('"' + data + '" converted from Base64 to ASCII is "' + text + '"');
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将数据添加到 “ascii.js” 文件并保存。这里我们使用了“Tm8gdG8gUmFjaXNt”作为 Base64 输入数据。当这些数据被解码时，它应该显示“No to Racism”。
将二进制数据编码为 Base64 字符串
正如文章开头提到的，Base64 编码的主要目的是将二进制数据转换为文本格式。让我们看一个示例，我们将图像（二进制数据）转换为 Base64 字符串。看看下面的例子。
'use strict';
const fs = require('fs');
let buff = fs.readFileSync('stack-abuse-logo.png');
let base64data = buff.toString('base64');
console.log('Image converted to base 64 is:\n\n' + base64data);
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在上面的代码中，我们通过 fs 模块的 readFileSync() 方法将图像加载到缓冲区中。该过程的其余部分类似于从普通 ASCII 字符串创建 Base64 字符串。
当您运行上面的代码时，您将看到以下输出。
$ node encode-image.js Image converted to Base64 is:
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虽然实际图像非常小（25x19），但输出仍然相当大，部分原因是 Base64 增加了数据的大小，正如我们之前提到的。
将 Base64 字符串解码为二进制数据
这里的反向过程与我们在前面部分中看到的解码 Base64 字符串的方式非常相似。最大的区别是输出目的地以及数据在那里写入的方式。让我们看看这个例子：
'use strict';
const fs = require('fs');
let buff = new Buffer(data, 'base64');
fs.writeFileSync('stack-abuse-logo-out.png', buff);
let data = 'iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAABkAAAATCAYAAABlcqYFAAAABGdBTUEAALGPC/xhBQAAACBjSFJNAAB6JgAAgIQAAPoAAA' + 'CA6AAAdTAAAOpgAAA6mAAAF3CculE8AAAACXBIWXMAAAsTAAALEwEAmpwYAAABWWlUWHRYTUw6Y29tLmFkb2JlLnhtcAAAAAAAPHg6eG1wbWV0' + 'YSB4bWxuczp4PSJhZG9iZTpuczptZXRhLyIgeDp4bXB0az0iWE1QIENvcmUgNS40LjAiPgogICA8cmRmOlJERiB4bWxuczpyZGY9Imh0dHA6Ly' + '93d3cudzMub3JnLzE5OTkvMDIvMjItcmRmLXN5bnRheC1ucyMiPgogICAgICA8cmRmOkRlc2NyaXB0aW9uIHJkZjphYm91dD0iIgogICAgICAg' + 'ICAgICB4bWxuczp0aWZmPSJodHRwOi8vbnMuYWRvYmUuY29tL3RpZmYvMS4wLyI+CiAgICAgICAgIDx0aWZmOk9yaWVudGF0aW9uPjE8L3RpZm' + 'Y6T3JpZW50YXRpb24+CiAgICAgIDwvcmRmOkRlc2NyaXB0aW9uPgogICA8L3JkZjpSREY+CjwveDp4bXBtZXRhPgpMwidZAAADuUlEQVQ4EbVU' + 'TUtcZxR+7ufkXp1SZ4iZRE1EDVQRnTAhowsZMFm40I2rNqUIIev8hvoPQroQXBTqwiAWcd0EglEhiZNajVZrQGXAWAzaZpzMnZn7lXPeeIe5Da' + 'Wb9Ax33vOec8/znI/3vVI6nfbxP4v8b/iSJIGfzyGfkPi+D13XUalUBL6qqmIvy5+8WuX/r2RCkUzAoIuLi2hqaoLrutjb28P6+josyxJkiqJA' + '07SQXiqVwHaOZYx/itLc3Px9YIxEIlheXsbExATGxsYwMjIiwEdHRwXA/Pw8EokEcrkcDg4OYJomVlZWMDU1JSqfmZlBR0cHbNsOtVoNCHjlTF' + 'iSySQMwxAVxONxQbi0tIRMJoPe3l5MT0+jtbUVg4ODYGImY18qlcL4+DhisZjoggCjv1C7uOyenh7Mzs5iY2ND6FQpdnd3sba2JloSjUYxPDyM' + '/v5+TE5OYn9/X9jZtrOzg+3t7WqyAUmoEu419/+HBw9E+eVymbJqAJP39fWBCR3HEU+hUMDQ0JCYGc8um81iYGAAjY2N8DwvwBdraCY8tHhDA1' + 'Y3N9Hd3S2yvH37O7RcbsF7AuUsD9+8wdOFBTx/8QJtbW1C5/nMzc3R0D2UyxXk83lRXcAk1V5GCT5sSUGDbeHxy9/EO98M9OOXzT9wfHISxKC1' + 'vR0GHfOtrS2g/SouWwU0Xkggu7qO9PUkJFULnbIQyTm6ewu2hF+vnOIIUQwdGlg8f4QF6wvMWBq+pAkaskSnx4FFVUf0CNpcC797KizXQ4oAHh' + 'VdXJJ81F7j6kwUynPHlXDPdFB2fRj+KVK0KvT2rbp3uKYryJU11Cke8qqMuOoioeeJ1MPDYxM36m1cNSq4GdFx58RAWvbx8TrXnK4IgR16Em5G' + 'K4iqHi5GHHxLgcSDn97WgZPoND+GGZRpPYH85cgiiRQl1ltXxmFFQ5PuopP8TrW5ZyRcWp7AbmkeZefg5+N6PPnbRJdpw/YlfB0vQiPQZwVdZN' + 'tFZEVK6D1VTnccJlXzuqTjvOZiq6Rhj2KqLSJsofOHgIl8+t0/qsfDioxmSUWGjrRFzhYi/5Oynrdl3KXHIZDXtF6hil8R6I9FBV/RvDLnXKxS' + 'bAdVYhNeINXBMwmXWCTQGG2Y+Jj+dFrfEmiMAtmeowpo9ojTvkD+A/L1UJUMmiVfkuz6WTyZhFRJAgP33j3bsM5k/Fng68UP21hYJyyxZwLWuS' + '2cKMfUSm3rhD0g4E2g197fwMZ+Bgt8rNe2iP2BhL5dgfFzrx8AfECEDdx45a0AAAAASUVORK5CYII=';
console.log('Base64 image data converted to file: stack-abuse-logo-out.png');
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在这里您可以看到我们从 Base64 数据（也可以从 socket 或其他一些通信线路接收）开始，然后将其加载到 Buffer 对象中。在创建缓冲区时，我们告诉它它是 base64 格式，这允许缓冲区相应地解析它以进行内部存储。
要将数据保存回原始 PNG 格式，我们只需将 Buffer 对象传递给我们的 fs.writeFileSync 方法，它就会为我们进行转换。
结论
Base64 编码是将二进制数据转换为纯 ASCII 文本的最常用方法之一。它是一种非常有用的格式，用于在一个或多个无法轻松处理二进制数据的系统之间进行通信，例如 HTML 标记中的图像或 Web 请求。
在 Node.js 中，我们可以通过 Buffer 对象来轻松完成 Base64 字符串与许多其他格式数据相互转换的工作。
英文原文地址：https://stackabuse.com/encoding-and-decoding-base64-strings-in-node-js/
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