淺談nodejs中怎麼對字串進行Base64編碼和解碼

什麼是Bas​​e64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：

1. 計算輸入文字的8 位元二進位版本；
2. 將8 位元版本的資料重新以6 位元為一單元分組;
3. 找到每個6 位元二進位區塊的十進位版本；
4. 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

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

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

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 + '"');

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="

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 + '"');

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);

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');

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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