Java中的编码/解码字节如何工作？

Question

背景知识：我正在做密码学挑战，我完成了https://cryptopals.com/sets/1/challenges/1，但意识到我没有学习我猜想学习（或编码）的东西。

我正在使用 Apache Commons Codec 库进行 Hex 和 Base64 编码/解码。目标是解码十六进制字符串并将其重新编码为 Base64。页面底部的“提示”表示 “始终对原始字节进行操作，从不对编码字符串进行操作。仅使用 hex 和 base64 进行漂亮打印。”

这是我的答案...

private static Hex forHex = new Hex();
private static Base64 forBase64 = new Base64();

public static  byte[] hexDecode(String hex) throws DecoderException {
    byte[] rawBytes = forHex.decode(hex.getBytes());
    return rawBytes;
}
public static byte[] encodeB64(byte[] bytes) {
    byte[] base64Bytes = forBase64.encode(bytes);
    return base64Bytes;
}

public static void main(String[] args) throws DecoderException {

String hex = "49276d206b696c6c696e6720796f757220627261696e206c696b65206120706f69736f6e6f7573206d757368726f6f6d";


//decode hex String to byte[]
byte[] myHexDecoded = hexDecode(hex);
String myHexDecodedString = new String(myHexDecoded);

//Lyrics from Queen's "Under Pressure"
System.out.println(myHexDecodedString);

//encode myHexDecoded to Base64 encoded byte[]
byte[] myHexEncoded = encodeB64(myHexDecoded);
String myB64String = new String(myHexEncoded);

//"pretty printing" of base64
System.out.println(myB64String);

}

...但我觉得我被骗了。我没有学习如何解码编码为十六进制的字节，也没有学习如何将“纯”字节编码为 Base64，我只是学会了如何使用库为我做一些事情。

如果我要在 Java 中获取一个字符串然后获取它的字节，我将如何将这些字节编码为十六进制？例如，以下代码片段将“Hello”（可读英文）转换为每个字符的字节值：

String s = "Hello";
char[] sChar = s.toCharArray();
byte[] sByte = new byte[sChar.length]
for(int i = 0; i < sChar.length; i++) {
    sByte[i] = (byte) sChar[i];
    System.out.println("sByte[" + i + "] = " +sByte[i]);
}

产生 sByte[0] = 72, sByte[1] = 101, sByte[2] = 108, sByte[3] = 108, sByte[4] = 111

让我们以 'o' 为例 - 我猜它的十进制版本是 111 - 我是否只取其十进制版本并将其更改为十六进制版本？

如果是这样，要解码，我是否一次只取十六进制字符串 2 中的字符，将它们分解为十进制值，然后转换为 ASCII？会一直是ASCII吗？

Answer 1

要解码，我是否一次只取十六进制字符串 2 中的字符，将它们分解为十进制值，然后转换为 ASCII？会一直是ASCII吗？

没有。您一次取字符 2，将字符“0”转换为数值 0，将字符“1”转换为数值 1，...，字符“a”（或“A”，取决于哪个要支持的编码）到数值 10，...，字符 'f' 或 'F' 到数值 15。

然后将第一个数值乘以 16，然后将其与第二个数值相加，得到字节的无符号整数值。然后将无符号整数值转换为有符号字节。

ASCII 与此算法无关。

要了解它在实践中是如何完成的，因为 commons-codec 是开源的，你可以看看它的实现。