基于字符串的数据编码：Base64 vs Base64url

Question

我在 JSON 网络令牌之类的东西中看到的 Base64 和 Base64url 之间有什么区别？

Answer 1

Base64 和 Base64url 都是以字符串形式编码二进制数据的方法。您可以阅读有关 base64 的理论here。 Base64 的问题在于它包含字符+、/ 和=，它们在某些文件系统名称和URL 中具有保留含义。因此，base64url 通过将+ 替换为- 并将/ 替换为_ 来解决这个问题。不需要时可以消除尾随填充字符 =，但在 URL 中，它很可能是 % URL 编码的。然后编码数据可以毫无问题地包含在 URL 中。

以下是差异图表：

Index  Base64  Base64Url

0      A       A 
1      B       B 
2      C       C 
3      D       D 
4      E       E 
5      F       F 
6      G       G 
7      H       H 
8      I       I 
9      J       J 
10     K       K 
11     L       L 
12     M       M 
13     N       N 
14     O       O 
15     P       P 
16     Q       Q 
17     R       R 
18     S       S 
19     T       T 
20     U       U 
21     V       V 
22     W       W 
23     X       X 
24     Y       Y 
25     Z       Z 
26     a       a 
27     b       b 
28     c       c 
29     d       d 
30     e       e 
31     f       f 
32     g       g 
33     h       h 
34     i       i 
35     j       j 
36     k       k 
37     l       l 
38     m       m 
39     n       n 
40     o       o 
41     p       p 
42     q       q 
43     r       r 
44     s       s 
45     t       t 
46     u       u 
47     v       v 
48     w       w
49     x       x
50     y       y
51     z       z
52     0       0
53     1       1
54     2       2
55     3       3
56     4       4
57     5       5
58     6       6
59     7       7
60     8       8
61     9       9
62     +       -
63     /       _
       
       =       (optional)

下面我将引用标准中的定义。

RCF 4648 specs

4. Base 64 编码

下面对base 64的描述来源于3, [4], [5], 和 [6]。这种编码可以称为“base64”。

Base 64 编码旨在表示任意序列 八位位组的形式，允许同时使用大写和 小写字母，但不必是人类可读的。

使用了 65 个字符的 US-ASCII 子集，可以实现 6 位
每个可打印字符表示。 （额外的第 65 个字符，“=”， 用于表示特殊的处理功能。）

编码过程将 24 位的输入位组表示为 输出 4 个编码字符的字符串。从左往右走 对，一个 24 位的输入组是由 3 个 8 位串接而成的 输入组。然后将这 24 位视为 4 连接 6 位组，每个组被翻译成单个字符 在 base 64 字母表中。

每个 6 位组用作 64 个可打印数组的索引 人物。索引引用的字符放在
输出字符串。

                  Table 1: The Base 64 Alphabet

 Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding
     0 A            17 R            34 i            51 z
     1 B            18 S            35 j            52 0
     2 C            19 T            36 k            53 1
     3 D            20 U            37 l            54 2
     4 E            21 V            38 m            55 3
     5 F            22 W            39 n            56 4
     6 G            23 X            40 o            57 5
     7 H            24 Y            41 p            58 6
     8 I            25 Z            42 q            59 7
     9 J            26 a            43 r            60 8
    10 K            27 b            44 s            61 9
    11 L            28 c            45 t            62 +
    12 M            29 d            46 u            63 /
    13 N            30 e            47 v
    14 O            31 f            48 w         (pad) =
    15 P            32 g            49 x
    16 Q            33 h            50 y

如果可用的位少于 24 位，则执行特殊处理 在被编码的数据的末尾。完整的编码量是
总是在数量结束时完成。当少于 24 个输入时
位在输入组中可用，添加值为 0 的位
（右侧）形成整数个 6 位组。填充
在数据的末尾使用“=”字符执行。自
所有 base 64 输入都是八位字节的整数，只有以下 可能出现的情况：

(1) 编码输入的最终量是 24 位；在这里，编码输出的最终单位将是一个整数 没有“=”填充的 4 个字符的倍数。

(2) 编码输入的最终量子正好是 8 位；这里， 这 编码输出的最终单元将是两个字符，后跟 两个“=”填充字符。

(3) 编码输入的最终量子正好是 16 位；这里， 这 编码输出的最终单元将是三个字符，后跟 一个“=”填充字符。

5.使用 URL 和文件名安全字母进行 Base 64 编码

带有 URL 和文件名安全字母表的 Base 64 编码具有 已在 [12] 中使用。

已建议使用“~”作为替代字母 第 63 个字符。由于“~”字符在 一些文件系统环境，这里描述的编码 部分建议改为。剩余的未保留 URI 字符是“.”，但某些文件系统环境不允许 多 ”。”在文件名中，从而使“。”特点 也没有吸引力。

填充字符“=”在用于 URI [9]，但如果隐式知道数据长度，则可以是
通过跳过填充来避免；请参阅第 3.2 节。

这种编码可以称为“base64url”。这种编码
不应视为与“base64”编码相同
不应仅称为“base64”。除非澄清
否则，“base64”指的是上一节中的base 64。

这种编码在技术上与前一种相同，除了 对于 62:nd 和 63:rd 字母字符，如表 2 所示。

     Table 2: The "URL and Filename safe" Base 64 Alphabet

 Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding
     0 A            17 R            34 i            51 z
     1 B            18 S            35 j            52 0
     2 C            19 T            36 k            53 1
     3 D            20 U            37 l            54 2
     4 E            21 V            38 m            55 3
     5 F            22 W            39 n            56 4
     6 G            23 X            40 o            57 5
     7 H            24 Y            41 p            58 6
     8 I            25 Z            42 q            59 7
     9 J            26 a            43 r            60 8
    10 K            27 b            44 s            61 9
    11 L            28 c            45 t            62 - (minus)
    12 M            29 d            46 u            63 _
    13 N            30 e            47 v           (underline)
    14 O            31 f            48 w
    15 P            32 g            49 x
    16 Q            33 h            50 y         (pad) =