node.js中怎么對字符串進行Base64編碼和解碼

本篇內容介紹了“node.js中怎么對字符串進行Base64編碼和解碼”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

什么是 Base64 編碼？

Base64 編碼是一種將數據（通常是二進制）轉換為 ASCII 字符集的方法。Base64 因為能夠起到隱藏數據的效果而常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 編碼信息的大小是原始數據實際大小的 1.3333 倍。

理解：假設我們有 6 個 ASCII 字符，那么二進制數據就是 6 * 8 = 48（位）。如果使用 Base64 編碼的話，那么就會分成 48 / 6 = 8(組)，每一組就會對應一個 ASCII 字符，也即是說，經過 Base64 編碼后，我們會有 8 個 ASCII 字符。因為數據傳輸的時候都會被轉換為電信號（雖然你看到的是字符），所以數據的大小都是按位來算的，8 個 ASCII 字符就是 8 * 8 = 64（位），64 / 48 = 4 / 3  ≈ 1.3333 。 綜上所述，Base64 編碼信息的大小是原始數據實際大小的 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 是如何工作的？

將數據轉換為 base64 是一個多步驟的過程。以下是它對文本字符串的工作方式：

1. 計算輸入文本的 8 位二進制版本；

2. 將 8 位版本的數據重新以 6 位為一單元去分組；

3. 找到每個 6 位二進制塊的十進制版本；

4. 通過查詢 Base64 編碼表獲得每個十進制值所對應的 Base64 符號。

為了更好地理解這個概念，讓我們看一個例子。假設我們有字符串“Go win”，我們想將其轉換為 Base64 字符串。第一步是將此字符串轉換為二進制。 “Go win”的二進制版本是：

01000111 01101111 00100000 01110111 01101001 01101110

您可以在此處看到每個字符由 8 位表示。然而，正如我們之前所說，Base64 將 8 位二進制為一組形式的數據轉換為 6 位為一組形式的數據。這是因為 Base64 格式只有 64 個字符：26 個大寫字母、26 個小寫字母、10 個數字字符以及用于換行的“+”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 的某些實現使用與“+”和“/”不同的特殊字符。

回到這個例子，讓我們將 8 位數據分成 6 位為一組。

010001 110110 111100 100000 011101 110110 100101 101110

您不會總是能夠將數據分成完整的 6 位集，在這種情況下，您將不得不手動填充 0 。

現在對于上面的每個塊，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

最后，我們必須查看我們剛剛從二進制數據計算出的每個十進制數的 Base64 值。 Base64 編碼表如下所示：

在這里你可以看到十進制的 17 對應于“R”，十進制的 54 對應于“2”，依此類推。使用此編碼表，我們可以看到字符串“Go win”使用 Base64 編碼為“R28gd2lu”。您可以使用任何在線文本轉 Base64 轉換器來驗證此結果。

為什么要使用 Base64 編碼？

以二進制格式發送信息有時會有風險，因為并非所有應用程序或網絡系統都可以處理原始二進制文件。另一方面，ASCII 字符集廣為人知，并且對于大多數系統來說處理起來非常簡單。

例如，電子郵件服務器需要文本數據，因此通常使用 ASCII。因此，如果您想將圖片或任何其他二進制文件發送到電子郵件服務器，您首先需要將其編碼為基于文本的格式，最好是 ASCII。這就是 Base64 編碼在將二進制數據轉換為正確格式方面非常方便的地方。

使用 Node.js 對字符串進行 Base64 編碼

在 Node.js 中對 Base64 字符串進行編碼的最簡單方法是通過 Buffer 對象。在 Node.js 中，Buffer 是一個全局對象，這意味著你不需要使用 require 語句導入應用程序就可以使用 Buffer 對象。

在物理內存中，緩沖區是一個不可變的整數數組，它也能夠執行許多不同的編碼/解碼。這些包括到從 UTF-8、UCS2、Base64 和 十六進制編碼到另外一種格式， 或者從另外一種格式編碼到 UTF-8、UCS2、Base64 和 十六進制。當您編寫處理和操作數據的代碼時，您可能會在某個時候使用 Buffer 對象。

看看下面的例子。在這里，我們將使用 Buffer 對象將文本字符串編碼為 Base64。將以下代碼保存在“encode-text.js”文件中：

'use strict'; 

let data = 'stackabuse.com'; 
let buff = new Buffer(data); // 默認用 utf-8 編碼格式解釋字符串
let base64data = buff.toString('base64');
console.log('"' + data + '" converted to Base64 is "' + base64data + '"');

在上面的腳本中，我們創建了一個新的緩沖區對象并將我們想要轉換為 Base64 的字符串傳遞給它。然后我們在剛剛創建的緩沖區對象上調用“toString”方法，并將“base64”作為參數傳遞給它。以“base64”為參數的“toString”方法將以 Base64 字符串的形式返回數據。運行上面的代碼，你會看到下面的輸出。

$ node encode-text.js 
"stackabuse.com" converted to Base64 is "c3RhY2thYnVzZS5jb20="

在輸出中，我們可以看到轉換為 Base64 的字符串和它的原始數據。

使用 Node.js 解碼 Base64 字符串

解碼 Base64 字符串與編碼非常相似。您必須創建一個新的緩沖區對象并將兩個參數傳遞給它的構造函數。第一個參數是 Base64 中的數據，第二個參數是“base64”。然后您只需在緩沖區對象上調用“toString”，但這次傳遞給該方法的參數將是“ascii”，因為這是您希望 Base64 數據轉換為的數據類型。請查看以下代碼片段以供參考。

'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 + '"');

將數據添加到 “ascii.js” 文件并保存。這里我們使用了“Tm8gdG8gUmFjaXNt”作為 Base64 輸入數據。當這些數據被解碼時，它應該顯示“No to Racism”。

將二進制數據編碼為 Base64 字符串

正如文章開頭提到的，Base64 編碼的主要目的是將二進制數據轉換為文本格式。讓我們看一個示例，我們將圖像（二進制數據）轉換為 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);

在上面的代碼中，我們通過 fs 模塊的 readFileSync() 方法將圖像加載到緩沖區中。該過程的其余部分類似于從普通 ASCII 字符串創建 Base64 字符串。

當您運行上面的代碼時，您將看到以下輸出。

$ node encode-image.js Image converted to Base64 is: 
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

雖然實際圖像非常小（25x19），但輸出仍然相當大，部分原因是 Base64 增加了數據的大小，正如我們之前提到的。

將 Base64 字符串解碼為二進制數據

這里的反向過程與我們在前面部分中看到的解碼 Base64 字符串的方式非常相似。最大的區別是輸出目的地以及數據在那里寫入的方式。讓我們看看這個例子：

'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');

在這里您可以看到我們從 Base64 數據（也可以從 socket 或其他一些通信線路接收）開始，然后將其加載到 Buffer 對象中。在創建緩沖區時，我們告訴它它是 base64 格式，這允許緩沖區相應地解析它以進行內部存儲。

要將數據保存回原始 PNG 格式，我們只需將 Buffer 對象傳遞給我們的 fs.writeFileSync 方法，它就會為我們進行轉換。

結論

Base64 編碼是將二進制數據轉換為純 ASCII 文本的最常用方法之一。它是一種非常有用的格式，用于在一個或多個無法輕松處理二進制數據的系統之間進行通信，例如 HTML 標記中的圖像或 Web 請求。

在 Node.js 中，我們可以通過 Buffer 對象來輕松完成 Base64 字符串與許多其他格式數據相互轉換的工作。

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