一. Base64編碼由來

為什么會有Base64編碼呢？因為有些網絡傳送渠道并不支持所有的字節，例如傳統的郵件只支持可見字符的傳送，像ASCII碼的控制字符就不能通過郵件傳送。這樣用途就受到了很大的限制，比如圖片二進制流的每個字節不可能全部是可見字符，所以就傳送不了。最好的方法就是在不改變傳統協議的情況下，做一種擴展方案來支持二進制文件的傳送。把不可打印的字符也能用可打印字符來表示，問題就解決了。Base64編碼應運而生，Base64就是一種基于64個可打印字符來表示二進制數據的表示方法。

二. Base64編碼原理

看一下Base64的索引表，字符選用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64個可打印字符。數值代表字符的索引，這個是標準Base64協議規定的，不能更改。64個字符用6個bit位就可以全部表示，一個字節有8個bit位，剩下兩個bit就浪費掉了，這樣就不得不犧牲一部分空間了。這里需要弄明白的就是一個Base64字符是8個bit，但是有效部分只有右邊的6個bit，左邊兩個永遠是0。

　　那么怎么用6個有效bit來表示傳統字符的8個bit呢？8和6的最小公倍數是24，也就是說3個傳統字節可以由4個Base64字符來表示，保證有效位數是一樣的，這樣就多了1/3的字節數來彌補Base64只有6個有效bit的不足。你也可以說用兩個Base64字符也能表示一個傳統字符，但是采用最小公倍數的方案其實是最減少浪費的。結合下邊的圖比較容易理解。Man是三個字符，一共24個有效bit，只好用4個Base64字符來湊齊24個有效位。紅框表示的是對應的Base64，6個有效位轉化成相應的索引值再對應Base64字符表，查出"Man"對應的Base64字符是"TWFU"。說到這里有個原則不知道你發現了沒有，要轉換成Base64的最小單位就是三個字節，對一個字符串來說每次都是三個字節三個字節的轉換，對應的是Base64的四個字節。這個搞清楚了其實就差不多了。

　　但是轉換到最后你發現不夠三個字節了怎么辦呢？愿望終于實現了，我們可以用兩個Base64來表示一個字符或用三個Base64表示兩個字符，像下圖的A對應的第二個Base64的二進制位只有兩個，把后邊的四個補0就是了。所以A對應的Base64字符就是QQ。上邊已經說過了，原則是Base64字符的最小單位是四個字符一組，那這才兩個字符，后邊補兩個"="吧。其實不用"="也不耽誤解碼，之所以用"="，可能是考慮到多段編碼后的Base64字符串拼起來也不會引起混淆。由此可見Base64字符串只可能最后出現一個或兩個"="，中間是不可能出現"="的。下圖中字符"BC"的編碼過程也是一樣的。

三.編程實現(C#)

編碼：