Java for Beginner

Base64 в Java Crypto API

Base64 — это алгоритм кодирования двоичных данных в текстовый формат с использованием 64 символов ASCII. Он используется для представления бинарных данных в виде строк, удобных для передачи по сетевым протоколам и хранения в текстовых форматах. В Java Crypto API Base64 часто применяется для кодирования криптографических ключей, сертификатов и других бинарных данных.

Как работает Base64

Base64 берет 3 байта (24 бита) входных данных и преобразует их в 4 символа из 64-символьного алфавита.

Алфавит Base64 включает:
Латинские буквы: A-Z и a-z (52 символа)
Цифры: 0-9 (10 символов)
Два специальных символа: + и / (или - и _ в URL-совместимой версии)
Заполнитель = (если входные данные не кратны 3 байтам)

Пример кодирования
Допустим, у нас есть строка "Man":

Преобразуем в ASCII-коды:

M = 77, a = 97, n = 110

Переводим в двоичный вид (каждый символ занимает 8 бит):

M     a     n
01001101 01100001 01101110

Разбиваем на 6-битные блоки (24 бита → 4 группы по 6 бит):

010011 010110 000101 101110

Соотносим с таблицей Base64:

010011 → T
010110 → W
000101 → F
101110 → u
Результат кодирования: "TWFu"

Если входные данные не кратны 3 байтам, добавляются =:

"Ma" (2 байта) → TWE=
"M" (1 байт) → TQ==

Base64 в Java

Java предоставляет встроенный класс Base64 в пакете java.util, начиная с Java 8.

Кодирование строки в Base64

import java.util.Base64;

public class Base64Example {
    public static void main(String[] args) {
        String originalString = "Hello, Java Crypto API!";
        String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(originalString.getBytes());
        System.out.println("Encoded: " + encodedString);
    }
}

Вывод:

Encoded: SGVsbG8sIEphdmEgQ3J5cHRvIEFQISTCoA==

Декодирование Base64

import java.util.Base64;

public class Base64DecodeExample {
    public static void main(String[] args) {
        String encodedString = "SGVsbG8sIEphdmEgQ3J5cHRvIEFQISTCoA==";
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedString);
        String decodedString = new String(decodedBytes);
        System.out.println("Decoded: " + decodedString);
    }
}

Вывод:

Decoded: Hello, Java Crypto API!

Варианты Base64 в Java

В Java есть три основных варианта Base64:

1. Base64.getEncoder() и Base64.getDecoder() (обычная версия)
Использует стандартный алфавит A-Z, a-z, 0-9, +, / и =.

Пример:

Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();
Base64.Decoder decoder = Base64.getDecoder();

String encoded = encoder.encodeToString("Test".getBytes());
String decoded = new String(decoder.decode(encoded));

System.out.println("Encoded: " + encoded);
System.out.println("Decoded: " + decoded);

2. Base64.getUrlEncoder() и Base64.getUrlDecoder() (для URL)
Использует безопасный для URL алфавит A-Z, a-z, 0-9, -, _ (заменяет + на - и / на _, убирает =).

Пример:

Base64.Encoder urlEncoder = Base64.getUrlEncoder();
Base64.Decoder urlDecoder = Base64.getUrlDecoder();

String encoded = urlEncoder.encodeToString("https://example.com".getBytes());
String decoded = new String(urlDecoder.decode(encoded));

System.out.println("Encoded URL: " + encoded);
System.out.println("Decoded URL: " + decoded);

3. Base64.getMimeEncoder() и Base64.getMimeDecoder() (для MIME)
Форматирует выходные данные в 76-символьные строки, разделенные \r\n, подходит для шифрования PGP, email-передачи.

Пример:

Base64.Encoder mimeEncoder = Base64.getMimeEncoder();
Base64.Decoder mimeDecoder = Base64.getMimeDecoder();

String encoded = mimeEncoder.encodeToString("Example MIME data".getBytes());
String decoded = new String(mimeDecoder.decode(encoded));

System.out.println("Encoded MIME: " + encoded);
System.out.println("Decoded MIME: " + decoded);

#Java #Training #Medium #Java_Crypto_API #Base64

121 views05:59

Java for Beginner

Где применяется Base64

Передача бинарных данных в текстовом формате
Встраивание изображений в HTML и CSS:

<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAA..." />

Кодирование бинарных данных в JSON

Шифрование и подписи в криптографии
Используется для кодирования RSA-ключей, хэшей, токенов JWT

Пример работы с шифрованием AES:

byte[] encryptedData = encryptAES("Hello".getBytes(), secretKey);
String base64Encoded = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);

HTTP-заголовки и авторизация
Basic Auth:

String auth = "user:password";
String encodedAuth = Base64.getEncoder().encodeToString(auth.getBytes());
String header = "Authorization: Basic " + encodedAuth;

Передача данных по email (MIME)
Base64 используется в email-кодировании, Content-Transfer-Encoding: base64

Сериализация бинарных данных
Применяется для кодирования файлов в JSON, передаваемых через API.

Ограничения и недостатки

Увеличение размера
Base64 увеличивает размер данных на ~33% (3 байта → 4 символа).

Не защищает данные
Base64 — это не шифрование и не хэширование. Оно только преобразует данные в строковый вид, но не защищает их.

Обратимость
Закодированные данные легко декодируются, поэтому Base64 не подходит для хранения паролей.

#Java #Training #Medium #Java_Crypto_API #Base64

128 views05:59

About

Blog

Apps

Platform