Base64编码和解码（手写和调包）

本文主要是介绍Base64编码和解码（手写和调包），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

做了很久的CTF，一直使用在线工具去解析base64，从没想过这些编码的原理，终于有心思研究一下。

0x01. 什么是base64？

Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。它是一种编码方式，并不是加密方式。它通过将二进制数据转变为64个“可打印字符”，完成了数据在HTTP协议上的传输。

0x02. base64如何玩转？

Base64编码要求把3个8位字节（ 3 8 = 24 3*8 =24 38=24）转化为4个6位的字节（ 4 6 = 24 4*6=24 46=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用‘=’，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个‘=’。

0x02_1. base64编码表

为了保证所输出的编码位可读字符，Base64制定了一个编码表，以便进行统一转换。编码表的大小为 2 6 = 64 2^6=64 26=64，这也是Base64名称的由来。编码表如下：

在这里插入图片描述
引用一个作图优秀的博客：https://www.cnblogs.com/xq1314/p/7909521.html

0x02_2. 图例分析

假设我们有三个字母Man，进行base64编码，过程如图：

3个8位字节转化为4个6位的字节，之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。

在这里插入图片描述
但是，当需要转换的字符数不是3的倍数的情况下该怎么办呢？Base64规定，当需要转换的字符不是3的倍数时，一律采用补0的方式凑足3的倍数，具体如下表所示：

在这里插入图片描述

0x03. base64编码脚本

import math
from string import ascii_uppercase, ascii_lowercase, digitsdef base64_encode(s):base = ascii_uppercase + ascii_lowercase + digits + '+/'bits = [bin(ord(x))[2:].rjust(8, '0') for x in s]bits_concat = ''.join(bits)rounds = math.ceil(len(bits_concat) / 6)bits_concat_cut = [bits_concat[6 * round: 6 * (round + 1)] for round in range(rounds)]result = [base[int(x.ljust(6, '0'), 2)] for x in bits_concat_cut]res = ''.join(result)if len(result) % 4 == 0:return reselif len(result) % 4 == 2:return res + '=='else:return res + '='if __name__ == '__main__':print(base64_encode('Man'))print(base64_encode('Ma'))print(base64_encode('M'))

结果如图：
在这里插入图片描述

0x04. base64解码脚本

import math
from string import ascii_uppercase, ascii_lowercase, digitsdef base64_decode(s):base = ascii_uppercase + ascii_lowercase + digits + '+/'if '==' in s: # 如果是填充两个==s = s[0: -2]elif '=' in s: # 如果是填充一个==s = s[0: -1]# 找到对应的密码表进制，填充为6位一组bin_data = [bin(base.find(x))[2:].rjust(6, '0') for x in s]bin_data_concat = ''.join(bin_data)# 将拼接字符以8位长度作为分隔还原cut = [bin_data_concat[idx: idx + 8] for idx in range(0, len(bin_data_concat), 8)]# 当字符长度为8位直接还原，不足长度说明是填充的无需操作rt = [chr(int(x, 2)) if len(x) == 8 else '' for x in cut]return ''.join(rt)if __name__ == '__main__':print(base64_decode('TWFu'))print(base64_decode('TWE='))print(base64_decode('TQ=='))

结果如图：
在这里插入图片描述

0x05. 使用python3.5自带的函数进行编码

import base64if __name__ == '__main__':string = 'Man'.encode()str_encode = base64.b64encode(string)# 编码得到TWFuprint(str_encode)str_decode = base64.b64decode(str_encode)# 解码得到Manprint(str_decode)

结果如图：在这里插入图片描述