Base64自定义编码表及破解

什么是Base64

Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一，Base64并不是安全领域的加密算法，其实Base64只能算是一个编码算法，对数据内容进行编码来适合传输。标准Base64编码解码无需额外信息即完全可逆，即使你自己自定义字符集设计一种类Base64的编码方式用于数据加密，在多数场景下也较容易破解。Base64编码本质上是一种将二进制数据转成文本数据的方案。对于非二进制数据，是先将其转换成二进制形式，然后每连续6比特（2的6次方=64）计算其十进制值，根据该值在A--Z,a--z,0--9,+,/ 这64个字符中找到对应的字符，最终得到一个文本字符串。

Base64 编码要求把 3 个 8 位字节（3x8=24）转化为 4 个 6 位的字节（4x6=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 ‘=’。

java实现

public abstract class Base64 {
	private static final char[] legalChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"
			.toCharArray();

	public static String encode(byte[] data) {
		int start = 0;
		int len = data.length;
		StringBuilder buf = new StringBuilder(data.length * 3 / 2);

		int end = len - 3;
		int i = start;
		int n = 0;

		while (i <= end) {
			int d = ((((int) data[i]) & 0x0ff) << 16)
					| ((((int) data[i + 1]) & 0x0ff) << 8)
					| (((int) data[i + 2]) & 0x0ff);

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 6) & 63]);
			buf.append(legalChars[d & 63]);

			i += 3;

			if (n++ >= 14) {
				n = 0;
				buf.append(" ");
			}
		}

		if (i == start + len - 2) {
			int d = ((((int) data[i]) & 0x0ff) << 16)
					| ((((int) data[i + 1]) & 255) << 8);

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 6) & 63]);
			buf.append("=");
		} else if (i == start + len - 1) {
			int d = (((int) data[i]) & 0x0ff) << 16;

			buf.append(legalChars[(d >> 18) & 63]);
			buf.append(legalChars[(d >> 12) & 63]);
			buf.append("==");
		}

		return buf.toString();
	}

}

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自定义 Base64 编码表及破解

标准的base64编码表是A--Z,a--z,0--9,+,/，但是我们完全可以替换这64个字符或者打乱顺序，这样只有我们知道编码表才能解码。通过拼接0~63的6位2进制字符串，然后分割转换成长度为48的byte数组，便可以得到编码表。详细步骤如下：

计算出0-63这64个数字的6位2进制数，转换成字符串拼接成一个完整的字符串，长度就是64x6
将字符串每8个（1byte就是8位）一组，分割成48份，48x8
通过Integer.parseInt(binaryString, 2)解析成数字，再强转成byte
对这个长度为48的byte数组进行编码
编码的结果就是编码表了

public class test {

    public static void main(String[] args) {

        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 64; i++) {
            stringBuilder.append(binary2decimal(i, 6));
        }

        byte[] byteDecode = new byte[48];
        System.out.println(stringBuilder.toString());
        for (int i = 0; i < 48; i++) {
            String binaryString = stringBuilder.substring(i * 8, (i + 1) * 8);
            byteDecode[i] = (byte) Integer.parseInt(binaryString, 2);
        }
        System.out.println(Base64.encode(byteDecode));

    }

    //十进制转换为指定位数的二进制
    private static String binary2decimal(int decNum, int digit) {
        StringBuilder binStr = new StringBuilder();
        for (int i = digit - 1; i >= 0; i--) {
            binStr.append((decNum >> i) & 1);
        }
        return binStr.toString();
    }

}
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打印如下：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz01234567 89+/
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