通过示例来学习 Bash base64 的编码和解码

Base64 编码方法可以将二进制数据转换为文本，如此编码数据可以在任何通信媒介进行传输。这种编码方法主要用于电子邮件加密的过程。

总体而言，Base64 编码方法是一种二进制到文本的编码方案，以 ASCII 字符串格式表示 8 字节的二进制数据。使用这种编码方法在各种媒介之间传输数据时有几个优势，尤其是对于那些能可靠地支持文本内容的媒介。因此，Base64 编码方法在万维网上被广泛使用。这种编码方案最常用于电子邮件附件的编码上。

根据 Base64 编码表，二进制数据可以经 Base64 编码后可以转换为 64 个不同的 ASCII 字符，包含大写字母 ​​A​​ 到 ​​Z​​，小写字母 ​​a​​ 到 ​​z​​，数字 ​​0​​ 到 ​​9​​，以及符号 ​​+​​ 和 ​​/​​，这些字符在传输和打印上十分便捷。

这 64 个 ASCII 字符代表着从 ​​000000​​ 到 ​​111111​​ 的二进制值。每个非末尾的 Base64 编码字符恰好代表 6 位二进制值。

Base64 Index Table

Bash base64 的编码和解码

句法

在我们提供示例之前，首先介绍 Base64 的基本语法。

base64 [OPTIONs] [INFILE] [OUTFILE]

• 选项（​​Option​​）：参照下面的表格，你可以提供任何的选项或组合多个选项。
• 输入（​​INFILE​​）：你可以从标准输入（如命令行）或文件中输入。
• 输出（​​OUTFILE​​）：你可以将输出重定向到标准输出，如终端或文件中。

示例 1：基本编码

在 Linux 中，默认已安装好 Base64 软件包。因此，你可以轻松地从命令行使用 Base64。要对一个字符串或文本进行编码，你可以通过管道将其传递到 ​​base64​​ 命令，并获取待编码的文本。在下面的示例中，对字符串 ​​debugpoint.com​​ 进行了 Base64 编码。

echo "debugpoint.com" | base64

bash base64 encode and decode - example 1

结果是经过 Base64 编码后的字符串。

解释

Base64 编码方法使用下面的几个步骤来转换输入的数据。首先，每个输入字符转换为 8 位二进制值，接着，二进制字符串拆分为一组组 6 位的二进制值，然后，每个 6 位的二进制值被转换为十进制值。

最后，每个十进制值都通过 Base64 编码索引表转换为 Base64 字符。

在上面的示例中，第一个字符 ​​d​​ 被转换为二进制 ​​01100100​​。前 6 位是 ​​011001​​，转换为十进制是 ​​25​​。​​25​​ 在 Base64 编码索引表中对应着 ​​Z​​。整个输入的文本流都像如此编码。请参阅以下编码过程的示例。

Base64 Encode and Decode – inner working

示例 2：基本解码

要解码字符串，需要将编码值传递给 ​​base64​​ 命令，选项为 ​​--decode​​，它将输出你之前输入的字符串。

bash base64 encode and decode - example 2 (decode the same example)

示例 3：对文本文件进行编码

示例 1 中的同一命令也可用于编码文本文件，并将输出重定向到另一个文本文件。方法如下。

base64 example3.txt > example3-encoded.txt

Encode a text file

示例 4：对文本文件进行解码

要解码使用 Base64 编码的文本文件，只需使用 ​​--decode​​ 或 ​​-d​​ 选项，并传递文本文件名。

base64 -d example3-encoded.txt

示例 5：对用户输入的数据进行编码

使用 Bash shell 编程，你可以通过终端接收用户的输入，并对其进行 Base64 编码。你需要先编写一个简单的 shell 脚本，并在授予可执行权限后执行。

以下就是一个简单的示例，它从用户那里获得输入，然后进行 Base64 编码，最终显示编码的字符串。

    #!/bin/bash
    #Sample program to take input, encode to base64 and display on terminal
    #Example by www.debugpoint.com
    echo "Enter text for encoding to base64:"
    read input_text
    output_text=`echo -n $input_text | base64`
    echo "The Base64 Encoded text is: $output_text"

Custom input - base64 encode and decode using script

示例 6：用 Base64 进行简单的身份认证

你可以运用上述的编码和解码方法，实现一个简单的身份验证系统。

如果存储的编码字符串与用户输入的文本再编码的字符串相匹配，则用户可以通过验证。虽然这是一种检查身份验证的很简单的方法，但有时这对一些简单的业务案例很有用。

    #!/bin/bash
    #Sample program to take input, encode to base64 and display on terminal
    #Example by www.debugpoint.com
    echo "Type your password"
    read pwd1
    decoded_text=`echo 'U2lsZW5jZSBpcyBnb2xkZW4h' | base64 --decode`
    if [[ $pwd1 == $decoded_text ]]
    then
        echo "You are a valid user."
    else
        echo "You are NOT a valid user."
    fi

A Simple Authentication using bash base64

总结

我希望你能通过这些示例，学会 ​​Base64​​ 编码和解码的基础知识。此外，你也了解到 Base64 的内部编码方式。