利用Base64加密算法将数据加密解密_based64的加解密

1. Base64加密算法

Base64准确来说并不像是一种加密算法，而更像是一种编码标准。

我们知道现在最为流行的编码标准就是ASCLL，它用八个二进制位（一个char的大小）表示了127个字符，任何二进制序列都可以用这127个字符表示出来。

而Base64则是用6个二进制位表示了64个字符，也就是说，任何的二进制序列也都可以用这64个字符表示出来，这也是其名称的来源。

我们加密的方法，就是将原来的信息以ACSLL的标准转化为二进制序列（如果不是6的倍数，就用0补齐），然后按照Base64的标准，将其转化为该标准下的字符。

例如：

ASCLL(含换行符):

hello world
hello world
hello world

Base64:

aGVsbG8gd29ybGQKaGVsbG8gd29ybGQKaGVsbG8gd29ybGQA

如此加密之后的信息具有不可读性，广泛运用通信领域。

但是，这样加密过后的信息并不安全，只要你有心，就可以对照Basd64对照表和ASCLL码表解密出原来的内容。

对于Base64算法，我们仅做这么多介绍，感兴趣的小伙伴可以自己去深入了解一下。

2. 加密解密函数函数

2.1 加密函数Into_Base64

函数原型如下方代码所示。

在使用时，要求用户传入目标文件和原文件的文件名，函数就可以将原文件的信息加密存储到目标文件中。

void Into_Base64(const char dest[], const char src[])//加密函数//目标文件，源文件
{
    FILE* srcx = fopen(src, "r");
    if(srcx == NULL)
    {
        perror("source:");
        return;
    }
    FILE* destx = fopen(dest, "w");
    if(destx == NULL)
    {
        perror("destination:");
        return;
    }
    int flag = 1;
    while(flag)
    {
        char secret[5] = {0};//存储加密后数据
        int binary[25] = {0};//6和8的最小公倍数为24
        char ch = 0;
        for(int i = 0; i < 3; i++)
        {
            ch = getc(srcx);
            if(ch == -1)
            {
                flag = 0;
                goto interruption;
            }
            Into_Binary(binary + i * 8, ch, 0);
        }
        interruption:
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            Into_Char(secret + i, binary + i * 6, 1);
        }
        fprintf(destx, "%s", secret);
    }
    
    fclose(srcx);
    fclose(destx);
}

在while循环中，我们每次读取24个字节的数据，这是因为6（Base64中一个字符的二进制长度）和8（ASCLL中一个字符的二进制长度）的最小公倍数为24，便于实现两种编码之间的转换。

2.2 解密函数Out_Base64

函数原型如下方代码所示。

在使用时，要求用户传入目标文件和原文件的文件名，函数就可以将原文件的信息解密存储到目标文件中。

void Out_Base64(const char dest[], const char src[])//解密函数//目标文件，源文件
{
    FILE* srcx = fopen(src, "r");
    if(srcx == NULL)
    {
        perror("source:");
        return;
    }
    FILE* destx = fopen(dest, "w");
    if(destx == NULL)
    {
        perror("destination:");
        return;
    }
    int flag = 1;
    while(flag)
    {
        char secret[4] = {0};//存储解密后数据//
        int binary[25] = {0};//6和8的最小公倍数为24
        char ch = 0;
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            ch = getc(srcx);
            if(ch == -1)
            {
                flag = 0;
                goto interruption;
            }
            Into_Binary(binary + i * 6, ch, 1);
        }
        interruption:
        for(int i = 0; i < 3; i++)
        {
            Into_Char(secret + i, binary + i * 8, 0);
        }
        fprintf(destx, "%s", secret);
    }
    
    fclose(srcx);
    fclose(destx);
}

该函数与加密函数基本相同，只是在调用Into_Binary函数和Into_Char函数时的传参时有所差别，并且每24个字节解密得到的字符的仅有三个，所以secret数组的容量也相应减少了。

2.3 字符转二进制序列函数Into_Binary

函数原型如下方代码所示。

在使用时，要求用户传入存储二进制序列的数组的起始地址，要转换的字符，以及flag。

其中，flag==1时，将字符按照Base64编码转换为二进制；flag==0时，将字符按照ASCLL编码转换为二进制。

在加密函数中，flag==0；在解密函数中flag==1。

//将src转换为二进制存到dest中
//flag==1将Base64编码转换为二进制，flag==0将ascll转换为二进制
void Into_Binary(int* dest, char src, int flag)
{
    int n = 2;
    int num = 0;
    if(flag)
    {
        num = 5;//六位，最高位下标5
        src = Base64_Int(src);
    }
    else
    {
        num = 7;//八位，最高位下标7
    }
    for(int i = num; i >= 0; i--)
    {
        *(dest + i) = src % n;
        src /= 2;
    }
}

由于计算机是以ASCLL编码标准识别字符的，所以我们直接将其当作整形处理即可。

但是计算机并不懂得Base64的编码标准是怎样的，所以我写了一个函数，将字符按照Base64标准转换为整形。

char Base64_Int(char tem)//字符转Base64编码
{
    if(tem >= 'A'&&tem <= 'Z')
    return tem - 'A';
    else if(tem >= 'a'&&tem <= 'z')
    return tem + 26 - 'a';
    else if(tem >= '0'&&tem <= '9')
    return tem + 52 - '0';
    else if(tem == '+')
    return 62;
    else if(tem == '/')
    return 63;
}

2.4 二进制序列转字符函数

函数原型如下方代码所示。

在使用时，要求用户传入存储要转换的二进制序列的数组的起始地址，存储转换后字符的地址，以及flag。

其中，flag==1时，将二进制序列按Base64编码转换为字符；flag==0时，将二进制序列按ASCLL编码转换为字符。

在加密函数中，flag==1；在解密函数中flag==0。

//将二进制数转换为char类型
//flag==1转换为Base64，flag==0转换为ascll
void Into_Char(char* dest, int* src, int flag)
{
    int tem = 0;
    int n = 1;
    int num = 0;
    if(flag)
    num = 5;
    else
    num = 7;
    for(int i = num; i >= 0; i--)
    {
        tem += *(src + i) * n;
        n *= 2;
    }
    if(flag)
    *dest = Base64_Char(tem);
    else
    *dest = tem;
}

与刚才同理，Base64_Char用于将整形按照Base64标准转换为字符。

char Base64_Char(int tem)//Base64编码转字符
{
    if(tem >= 0&&tem <= 25)
    return tem + 'A';
    else if(tem >= 26&&tem <= 51)
    return tem + 'a' - 26;
    else if(tem >= 52&&tem <= 61)
    return tem + '0' - 52;
    else if(tem == 62)
    return '+';
    else if(tem == 63)
    return '/';
}

3. 测试

写好之后，我们就可以写个main函数来进行一下测试啦！

int main()
{
    Into_Base64("test2.txt", "test1.txt");//把test1.txt加密后存到test2.txt
    Out_Base64("test3.txt", "test2.txt");//把test2.txt解密后存到test3.txt
    return 0;
}

注意要先创建好“test1.txt”文件，以免打开文件时失败。

运行之后得到两个文件

 

也是包成功的啊。