Кодирование Base64 дает возможность для отправки всех типов данных через электронную почту в Интернете.

Если Интернет является информационной магистралью, то в случае с электронной почтой имеются ограничения. Через нее могут передаваться только небольшие данные.

Транспортная система электронной почты предназначена только для обычного ASCII текста. Попытка отправить текст на других языках или произвольные файлы - это как получить грузовик через овраг.

При попытке отправить текст на других языках или отправить случайный файл - это как попытаться проехать на большом грузовике через маленькое ущелье.

Так как же проехать на грузовике через это маленькое ущелье?

Мы должны разобрать наш грузовик на части и переправить эти части с одного конца на другой.

То же самое происходит, когда вы отправляете вложения по электронной почте. В процессе, известном как кодирование, двоичные данные преобразуются в текст ASCII, который можно без проблем транспортировать по электронной почте. В конце пути данные декодируются и мы получаем исходный файл.

Одним из методов кодирования данных в виде обычного текста ASCII является Base64.

Это один из способов, используемых стандартом MIME для отправки данных, отличных от обычного текста.

Base64 в помощь

Кодирование Base64 занимает три байта, каждый из которых состоит из восьми битов, и представляет их в виде четырех печатных символов в стандарте ASCII. По сути, делается это в два шага.

Первым шагом является преобразование трех байтов в четыре числа из шести бит. Каждый символ в стандарте ASCII состоит из семи битов. Base64 использует только 6 бит (что соответствует 2 ^ 6 = 64 символам), чтобы гарантировать, что закодированные данные могут быть пригодны для печати и читаемы «по-человечески».

Ни один из специальных символов, доступных в таблице ASCII, не используется. 64 символа (отсюда и название Base64) - это 10 цифр, 26 символов в нижнем регистре, 26 символов в верхнем регистре, а также символы «+» и «/».

Например, три байта равны 155, 162 и 233, соответствующий (и пугающий) поток битов равен 100110111010001011101001, который, в свою очередь, соответствует 6-битовым значениям 38, 58, 11 и 41.

Эти цифры преобразуются в символы из таблицы ASCII на втором шаге с использованием таблицы «Base64 encoding». 6-битные значения нашего примера преобразуются в последовательность ASCII «m6Lp».

• 155 -> 10011011
• 162 -> 10100010
• 233 -> 11101001
• 100110 -> 38
• 111010 -> 58
• 001011 -> 11
• 101001 -> 41
• 38 -> m
• 58 -> 6
• 11 -> L
• 41 -> p

Этот двухэтапный процесс применяется ко всей последовательности байтов, которые закодированы. Чтобы гарантировать, что закодированные данные могут быть правильно напечатаны и не превышают ограничения почтового сервера, символы новой строки добавляются так, чтобы общая длина строк не превышала 76 символов. Символы новой строки кодируются, как и все остальные данные.

Решение

В процессе кодирования мы можем столкнуться с проблемой. Если размер исходных данных в байтах кратен трем, все работает нормально. Если это не так, мы можем получить один или два 8-битных байта. Однако для правильного кодирования нам нужно ровно три байта.

Решение состоит в том, чтобы добавить достаточно байтов со значением «0» для создания 3-байтовой группы. Два таких значения добавляются, если у нас есть один дополнительный байт данных, один добавляется для двух дополнительных байтов.

Конечно, эти искусственные завершающие «0» не могут быть закодированы, используя таблицу кодирования ниже. Они должны быть представлены 65-м символом.

Отступом Base64 является «=». Естественно, он может появляться только в конце закодированных данных.