Base64 编码 / 解码

Base64 是一种二进制到文本的编码方案，它使用 64 个字符（A-Z、a-z、0-9、+、/）将二进制数据转换为 ASCII 字符串格式。它主要用于在基于文本的协议（如 HTTP、SMTP）或 JSON 负载中传输二进制数据。常见应用包括通过 MIME 发送电子邮件附件、以 data URL 的形式在 HTML 和 CSS 中嵌入图片、在 JSON Web Token（JWT）中编码负载，以及在基于文本的数据库列中存储二进制数据。

不是。Base64 是一种编码方案，不是加密。任何拥有 Base64 编码字符串的人都可以立即将其解码回原始数据，无需任何密钥、密码或机密。它不提供任何机密性、完整性或身份验证。可以把它看作一种以不同格式表示相同数据的方式——就像把英文翻译成摩尔斯电码。如果需要保护敏感数据，请先使用合适的加密算法（如 AES），然后可选地将加密后的字节用 Base64 编码以便传输。

= 字符是填充符。Base64 以 3 字节（24 位）为一组处理输入数据，每组产生 4 个 Base64 字符。当输入长度不是 3 字节的倍数时，编码会添加填充 = 字符，使输出为 4 的倍数。剩余 2 字节时添加一个 =，仅剩余 1 字节时添加两个 =。例如，"Man"（3 字节）编码为 "TWFu"，无填充；但 "Ma"（2 字节）编码为 "TWE="，而 "M"（1 字节）编码为 "TQ=="。

是的，Base64 编码会使数据大小增加约 33%。每 3 字节的二进制输入会产生 4 字节的输出，再加上可选的填充。因此一个 3 MB 的二进制文件在 Base64 编码后大约变成 4 MB。这是为了能够通过纯文本通道传输二进制数据而付出的代价。与其他二进制到文本的编码相比，Base64 相对高效——例如十六进制编码会增加 100% 的开销。

标准 Base64 在其字母表中使用 + 和 /，并使用 = 作为填充。Base64url（URL 安全的 Base64）将 + 替换为 -，将 / 替换为 _，并且通常省略填充。这使得 Base64url 可以在 URL、查询参数和文件名中安全使用，无需额外的百分号编码。Base64url 在 RFC 4648 中定义，并广泛用于 JSON Web Token（JWT）、OAuth 令牌和 Web API。例如，标准的 Base64 字符串 Pj4+Pz8/Pw== 在 Base64url 中变为 Pj4-Pz8_Pw。

data URL 是一种将数据直接嵌入 Web 文档的 URI 方案。对于图片，其格式为 data:image/png;base64,iVBORw0KGgo...。它可以替代文件 URL 用在 HTML <img> 标签和 CSS background-image 属性中。data URL 消除了加载图片所需的单独 HTTP 请求，这可以改善小资源（通常小于 10 KB）的性能。然而，它们会使 HTML/CSS 文件大小增加约 33%，并阻止浏览器独立缓存图片。

可以——任何二进制数据，无论是文本、图片、音频、视频、PDF 还是压缩归档文件，都可以编码为 Base64。过程是相同的：读取文件的原始字节并应用 Base64 编码算法。当解码 Base64 字符串时，你会得到完全相同的原始字节。这就是电子邮件附件的工作方式——二进制文件在通过 SMTP 发送前被 Base64 编码，在接收端再解码回原始文件。

内置的 btoa() 函数只适用于 Latin-1 字符（单字节字符）。对于包含表情符号、中文字符或其他多字节字符的 Unicode 字符串，你需要首先使用 TextEncoder API 转换为字节： 在 Node.js 中，Buffer 类原生支持 Unicode：Buffer.from('Hello 你好 🚀').toString('base64') 无需任何特殊处理即可正常工作。