在 XML 文档中通过 Internet 发送二进制内容的 Base64 与 HEX

Question

在 XML 文档内的系统之间发送二进制内容的最佳方式是什么

我知道 Base64 和 Hex，真正的区别是什么。我目前正在使用 Base64，但需要为此包含一个外部公共库，与 HEX 一样，我认为我可以创建一个函数。

原文由 jax 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

您也可以为 Base64 编写自己的方法……但我通常建议对两者都使用经过良好测试的外部库。 （这并不像他们有任何短缺。）

Base64 和 hex 之间的区别实际上只是字节的表示方式。十六进制是“Base16”的另一种说法。 Hex 将每个字节占用两个字符 - Base64 每 3 个字节占用 4 个字符，因此它比 hex 更有效。假设您使用 UTF-8 对 XML 文档进行编码，一个 100K 的文件将需要 200K 以十六进制编码，或 133K 以 Base64 编码。当然，您很可能并不关心空间效率——在许多情况下这无关紧要。如果 确实 重要，那么显然 Base64 在这方面更好。 （有更有效的替代方案，但它们并不常见。）

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Answer 2

我很好奇 EARTH base64 是如何将 3 个输入字节转换为 4 个输出字节以实现 33% 的空间增长（而十六进制将 1 个输入字节转换为 2 个输出字节以实现 100% 的空间增长）。为什么特别是 3 个输入字节？

答案是：

3 字节 = 3 x 8 位 = 24 位。

为什么是那个神奇的“24 位”数字？那么，基数 64 表示数字 0 到 63。这些数字如何用二进制表示？用 000000 (0) 到 111111 (63)。

答对了！每个 base64 字符使用单个输出字节（单个字符，如“Z”等）代表 6 位输入数据。

所以 24 位（3 个完整的 8 位输入字节）/6 位（base64 字母表）= 4 个字节的 base64。而已！

或者，换句话说，每个 Base64 字符（即 1 个字节（8 位））编码 6 位真实数据。如果我们除以 8 位/6 位，我们会看到 33% 的增长来自何处，如本文顶部所述…所以是的，Base64 总是将数据大小增加 33%（加上 = 的一些潜在填充 --- 有时会在 base64 输出末尾添加的字符）。

您可能会想“为什么不用 base128（7 位输入 = 8 位输出），编码时大小仅增长 14%？”。答案是 base64 是我们能找到的最好的，因为低 128 个 ASCII 字符并非都是可打印的。许多是控制字符，例如 NULL 等。

显然有一些方法可以创建其他系统，例如“base81”等，因为如果您创建自定义编码算法，您可以做任何您想做的事情。但是 base64 的美妙之处在于它如何以 6 位的块如此干净地编码数据，以及您如何只需“读取 3 个字节并输出 4”来编码，以及“读取 4 个字节并输出 3”来解码。因此，该编码方案开始流行。

希望你读完这篇文章后变得更聪明了。

有趣的更新：说到其他具有更多字符的编码风格……我注意到 Ascii85 aka Base85 存在并且效率稍高（编码为 Base85 时数据大小增长 25%，而不是 Base64 时增长 33%）： https:/ /en.wikipedia.org/wiki/Ascii85

原文由 Mitch McMabers 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议