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.
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".
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.