Python使用base64模块进行二进制数据编码详解-创新互联

前言

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昨天团队的学妹来问关于POP3协议的问题，所以今天稍稍研究了下POP3协议的格式和Python里面的poplib。而POP服务器往回传的数据里有一部分需要用到Base64进行解码，所以就顺便看了下Python里面的base64模块。

本篇先讲一下base64模块，该模块提供了关于Base16，Base32，Base64，Base85和Ascii85的编码和解码相关的函数。有关poplib模块的内容，会在后面发上来。嗯，又挖了一个坑，这辈子挖的坑填不完了...

以下内容摘自http://bbs.chinaunix.net/thread-1150250-1-1.html，详细说明了为什么回传的数据会先经过Base64编码：

由於歷史原因，Internet上有些郵件系統只支援7Bit的字元傳輸，而漢字的內碼是8Bit的，當在電子郵件中發送中文時，如果經過這些只支援7Bit字元的郵件系統，便會將漢字內碼的第八位元的1全部變成0。
以”中文”兩字為例，HEX為A4A4A4E5，當最高位元被清掉時就會變成24242465，也就是”$$$e”。telnet也存在這樣子的問題。

除了中文郵件外，使用電子郵件傳送圖片、程式、壓縮文件等也會發生這個問題。所以在電子郵件中一般採用各種郵件編碼方式來解決這個問題，將8Bit按照一定的規則進行編碼，便可以完好地通過只支持7Bit字元的郵件系統。

常見的郵件編碼有UU與MIME，而MIME(Multipurpose Internet Mail Extentions)一般翻譯成「多媒體傳送模式」，顧名思義，它標榜的就是可以傳送多媒體型式的檔案，可以在一封mail中附加各種型式檔案一起送出。

MIME定義兩種編碼方法：Base64與QP(Quote-Printable)，兩者使用時機不同，QP的規則是對於資料中的7bits無須重複encode，僅8bits資料轉成7bits。QP編碼適用於非US-ASCII的文字內容，例如我們的中文檔案，而Base64的編碼規則，是將整個檔案重新編碼，編成7bits，它是用於傳送binary檔案時使用。由於編碼的方式不同，會影響編碼之後的檔案大小。有些較懶惰的軟體便都一律採用Base64編碼了。

Base64

base64模块提供了6个函数用于Base64的编码和解码，可以将他们分为三组。

base64.b64encode(s, altchars=None)
base64.b64decode(s, altchars=None, validate=False)

参数s代表需要编码/解码的数据。其中b64encode的参数s的类型必须是字节包（bytes）。b64decode的参数s可以是字节包（bytes），也可以是字符串（str）。

由于Base64编码后的数据中可能会含有'+'或者'/'两个符号，如果编码后的数据用于url或者文件系统的路径中，就可能会导致Bug。所以base64模块提供了将编码后的数据中'+'和'/'进行替换的方法。

参数altchars必须是长度为2的字节包，这两个符号会用于替换编码后数据中的'+'和'/'。这个参数默认是None。

参数validate默认为False。如果它为True时，base64模块在进行解码前会先检查s中是否有非base64字母表中的字符，如果有的话则抛出错误binascii.Error: Non-base64 digit found。

如果数据的长度不正确则会抛出错误binascii.Error: Incorrect padding。

>>> import base64
>>> x = base64.b64encode(b'test')
>>> x
b'dGVzdA=='
>>> base64.b64decode(x)
b'test'

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