一、Base64 由来

base64 最早就是用来邮件传输协议中的，原因是邮件传输协议只支持 ascii 字符传递，因此如果要传输二进制文件，如：图片、视频是无法实现的。因此 base64 就可以用来将二进制文件内容编码为只包含 ascii 字符的内容。

二、Base64 的编码原理

首先我们需要明确一点：大多数编码都是由字符串转化成二进制的过程，而 Base64 的编码则是从二进制转换为字符串。正好是逆过程

所以我们的步骤一般是 字符串 -->> 二进制 -->> base64

总结一下具体转换步骤

1. 将待转换的字符串每三个字节分为一组，每个字节占 8bit，那么共有 24 个二进制位。
2. 将上面的 24 个二进制位每 6 个一组，共分为 4 组。
3. 在每组前面添加两个 0，每组由 6 个变为 8 个二进制位，总共 32 个二进制位，即四个字节。
4. 根据 Base64 编码对照表（见下图）获得对应的值。

Base64 码表选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64 个可打印字符

一个例子

字节不足时怎么处理？ 补 =

一个字节：一个字节共 8 个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时共 8 个二进制位，每 6 个一组，则第二组缺少 4 位，用 0 补齐，得到两个 Base64 编码，而后面两组没有对应数据，都用“=”补上。因此，上图中“A”转换之后为“TQ==”

从上面的转换过程可以发现：

1. Base64 字符表中的字符原本用 6 个 bit 就可以表示，现在前面补上 2 个 0，变为 8 个 bit，会浪费一些空间。因此，Base64 编码之后的文本，要比原文大约三分之一。
2. 为什么使用 3 个字节一组呢？因为 6 和 8 的最小公倍数为 24，三个字节正好 24 个二进制位，每 6 个 bit 位一组，恰好能够分为 4 组。

三、应用场景

1. 电子邮件（SMTP 协议）这个不多说，就是 base64 出现的原因

2. http 协议当中的 URL： 必须进行 URLEncode 不然出现的等号可能使解析失败 空格也会使 http 请求解析出现问题，比如 请求行就是以空格来划分的 POST /test HTTP/1.1

3. 图片 base64 编码: 前端在实现页面时，对于一些简单图片，通常会选择将图片内容直接内嵌在页面中，避免不必要的外部资源加载，增大页面加载时间，但是图片数据是二进制数据，该怎么嵌入呢？绝大多数现代浏览器都支持一种名为 Data URLs 的特性，允许使用 Base64 对图片或其他文件的二进制数据进行编码，将其作为文本字符串嵌入网页中。

4. 很多证书一般都是作 Base64 编码的，因为它利于传播和下载。