Как закодировать файл в base64

Как закодировать файл в base64

Если Интернет является информационной магистралью, то в случае с электронной почтой имеются ограничения. Через нее могут передаваться только небольшие данные.

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.

Base64 в помощь

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».

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.

Источник

Кодирование и декодирование изображений Base64 с помощью Python

Допустим, вам нужно передать по сети бинарный графический файл.

Когда вы это сделаете, вы с удивлением обнаружите, что файл был неправильно принят на другом конце, и что он содержит странные символы. Это происходит потому, что вы пытаетесь отправить файл в формате байтов, в то время как используемый канал предназначен для передачи текста.

Каким должно быть решение, чтобы избежать такой проблемы?

Ответ кроется в кодировке Base64. В этой статье я собираюсь показать, как мы можем использовать Python для кодирования и декодирования двоичного изображения.

Программа, которую мы сегодня создадим, предполагает использование в качестве автономной локальной программы, но вы можете применять ее для различных концепций, таких как отправка закодированного изображения с мобильного устройства на сервер, и многих других приложений.

Что такое кодирование Base64?

Прежде чем перейти к этому, давайте определим, что мы подразумеваем под Base64.

Base64 – это способ, с помощью которого 8-битные двоичные данные кодируются в формат, который можно представить в 7 битах. Для этого используются только символы A-Z, a-z, 0-9, + и / для представления данных. Символ = используется для данных прокладок. Например, при таком кодировании три 8-битных байта превращаются в четыре 7-битных байта.

Термин base 64 происходит от стандарта Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME), который широко используется для HTTP и XML, и изначально был разработан для кодирования вложений электронной почты и их правильной передачи.

Для чего мы используем Base64?

Base64 очень важен для отображения двоичных данных, настолько, что позволяет представлять двоичные данные так, что они выглядят и ведут себя как обычный текст. Это делает более безопасным их хранение в базах данных, отправку по электронной почте или использование в текстовых форматах, таких как XML.

Base64 в основном используется для представления данных в формате ASCII.

Как мы уже говорили во введении к этой статье, без Base64 данные вообще не могут быть прочитаны.

Кодирование Base64

Кодирование Base64 – это процесс преобразования двоичных данных в набор символов, ограниченный 64 символами. Как мы уже говорили в первом разделе, это символы A-Z, a-z, 0-9, + и / (Вы посчитали их? Вы заметили, что в сумме они составляют 64?). Этот набор символов считается наиболее распространенным и известен как Base64 в MIME. Он использует A-Z, a-z, 0-9, + и / для первых 62 значений и + и / для последних двух значений.

Закодированные в Base64 данные в итоге оказываются больше исходных данных, поэтому, как мы уже говорили, на каждые 3 байта двоичных данных приходится как минимум 4 байта закодированных в Base64 данных. Это связано с тем, что вы сжимаете данные в меньший набор символов.

Вы когда-нибудь видели необработанный файл электронной почты, подобный тому, который показан ниже? Если да, то вы видели кодирование Base64 в действии.

Кодирование Base64 выполняется в несколько этапов:

Декодирование Base64

Декодирование Base64 противоположно кодированию Base64. Другими словами, это делается путем обратных действий, описанных в предыдущем пункте.

Таким образом, этапы декодирования Base64 можно описать следующим образом:

Кодирование изображения

Теперь перейдем к сути дела. В этом разделе я покажу вам, как мы можем легко закодировать изображение в Base64 с помощью Python. Для этого я собираюсь использовать следующий двоичный образ. (Имя файла изображения – deer.gif).

deer

Первое, что нам нужно сделать, чтобы использовать Base64 в Python, – это импортировать модуль Base64:

Для кодирования нашего изображения в Base64 нужно сделать следующее:

Если вы хотите увидеть результат процесса кодирования, введите следующее:

Декодирование изображения

Чтобы декодировать изображение с помощью Python, мы просто используем функцию base64.decodestring(s).

Таким образом, чтобы декодировать изображение, которое мы закодировали в предыдущем разделе, делаем следующее:

Собираем все вместе

Давайте соберем код, которая кодирует и декодирует изображение Base64.

Похожие записи

Python

Если вам нужно скопировать файл с помощью Python, но вы не знаете, как это сделать,…

Python

Иногда нам нужно преобразовать Excel или CSV в другой формат, в этот раз мне нужно…

Python

Источник

Мануал по методу кодирования base 16/32/64.

История появления кодировки.

Кодировка base берет свое начало еще с тех времен, когда не было определено сколько бит должно содержаться в одном байте. Сейчас всем известно, что в одном байте содержится 8 бит и с помощью него можно закодировать 256 различных значений, но так было не всегда.

Раньше были популярны кодировки, содержащие 6, 7 или 8 бит в байте. Таким образом, 6 бит позвояло закодировать в одном байте 64 различных значения, а 7-ми битная кодировка 128 значений. Казалось бы, что этого достаточно для того, чтобы закодировать буквенно-цифровой алфавит. Но вскоре была принята кодировка, содержащая 8 бит в одном байте.

Такая кодировка привнесла много проблем. В первую очередь, эти проблемы были связаны с оборудованием, которое уже работало на других кодировках, где байт содержал 6 или 7 бит. Но помимо этого была проблема обрезания 8-го бита в системах электронной почты, т.к. весь сфот был заточен под 7-ми или 6-ти битную кодировку. Как пример, 7-ми битная кодировка могла спокойно обнулить каждый 8-ой бит, что приводило к потери данных.

Тут на помощь пришел base 64. Идея base64 проста — обратимое кодирование, с возможностью восстановления, которое переводит все символы восьмибитной кодовой таблицы в символы, гарантированно сохраняющиеся при передаче данных в любых сетях и между любыми устройствами. В основе алгоритма лежит сведение трех восьмерок битов (24) к четырем шестеркам (тоже 24) и представление этих шестерок в виде символов ASCII. Таким образом получается обратимое шифрование, единственным недостатком которого будет увеличивающийся при кодировании размер — в соотношении 4:3.

Ниже приведена схема смещения битов в base 64
tcp2 0304

Пример:

Возьмем русский текст «АБВГД». В двоичной форме в кодировке Windows-1251 мы получим 5 байтов: 11000000 11000001 11000010

11000011 11000100 (00000000) — лишний нулевой байт нужен, чтобы общее число бит делилось на 6

Разделим эти биты на группы по 6: 110000 001100 000111 000010

110000 111100 010000 000000

Берем массив символов «ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/» и получившиеся числа переводим в эти символы, используя их, как индексы массива, получаем «wMHCw8Q». Остается только добавить в конце один символ «=», как указание на один лишний нулевой байт, который мы добавляли на первом шаге и получить окончательный результат: «АБВГД»: base64 = «wMHCw8Q=» Возможно и обратное преобразование.

Base 16

Base 32

Base 32 использует 32 символа: A-Z (или a-z), 2-7. Может содержать в конце кодированной последовательности несколько спецсимволов (по аналогии с base64). В данном алгоритме преобразования нам необходимо будет разделять двоичные значения на группы по 5 бит.

Основные отличия кодировок

Base64

Позволяет кодировать информацию, представленную набором байтов, используя всего 64 символа: A-Z, a-z, 0-9, /, +. В конце кодированной последовательности может содержаться несколько спецсимволов (обычно “=”).

Преимущества: Позволяет представить последовательность любых байтов в печатных символах. В сравнении с другими Base-кодировками дает результат, который составляет только 133.(3)% от длины исходных данных.

Недостатки: Регистрозависимая кодировка.

Base32

Использует только 32 символа: A-Z (или a-z), 2-7. Может содержать в конце кодированной последовательности несколько спецсимволов (по аналогии с base64).

Преимущества: Последовательность любых байтов переводит в печатные символы. Регистронезависимая кодировка. Не используются цифры, слишком похожие на буквы (например, 0 похож на О, 1 на l).

Недостатки: Кодированные данные составляют 160% от исходных.

Как закодировать/декодировать base?

В основном в заданиях по ctf вам будет попадаться base 64. Его легко определить, т.к. на конце будет знак «=». Например, мы кодировали строку «АБВГД» в base 64 и у нас получился результат «wMHCw8Q=». Как мы видим, здесь присутсвует знак «=», который говорит нам о том, что строка зашифрована в base 64.

Итак, как же ее декодировать? Все очень просто. Base 16, 32, 64 легко декодировать онлайн-сервисами. Т.е. вбиваете в гугле подобный запрос:»base 64 online decoder» и вам будет выдан большой перечнь ссылок на онлайн декодеры. Берем первый попавшийся, разве что для уточнения стоит воспользоваться сразу несколькимим онлайн декодерами.

Процесс кодирования почти ничем не отличается, разве, что вам нужно вбить в запросе не «decode», а «encrypt». Бывает, что нужно обращать внимание на то, какой кодировкой вы пользуетесь. В русскоязычной версии ОС «Windows» обычно используется кодировка windows-1251.

Практика

Задание 1:

Взгляните на эту строку:
ZmxhZ2lzVzBXdGhpc2lzQkFTRTY0Cg==

На конце мы видим «=», причем двойное, что сразу наводит на мысль, что это base 64. Воспользуемся онлайн-декодером.
1

Задание 2:

Посмотрим на эту строку:
MZWGCZ33MJQXGZJTGJ6Q

На конце мы не видим знака «=». На base 16 тоже не похоже, тогда попробуем base 32.
Снова воспользуемся онлайн-декодером.
2

И вот наш флаг: flag

Задание 3:

Была получена такая строка: 666C61677B48656C6C6F2C20576F726C64217D

Здесь нет ни знака «=», алфавит ограниченный. Похоже на base 16 или просто hex.
Как и прежде, пользуемся онлайн-декодером.
3

Отлично, у нас есть флаг, но это же задание можно было решить и через hex декодер.
4

Источник

Decode from Base64 format

Decode files from Base64 format

Meet Base64 Decode and Encode, a simple online tool that does exactly what it says: decodes from Base64 encoding as well as encodes into it quickly and easily. Base64 encode your data without hassles or decode it into a human-readable format.

Base64 encoding schemes are commonly used when there is a need to encode binary data, especially when that data needs to be stored and transferred over media that are designed to deal with text. This encoding helps to ensure that the data remains intact without modification during transport. Base64 is used commonly in a number of applications including email via MIME, as well as storing complex data in XML or JSON.

All communications with our servers come through secure SSL encrypted connections (https). We delete uploaded files from our servers immediately after being processed and the resulting downloadable file is deleted right after the first download attempt or 15 minutes of inactivity (whichever is shorter). We do not keep or inspect the contents of the submitted data or uploaded files in any way. Read our privacy policy below for more details.

Our tool is free to use. From now on, you don’t need to download any software for such simple tasks.

Details of the Base64 encoding

Base64 is a generic term for a number of similar encoding schemes that encode binary data by treating it numerically and translating it into a base-64 representation. The Base64 term originates from a specific MIME-content transfer encoding.

The particular choice of characters to make up the 64 characters required for Base64 varies between implementations. The general rule is to choose a set of 64 characters that is both 1) part of a subset common to most encodings, and 2) also printable. This combination leaves the data unlikely to be modified in transit through systems such as email, which were traditionally not 8-bit clean. For example, MIME’s Base64 implementation uses A-Z, a-z, and 0-9 for the first 62 values, as well as «+» and «/» for the last two. Other variations, usually derived from Base64, share this property but differ in the symbols chosen for the last two values; an example is the URL and filename safe «RFC 4648 / Base64URL» variant, which uses «-» and «_».

Here’s a quote snippet from Thomas Hobbes’s Leviathan:

This is represented as an ASCII byte sequence and encoded in MIME’s Base64 scheme as follows:

In the above quote the encoded value of Man is TWFu. Encoded in ASCII, the letters «M», «a», and «n» are stored as the bytes 77, 97, 110, which are equivalent to «01001101», «01100001», and «01101110» in base-2. These three bytes are joined together in a 24 bit buffer producing the binary sequence «010011010110000101101110». Packs of 6 bits (6 bits have a maximum of 64 different binary values) are converted into 4 numbers (24 = 4 * 6 bits) which are then converted to their corresponding values in Base64.

Источник

Кодирование Base64 и C#

Если вы хоть раз делали какой-нибудь долгосрочный проект в веб-индустрии, то наверняка вам попадался на глаза термин «кодирование Base64». Base64 – это такой формат шифрования, который используется браузерами. Например, для реализации проверки подлинности вводимых данных в форму пароля и логина.

Однако, если вы поинтересуетесь мнением какого-либо специалиста о том, можно ли использовать это шифрование для серьезной защиты, то он просто посмеется. Base64 – двусторонний шифр; так что, если у вас есть оригинальная фраза, то можно просто применить его обратно и получить исходный текст.

Ладно, но если Base64 такой хлам, зачем я рассказываю вам об этом?

Ну, на самом деле, у кодировки Base64 есть еще одно очень хорошее применение. Она отлично подходит для кодирования сложных двоичных файлов и данных в очень простое текстовое представление, которое передается исключительно легко с помощью текстовых протоколов, таких как HTTP.

Подожди. Но HTTP обеспечивает передачу двоичных данных, правильно?

Да это так, но давайте представим на минуту, что вы хотите попытаться сохранить несколько запросов в вашем последнем проекте ASP.NET MVC. Что вы могли бы это сделать, надо вставлять изображения непосредственно в веб-страницы, а затем передавать их все в то же время при доставке исходную страницу. Если у вас появились сомнения по поводу достоверности этой схемы, посмотрите на исходный код для текущей страницы поиска Google. Вы увидите что-то вроде этого:

art122 1
Рис. 1: Поиск Google использует кодировку Base64 для изображений

Обратите особое внимание на раздел в красном прямоугольнике. Это логотип Google, который отображается на странице, когда вы загрузите её. На самом деле, если вы посмотрите в веб-отладчик при загрузке страницы, вы увидите, что каждый раз логотип Google загружается из кэша на высокой скорости. Поскольку изображения в основном загружены на страницу, на дисплее происходит мгновенно, когда ваш браузер загружает вид.

То, что на то вы смотрите, называется кодированными в Base64URL данными. Это новая вещь, которая была введена в HTML5, и вы можете использовать её не только для изображений, но и для CSS-файлов и JavaScript. Где-нибудь в вашем HTML/MVC вьювере можно указать любые URL, вы можете использовать URL данные.

Запустите Visual Studio, и начните новый проект в режиме консоли. Файл «Program.cs» заполните так:

Когда вы выполните это, вы должны увидеть нечто вроде следующего:

art122 2
Рис. 2: Тест кодирования Base64

Расшифровка строки обратно так же проста:

art122 3
Рис. 3: Тест декодирования Base64

Если вы посмотрите на эти два примера кода, то вы увидите, что они работают с массивами байтов. Мы преобразовываем строку в байты, затем кодируем её, а декодер принимает строку и создает массив байт, содержащий декодированное содержимое.

Это означает, что кодирование и декодирование файла так же просто, как и строки:

Как вы можете видеть, однако, здесь получается большое количество данных.

art122 4
Рис. 4: Осторожно; при кодировании в base64 на выводе получаются большие объемы данных.

Компромиссом здесь является то, что вы получаете мгновенную загрузку изображений в обмен на несколько больший размер страницы. Так что это не самый лучший способ для «тяжелых» изображений. А наибольший эффект будет достигнут, если ваш веб-сервер сжимает информацию перед отправкой. Из-за своих особенностей Base64 сжимает очень эффективно, так что объем данных, которые отправляются, будет очень небольшим.

Источник

admin
Своими силами
Adblock
detector