為什麼叫Base64編碼？
該編碼使用64個明文來編碼任意的二進制文件，它裡面只使用了A-Z,a-z，0-9，+，/這64個字符。編碼裡面還有“=”號啊，不過等號不屬於編碼字符，而是填充字符。
為什麼發明這麼個編碼？
這個編碼的原理是很簡單的，“破解”也很容易，電子郵件剛出來的時候，只傳遞英文字符，這沒有問題，但是後來，中國人，日本人都要發email，這樣問題就來了，因為這些字符有可能會被郵件服務器或者網關當成命令處理，故必須得有一種編碼來對郵件進行加密，但是加密的目的是為了能夠使得一些原始的服務器不出問題，這樣加密必須得簡單。加密簡單，這樣客戶端程序加密解密也快，又要是明文Ascii編碼，這樣Base64就誕生了。當初設計人員主要是考慮了兩個問題：
1、加密算法複雜程度和效率
2、如何處理傳輸
這個編碼的原理是很簡單的，“破解”也很容易，電子郵件剛出來的時候，只傳遞英文字符，這沒有問題，但是後來，中國人，日本人都要發email，這樣問題就來了，因為這些字符有可能會被郵件服務器或者網關當成命令處理，故必須得有一種編碼來對郵件進行加密，但是加密的目的是為了能夠使得一些原始的服務器不出問題，這樣加密必須得簡單。加密簡單，這樣客戶端程序加密解密也快，又要是明文Ascii編碼，這樣Base64就誕生了。當初設計人員主要是考慮了兩個問題：
1、加密算法複雜程度和效率
2、如何處理傳輸
算法詳解：
Base64編碼要求把3個8位字節（3*8=24）轉化為4個6位的字節（4*6=24），之後在6位的前面補兩個0，形成8位一個字節的形式。
例子：
字符串“張3”
11010101 11000101 00110011
從右開始順序選6個數之後在這個六個數之前添加兩個0。，之後再選出6個來，再添加0，依此類推，直到24個二進制數全部被選完。
得到以下結果：
00110101 00011100 00010100 00110011
Base64編碼要求把3個8位字節（3*8=24）轉化為4個6位的字節（4*6=24），之後在6位的前面補兩個0，形成8位一個字節的形式。
例子：
字符串“張3”
11010101 11000101 00110011
從右開始順序選6個數之後在這個六個數之前添加兩個0。，之後再選出6個來，再添加0，依此類推，直到24個二進制數全部被選完。
得到以下結果：
00110101 00011100 00010100 00110011
通過BASE64編碼表得到編碼結果：
00110101 00011100 00010100 00110011
十進制53 十進制34 十進制20 十進制51
00110101 00011100 00010100 00110011
十進制53 十進制34 十進制20 十進制51
Table 1: The Base64 Alphabet
Value Encoding Value Encoding Value Encoding Value Encoding
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v (pad) =
14 O 31 f 48 w
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
這樣，最後的2個字節被整理成了“1iU=”。
同理，若原代碼只剩下一個字節，那麼將會添加兩個“=”。只有這兩種情況，所以，Base64的編碼最多會在編碼結尾有兩個“=”
至於將Base64的解碼，只是一個簡單的編碼的逆過程。
Value Encoding Value Encoding Value Encoding Value Encoding
0 A 17 R 34 i 51 z
1 B 18 S 35 j 52 0
2 C 19 T 36 k 53 1
3 D 20 U 37 l 54 2
4 E 21 V 38 m 55 3
5 F 22 W 39 n 56 4
6 G 23 X 40 o 57 5
7 H 24 Y 41 p 58 6
8 I 25 Z 42 q 59 7
9 J 26 a 43 r 60 8
10 K 27 b 44 s 61 9
11 L 28 c 45 t 62 +
12 M 29 d 46 u 63 /
13 N 30 e 47 v (pad) =
14 O 31 f 48 w
15 P 32 g 49 x
16 Q 33 h 50 y
這樣，最後的2個字節被整理成了“1iU=”。
同理，若原代碼只剩下一個字節，那麼將會添加兩個“=”。只有這兩種情況，所以，Base64的編碼最多會在編碼結尾有兩個“=”
至於將Base64的解碼，只是一個簡單的編碼的逆過程。
-base64的編碼都是按字符串長度，以每3個8bit的字符為一組，
-然後針對每組，首先獲取每個字符的ASCII編碼，
-然後將ASCII編碼轉換成8bit的二進制，得到一組3*8=24bit的字節
-然後再將這24bit劃分為4個6bit的字節，並在每個6bit的字節前面都填兩個高位0，得到4個8bit的字節
-然後將這4個8bit的字節轉換成10進制，對照Base64編碼表 （下表），得到對應編碼後的字符。
-然後針對每組，首先獲取每個字符的ASCII編碼，
-然後將ASCII編碼轉換成8bit的二進制，得到一組3*8=24bit的字節
-然後再將這24bit劃分為4個6bit的字節，並在每個6bit的字節前面都填兩個高位0，得到4個8bit的字節
-然後將這4個8bit的字節轉換成10進制，對照Base64編碼表 （下表），得到對應編碼後的字符。
（註：1. 要求被編碼字符是8bit的，所以須在ASCII編碼範圍內，\u0000-\u00ff，中文就不行。
2. 如果被編碼字符長度不是3的倍數的時候，則都用0代替，對應的輸出字符為=）
| Base64 編碼表 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Value | Char | Value | Char | Value | Char | Value | Char | |||
| 0 | A | 16 | Q | 32 | g | 48 | w | |||
| 1 | B | 17 | R | 33 | h | 49 | x | |||
| 2 | C | 18 | S | 34 | i | 50 | y | |||
| 3 | D | 19 | T | 35 | j | 51 | z | |||
| 4 | E | 20 | U | 36 | k | 52 | 0 | |||
| 5 | F | 21 | V | 37 | l | 53 | 1 | |||
| 6 | G | 22 | W | 38 | m | 54 | 2 | |||
| 7 | H | 23 | X | 39 | n | 55 | 3 | |||
| 8 | I | 24 | Y | 40 | o | 56 | 4 | |||
| 9 | J | 25 | Z | 41 | p | 57 | 5 | |||
| 10 | K | 26 | a | 42 | q | 58 | 6 | |||
| 11 | L | 27 | b | 43 | r | 59 | 7 | |||
| 12 | M | 28 | c | 44 | s | 60 | 8 | |||
| 13 | N | 29 | d | 45 | t | 61 | 9 | |||
| 14 | O | 30 | e | 46 | u | 62 | + | |||
| 15 | P | 31 | f | 47 | v | 63 | / | |||
比如舉下面2個例子：
a) 字符長度為能被3整除時：比如“Tom” ：
T o m ASCII: 84 111 109 8bit字節: 01010100 01101111 01101101 6bit字節: 010101 000110 111101 101101 十進制: 21 6 61 45 對應編碼: V G 9 t
所以，btoa('Tom') = VG9t
b) 字符串長度不能被3整除時，比如“Lucy”：
L u c y ASCII: 76 117 99 121 8bit字節: 01001100 01110101 01100011 01111001 00000000 00000000 6bit字節: 010011 000111 010101 100011 011110 010000 000000 000000 十進制: 19 7 21 35 30 16 (異常) (異常) 對應編碼: T H V j e Q = =
由於Lucy只有4個字母，所以按3個一組的話，第二組還有兩個空位，所以需要用0來補齊。這裡就需要注意，因為是需要補齊而出現的0，所以轉化成十進制的時候就不能按常規用base64編碼表來對應，所以不是a， 可以理解成為一種特殊的“異常”，編碼應該對應“=”。
有了上面的理論，那我們實現一個base64編碼就容易了。
/** * base64 encoding & decoding * for fixing browsers which don't support Base64 | btoa |atob */ (function (win, undefined) { var Base64 = function () { var base64hash = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/'; // btoa method function _btoa (s) { if (/([^\u0000-\u00ff])/.test(s)) { throw new Error('INVALID_CHARACTER_ERR'); } var i = 0, prev, ascii, mod, result = []; while (i < s.length) { ascii = s.charCodeAt(i); mod = i % 3; switch(mod) { // 第一個6位只需要讓8位二進制右移兩位 case 0: result.push(base64hash.charAt(ascii >> 2)); break; //第二個6位 = 第一個8位的後兩位 + 第二個8位的前4位 case 1: result.push(base64hash.charAt((prev & 3) << 4 | (ascii >> 4))); break; //第三個6位 = 第二個8位的後4位 + 第三個8位的前2位 //第4個6位 = 第三個8位的後6位 case 2: result.push(base64hash.charAt((prev & 0x0f) << 2 | (ascii >> 6))); result.push(base64hash.charAt(ascii & 0x3f)); break; } prev = ascii; i ++; } // 循環結束後看mod, 為0 證明需補3個6位，第一個為最後一個8位的最後兩位後面補4個0。另外兩個6位對應的是異常的“=”； // mod為1，證明還需補兩個6位，一個是最後一個8位的後4位補兩個0，另一個對應異常的“=” if(mod == 0) { result.push(base64hash.charAt((prev & 3) << 4)); result.push('=='); } else if (mod == 1) { result.push(base64hash.charAt((prev & 0x0f) << 2)); result.push('='); } return result.join(''); } // atob method // 逆轉encode的思路即可 function _atob (s) { s = s.replace(/\s|=/g, ''); var cur, prev, mod, i = 0, result = []; while (i < s.length) { cur = base64hash.indexOf(s.charAt(i)); mod = i % 4; switch (mod) { case 0: //TODO break; case 1: result.push(String.fromCharCode(prev << 2 | cur >> 4)); break; case 2: result.push(String.fromCharCode((prev & 0x0f) << 4 | cur >> 2)); break; case 3: result.push(String.fromCharCode((prev & 3) << 6 | cur)); break; } prev = cur; i ++; } return result.join(''); } return { btoa: _btoa, atob: _atob, encode: _btoa, decode: _atob }; }(); if (!win.Base64) { win.Base64 = Base64 } if (!win.btoa) { win.btoa = Base64.btoa } if (!win.atob) { win.atob = Base64.atob } })(window)