为什么叫Base64编码？
该编码使用64个明文来编码任意的二进制文件，它里面只使用了A-Z,a-z，0-9，+，/这64个字符。编码里面还有“=”号啊，不过等号不属于编码字符，而是填充字符。
为什么发明这么个编码？
这个编码的原理是很简单的，“破解”也很容易，电子邮件刚出来的时候，只传递英文字符，这没有问题，但是后来，中国人，日本人都要发email，这样问题就来了，因为这些字符有可能会被邮件服务器或者网关当成命令处理，故必须得有一种编码来对邮件进行加密，但是加密的目的是为了能够使得一些原始的服务器不出问题，这样加密必须得简单。加密简单，这样客户端程序加密解密也快，又要是明文Ascii编码，这样Base64就诞生了。当初设计人员主要是考虑了两个问题：
1、加密算法复杂程度和效率
2、如何处理传输
这个编码的原理是很简单的，“破解”也很容易，电子邮件刚出来的时候，只传递英文字符，这没有问题，但是后来，中国人，日本人都要发email，这样问题就来了，因为这些字符有可能会被邮件服务器或者网关当成命令处理，故必须得有一种编码来对邮件进行加密，但是加密的目的是为了能够使得一些原始的服务器不出问题，这样加密必须得简单。加密简单，这样客户端程序加密解密也快，又要是明文Ascii编码，这样Base64就诞生了。当初设计人员主要是考虑了两个问题：
1、加密算法复杂程度和效率
2、如何处理传输
算法详解：
Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。
例子：
字符串“张3”
11010101 11000101 00110011
从右开始顺序选6个数之后在这个六个数之前添加两个0。，之后再选出6个来，再添加0，依此类推，直到24个二进制数全部被选完。
得到以下结果：
00110101 00011100 00010100 00110011
Base64编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。
例子：
字符串“张3”
11010101 11000101 00110011
从右开始顺序选6个数之后在这个六个数之前添加两个0。，之后再选出6个来，再添加0，依此类推，直到24个二进制数全部被选完。
得到以下结果：
00110101 00011100 00010100 00110011
通过BASE64编码表得到编码结果：
00110101 00011100 00010100 00110011
十进制53 十进制34 十进制20 十进制51
00110101 00011100 00010100 00110011
十进制53 十进制34 十进制20 十进制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
这样，最后的2个字节被整理成了“1iU=”。
同理，若原代码只剩下一个字节，那么将会添加两个“=”。只有这两种情况，所以，Base64的编码最多会在编码结尾有两个“=”
至于将Base64的解码，只是一个简单的编码的逆过程。
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
这样，最后的2个字节被整理成了“1iU=”。
同理，若原代码只剩下一个字节，那么将会添加两个“=”。只有这两种情况，所以，Base64的编码最多会在编码结尾有两个“=”
至于将Base64的解码，只是一个简单的编码的逆过程。
-base64的编码都是按字符串长度，以每3个8bit的字符为一组，
-然后针对每组，首先获取每个字符的ASCII编码，
-然后将ASCII编码转换成8bit的二进制，得到一组3*8=24bit的字节
-然后再将这24bit划分为4个6bit的字节，并在每个6bit的字节前面都填两个高位0，得到4个8bit的字节
-然后将这4个8bit的字节转换成10进制，对照Base64编码表 （下表），得到对应编码后的字符。
-然后针对每组，首先获取每个字符的ASCII编码，
-然后将ASCII编码转换成8bit的二进制，得到一组3*8=24bit的字节
-然后再将这24bit划分为4个6bit的字节，并在每个6bit的字节前面都填两个高位0，得到4个8bit的字节
-然后将这4个8bit的字节转换成10进制，对照Base64编码表 （下表），得到对应编码后的字符。
（注：1. 要求被编码字符是8bit的，所以须在ASCII编码范围内，\u0000-\u00ff，中文就不行。
2. 如果被编码字符长度不是3的倍数的时候，则都用0代替，对应的输出字符为=）
| Base64 编码表 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | / | |||
比如举下面2个例子：
a) 字符长度为能被3整除时：比如“Tom” ：
T o m ASCII: 84 111 109 8bit字节: 01010100 01101111 01101101 6bit字节: 010101 000110 111101 101101 十进制: 21 6 61 45 对应编码: V G 9 t
所以，btoa('Tom') = VG9t
b) 字符串长度不能被3整除时，比如“Lucy”：
L u c y ASCII: 76 117 99 121 8bit字节: 01001100 01110101 01100011 01111001 00000000 00000000 6bit字节: 010011 000111 010101 100011 011110 010000 000000 000000 十进制: 19 7 21 35 30 16 (异常) (异常) 对应编码: T H V j e Q = =
由于Lucy只有4个字母，所以按3个一组的话，第二组还有两个空位，所以需要用0来补齐。这里就需要注意，因为是需要补齐而出现的0，所以转化成十进制的时候就不能按常规用base64编码表来对应，所以不是a， 可以理解成为一种特殊的“异常”，编码应该对应“=”。
有了上面的理论，那我们实现一个base64编码就容易了。
/** * 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) { // 第一个6位只需要让8位二进制右移两位 case 0: result.push(base64hash.charAt(ascii >> 2)); break; //第二个6位 = 第一个8位的后两位 + 第二个8位的前4位 case 1: result.push(base64hash.charAt((prev & 3) << 4 | (ascii >> 4))); break; //第三个6位 = 第二个8位的后4位 + 第三个8位的前2位 //第4个6位 = 第三个8位的后6位 case 2: result.push(base64hash.charAt((prev & 0x0f) << 2 | (ascii >> 6))); result.push(base64hash.charAt(ascii & 0x3f)); break; } prev = ascii; i ++; } // 循环结束后看mod, 为0 证明需补3个6位，第一个为最后一个8位的最后两位后面补4个0。另外两个6位对应的是异常的“=”； // mod为1，证明还需补两个6位，一个是最后一个8位的后4位补两个0，另一个对应异常的“=” 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 // 逆转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)