学习笔记075——编码和加密

一、URLENCODE

（1）为什么使用

1、是因为当字符串数据以url的形式传递给web服务器时,字符串中是不允许出现空格和特殊字符的。

2、因为 url 对字符有限制，比如把一个邮箱放入 url，就需要使用 urlencode 函数，因为 url 中不能包含 @ 字符。

3、url转义其实也只是为了符合url的规范而已。因为在标准的url规范中中文和很多的字符是不允许出现在url中的。

（2）转换规则

urlencode：

返回字符串，此字符串中除了-_.之外的所有非字母数字字符都将被替换成百分号（%）后跟两位十六进制数，空格则编码为加号（+）
按照每个字符对应的字符编码，不是符合我们范围的，统统的转化为%的形式也就是了。自然也是16进制的形式。

那哪些字符是需要转化的呢

ASCII 的控制字符
这些字符都是不可打印的，自然需要进行转化。

什么是可打印字符？

在ASCII码中规定，0-31、128这33个字符属于控制字符，32-127这95个字符属于可打印字符，也就是说网络传输只能传输这95个字符，不在这个范围内的字符无法传输。那么该怎么才能传输其他字符呢？其中一种方式就是使用Base64。

一些非ASCII字符

这些字符自然是非法的字符范围。转化也是理所当然的了。

一些保留字符

很明显最常见的就是“&”了，这个如果出现在url中了，那你认为是url中的一个字符呢，还是特殊的参数分割用的呢？

就是一些不安全的字符了。

例如：空格。为了防止引起歧义，需要被转化为“+”。

和编码无关

通过urlencode的转化规则和目的，我们也很容易的看出，urleocode是基于字符编码的。同样的一个汉字，不同的编码类型，肯定对应不同的urleocode的串。gbk编码的有gbk的encode结果。

apache等服务器，接受到字符串后，可以进行decode，但是还是无法解决编码的问题。编码问题，还是需要靠约定或者字符编码的判断解决。

因此，urleocode只是为了url中一些非ascii字符，可以正确无误的被传输，至于使用哪种编码，就不是eocode所关心和解决的问题了。

（3）java 实现

/**
 * @author htl
 * @date 2024/12/25
 */
public class UrlEncode {
   

    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
   
        String encode = URLEncoder.encode("http://itnanls.cn/中文  ，。？", "UTF-8");
        System.out.println(encode);

        String decode = URLDecoder.decode(encode, "UTF-8");
        System.out.println(decode);
    }
}

二、Base64编解码

1、Base64是什么

• Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。
• 它是一种编码方式，而非加密方式。
• 它通过将二进制数据转变为64个“可打印字符”，完成了数据在HTTP协议上的传输。

2、使用场景

Base64一般用于在HTTP协议下传输二进制数据，由于HTTP协议是文本协议，所以在HTTP协议下传输二进制数据需要将二进制数据转换为字符数据。然而直接转换是不行的。因为网络传输只能传输可打印字符。

什么是可打印字符？

在ASCII码中规定，0-31、128这33个字符属于控制字符，32-127这95个字符属于可打印字符，也就是说网络传输只能传输这95个字符，不在这个范围内的字符无法传输。那么该怎么才能传输其他字符呢？其中一种方式就是使用Base64。

既然可打印的只有95，而比95小的整数最大的2的次方的数字就是64了。

3、加密规则

关于这个编码的规则：

• 首先将待编码的内容转换成8位二进制，每3个字符为一组；

• 如果编码前的长度是3n+1，编码后的内容最后面补上2个 ‘=’，如果编码前的长度是3n+2，编码后 的内容最后面补上1个 ‘=’。

• 再将每一组的二进制内容拆分成6位的二进制，不足6位的后面补足0；

• 每个6进制的数字前面补足0，保证变成8位二进制；

• 将补足后的内容根据base64编码表转换成base64内容输出；

（不足四个字符的时候会用 ‘=’ 来补足，下面会说明）

例子

编码前 “hb”

**1.**根据ascii码转换成8位二进制，3个为一组：

  01101000,01100010

**2.**编码前长度是3n+2，所以后面补1个 ‘=’：

  01101000,01100010,=

**3.**拆分成6位二进制，不足6位的在后面补足0，0010补足变成001000：

  011010,000110,001000,=

**4.**每个6进制的数字前面补足0：

  0011010,00000110,00000010,=

**5.**根据base64编码表输出：

  aGI=

Table 1: The Base64 Alphabet

4、总结

• 可以将任意的二进制数据进行Base64编码。
• 数据加密之后，数据量会变大，变大1/3左右。
• 编码后有个非常显著的特点，末尾有个=号。
• 可进行反向解密。
• Base64编码具有不可读性

5、Base64程序

/**
 * @author htl
 * @date 2024/12/25
 */
public class Base64Test {
   

    public static void main(String[] args) {
   
        // 获取编码器
        Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder();
        byte[] encode = encoder.encode("abc".getBytes());
        System.out.println(new String(encode));

        // 获取解码器
        Base64.Decoder decoder = Base64.getDecoder();
        byte[] decode = decoder.decode(encode);
        System.out.println(new String(decode));
    }
}

三、hash摘要算法

1、MD5

MD5信息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。MD5由美国密码学家罗纳德·李维斯特（Ronald Linn Rivest）设计，于1992年公开，用以取代MD4算法。这套算法的程序在 RFC 1321 标准中被加以规范。1996年后该算法被证实存在弱点，可以被加以破解，对于需要高度安全性的数据，专家一般建议改用其他算法，如SHA-2。2004年，证实MD5算法无法防止碰撞（collision），因此不适用于安全性认证，如SSL公开密钥认证或是数字签名等用途。

/**
 * @author htl
 * @date 2024/12/25
 */
public static void main(String[] args) throws Exception {
   
    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
    byte[] digest = md5.digest("123".getBytes(