Мастерство в Base64-кодировании и декодировании в Java

Введение

В этом практическом занятии мы научимся кодировать и декодировать данные в формате Base64 на Java с использованием класса java.util.Base64 и библиотеки Apache Commons.

Создайте новый Java-файл

В этом шаге вы создадите новый Java-файл. Откройте терминал и выполните следующую команду, чтобы создать новый Java-файл:

touch ~/project/Base64Encoding.java

Эта команда создаст новый файл с именем Base64Encoding.java внутри каталога ~/project. Вы можете использовать любое предпочтительное имя, но убедитесь, что оно заканчивается на .java.

Базовое кодирование и декодирование

В этом шаге мы узнаем о основной кодировке и декодировке.

Основной кодировщик использует алфавит Base64 для кодирования и декодирования.
Он не добавляет никаких разделителей строк в закодированную строку.
Мы будем использовать метод getEncoder(), который возвращает простой Base64.Encoder.
Затем мы будем использовать метод encodeToString() для кодирования строки.

Для декодирования закодированной строки мы будем использовать Base64.Decoder, возвращаемый методом getDecoder().

Мы будем использовать метод decode() декодера.

Используйте следующий код для кодирования и декодирования строки:

import java.util.Base64;

public class Base64Encoding {
    public static void main(String[] args) {
        String strToEncode = "Hello World";
        byte[] bytesToEncode = strToEncode.getBytes(); // преобразуем строку в массив байтов

        // Кодирование
        String encodedStr = Base64.getEncoder().encodeToString(bytesToEncode);
        System.out.println("Encoded String: " + encodedStr);

        // Декодирование
        byte[] decodedByteArr = Base64.getDecoder().decode(encodedStr);
        String decodedStr = new String(decodedByteArr);
        System.out.println("Decoded String: " + decodedStr);
    }
}

Выполните следующую команду в терминале для компиляции и запуска кода:

javac Base64Encoding.java && java Base64Encoding

Base64-кодирование без дополнения

В предыдущем шаге мы увидели, что кодирование добавляет символы дополнения ( = ) в конце закодированной строки. В этом шаге мы узнаем, как кодировать без символов дополнения.

Используйте следующий код для кодирования строки без дополнения:

import java.util.Base64;

public class Base64Encoding {
    public static void main(String[] args) {
        String strToEncode = "Java";
        byte[] bytesToEncode = strToEncode.getBytes(); // преобразуем строку в массив байтов

        // Кодирование без дополнения
        String encodedStr = Base64.getEncoder().withoutPadding().encodeToString(bytesToEncode);
        System.out.println("Encoded String: " + encodedStr);
    }
}

Выполните следующую команду в терминале для компиляции и запуска кода:

javac Base64Encoding.java && java Base64Encoding

Безопасное кодирование и декодирование для URL и имен файлов

В этом шаге мы узнаем о URL- и безопасном кодировании и декодировании имен файлов.

Класс Base64 обрабатывает URL-кодирование и декодирование с использованием URL- и безопасного Base64-алфавита.

Мы будем использовать метод getUrlEncoder(), чтобы получить URL-кодировщик Base64.
Затем мы будем использовать метод encodeToString(), как мы делали в предыдущем разделе.

Аналогично у нас есть метод getUrlDecoder(), который возвращает URL-декодер.

Мы можем использовать метод decode() с этим декодером для декодирования.

Используйте следующий код для кодирования и декодирования URL:

import java.util.Base64;

public class Base64Encoding {
    public static void main(String[] args) {
        String urlToEncode = "https://go.java/?intcmp=gojava-banner-java-com";

        // Кодирование
        String encodedUrl = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(urlToEncode.getBytes());
        System.out.println("Encoded URL: " + encodedUrl);

        // Декодирование
        byte[] decodedUrlBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(encodedUrl);
        String decodedUrl = new String(decodedUrlBytes);
        System.out.print("Decoded URL: " + decodedUrl);
    }
}

Выполните следующую команду в терминале для компиляции и запуска кода:

javac Base64Encoding.java && java Base64Encoding

Кодирование и декодирование MIME

В этом шаге мы узнаем о MIME-кодировании и декодировании.

Класс Base64 использует Base64-алфавит для своих операций кодирования и декодирования.
В закодированном выводе каждая строка содержит максимум 76 символов.
Каждая строка заканчивается возвратом каретки( \r ), за которым следует перевод строки( \n ) в качестве разделителя строк.

Для кодирования мы можем использовать методы getMimeEncoder() и encodeToString(). Для декодирования мы будем использовать метод getMimeDecoder() для получения декодера, а затем метод decode().

Используйте следующий код для кодирования и декодирования данных MIME:

import java.util.Base64;
import java.util.UUID;

public class Base64Encoding {
    public static void main(String[] args) {
        // Создание MIME-инпута для кодирования
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            sb.append(UUID.randomUUID().toString());
        }
        // Кодирование
        byte[] bytes = sb.toString().getBytes();
        String mimeEncodedStr = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(bytes);
        System.out.println("Encoded String: " + mimeEncodedStr);

        // Декодирование
        byte[] mimeDecodedBytes = Base64.getMimeDecoder().decode(mimeEncodedStr);
        String mimeDecodedStr = new String(mimeDecodedBytes);
    }
}

Выполните следующую команду в терминале для компиляции и запуска кода:

javac Base64Encoding.java && java Base64Encoding

Использование библиотеки Apache Commons

В этом шаге мы узнаем, как использовать библиотеку Apache Commons для кодирования и декодирования данных Base64.

Библиотека Apache Commons предоставляет класс Base64 внутри пакета org.apache.commons.codec.binary.

Этот класс содержит пять различных конструкторов для различных схем кодирования.
После создания экземпляра Base64 мы можем использовать методы encode() и decode() для байтов строки для выполнения кодирования и декодирования.

Используйте следующий код для кодирования и декодирования строки с использованием класса Base64 Apache Commons:

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class Base64Encoding {
    public static void main(String[] args) {

        Base64 base64 = new Base64();

        // Кодирование
        String strToEncode = "Hello World";
        byte[] encodedBytes = base64.encode(strToEncode.getBytes());
        String encodedStr = new String(encodedBytes);
        System.out.println("Encoded String: " + encodedStr);

        // Декодирование
        byte[] decodedByteArr = base64.decode(encodedStr.getBytes());
        String decodedStr = new String(decodedByteArr);
        System.out.println("Decoded String: " + decodedStr);

        // Прямое доступ к API с использованием статических методов encodeBase64() и decodeBase64()
        String strToEncode2 = "Hello World";
        String encodedStr2 = new String(Base64.encodeBase64(strToEncode.getBytes()));
        String decodedStr2 = new String(Base64.decodeBase64(encodedStr.getBytes()));
    }
}

Выполните следующую команду в терминале для компиляции и запуска кода:

javac -cp commons-codec-1.15.jar Base64Encoding.java && java -cp commons-codec-1.15.jar:. Base64Encoding

Примечание: Чтобы запустить этот код, вам нужно скачать и импортировать .jar-файл библиотеки Apache Commons Codec в класс-путь. В команде выше мы добавили -cp commons-codec-1.15.jar, чтобы указать класс-путь библиотеки.

Резюме

В этом практическом занятии мы узнали, как кодировать и декодировать данные Base64 в Java с использованием класса java.util.Base64 и библиотеки Apache Commons. Мы рассмотрели три различных схемы кодирования и декодирования Base64 - Basic, URL и безопасные имена файлов, а также MIME.

Base64-кодирование и декодирование

Введение

Создайте новый Java-файл

Базовое кодирование и декодирование

Base64-кодирование без дополнения

Безопасное кодирование и декодирование для URL и имен файлов

Кодирование и декодирование MIME

Использование библиотеки Apache Commons

Резюме