了解 C# 中的 Base64 编码和解码：面向开发人员的综合指南

Base64 编码是用于将二进制数据转换为文本格式的常用技术。这对于通过旨在处理文本的媒体 （如 JSON 或 XML） 传输数据特别有用。在本文中，我们将深入探讨 C# 中的 Base64 编码和解码，探索实际应用、优势以及如何有效实现它。

什么是 Base64 编码？

Base64 编码获取二进制数据并将其转换为一串 ASCII 字符。此编码方案使用 64 个不同的 ASCII 字符（A-Z、a-z、0-9、+ 和 /）来表示二进制数据。生成的编码数据通常比原始二进制数据大 33% 左右。

为什么使用 Base64 编码？

• **文本表示：**Base64 允许将二进制数据表示为文本，从而更容易以基于文本的格式（如 XML、JSON 或 URL）包含二进制数据。
  - 数据完整性： 它确保数据在传输过程中保持不变，不被修改。
  - 兼容性： Base64 广泛用于各种协议，例如用于电子邮件的 MIME、用于 API 的 JSON 等。

C 语言编码和解码#

将二进制数据编码为 Base64

在 C# 中，“Convert”类提供了一种使用“ToBase64String”方法将二进制数据编码为 Base64 字符串的简单方法。

byte[] binaryData = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, World!");  
string base64EncodedData = Convert.ToBase64String(binaryData);  
  
Console.WriteLine("Encoded: " + base64EncodedData);

在此示例中，我们使用 UTF-8 编码将简单的 “Hello， World！” 字符串转换为字节数组，然后将其编码为 Base64 字符串。

将 Base64 解码为二进制数据

使用 'Convert' 类的 'FromBase64String' 方法进行解码同样简单。

string base64EncodedData = "SGVsbG8sIFdvcmxkIQ==";  
byte[] binaryData = Convert.FromBase64String(base64EncodedData);  
string decodedString = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(binaryData);  
  
Console.WriteLine("Decoded: " + decodedString);

在这里，我们采用 Base64 编码的字符串，将其解码回二进制数据，然后使用 UTF-8 编码将该二进制数据转换回可读字符串。

实际应用

1. 以 JSON 格式存储二进制数据

Base64 编码对于以 JSON 格式存储二进制数据特别有用。例如，如果您需要通过基于 JSON 的 API 发送图像或文件，则可以将文件的二进制数据编码为 Base64 并将其包含在 JSON 有效负载中。

using Newtonsoft.Json;  
  
byte[] fileData = System.IO.File.ReadAllBytes("path/to/your/image.jpg");  
string base64Content = Convert.ToBase64String(fileData);  
var file = new FileData  
{  
    FileName = "image.jpg",  
    Base64Content = base64Content  
};  
string json = JsonConvert.SerializeObject(file);  
  
Console.WriteLine(json);  
  
public class FileData  
{  
    public string FileName { get; set; }  
    public string Base64Content { get; set; }  
}

2. 在 URL 中包含二进制数据

Base64 编码可用于在 URL 中安全地包含二进制数据。但是，由于“+”和“/”字符可能会导致 URL 出现问题，因此您可能需要使用 URL 安全的 Base64 编码变体。

byte[] binaryData = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, World!");  
string base64EncodedData = Convert.ToBase64String(binaryData);  
string urlSafeBase64EncodedData = base64EncodedData.Replace('+', '-').Replace('/', '_').Replace("=", "");  
  
Console.WriteLine("URL Safe Encoded: " + urlSafeBase64EncodedData);

3. 数据完整性验证

Base64 编码还用于需要验证数据完整性的哈希和数字签名。

using System.Security.Cryptography;  
using System.Text;  
  
string originalData = "Hello, World!";  
byte[] originalDataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(originalData);  
using var sha256 = SHA256.Create();  
  
byte[] hashBytes = sha256.ComputeHash(originalDataBytes);  
string base64Hash = Convert.ToBase64String(hashBytes);  
  
Console.WriteLine("SHA-256 Hash in Base64: " + base64Hash);

Base64 编码和解码是 C# 编程的基本技能，能够有效地处理和传输文本格式的二进制数据。无论您是以 JSON 格式存储二进制数据、将其嵌入 URL 中，还是确保数据完整性，Base64 都能提供可靠且易于使用的解决方案。C# 中的“Convert”类使编码和解码成为一项简单的任务，使开发人员能够轻松处理二进制数据。

通过了解和实施 Base64 编码和解码，您可以增强应用程序的数据处理能力，确保跨各种平台和协议的兼容性、完整性和易传输性。