源码
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| #include<stdio.h>
#include <string.h>
char base64_table[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
void base64_encode(char raw[], char encode[])
{
int code_len = strlen(raw);
int final_len = 0;
if (code_len % 3)
{
final_len = (code_len / 3 + 1) * 4;
}
else
final_len = (code_len / 3) * 4;
int i = 0, i_ = 0;
for (; i < code_len; i += 3, i_ += 4)
{
encode[i_] = base64_table[raw[i] >> 2];
encode[i_ + 1] = base64_table[((raw[i] & 0x03) << 4) | ((raw[i + 1] & 0xf0) >> 4)];
encode[i_ + 2] = base64_table[((raw[i + 1] & 0x0f) << 2) | ((raw[i + 2] & 0xc0) >> 6)];
encode[i_ + 3] = base64_table[raw[i + 2] & 0x3f];
}
if (code_len % 3 == 1)
{
encode[i_ - 1] = '=';
encode[i_ - 2] = '=';
}
else if (code_len % 3 == 2)
{
encode[i_ - 1] = '=';
}
return;
}
int Findindex(char c)
{
for (int i = 0; i < strlen(base64_table); ++i)
{
if (c == base64_table[i])
return i;
}
}
void base64_decode(char* encode, char* decode)
{
int decode_len=0;
int encode_len = strlen(encode);
if (strstr(encode, "=="))
decode_len = (encode_len / 4) * 3 - 2;
else if (strstr(encode, "="))
decode_len = (encode_len / 4) * 3 - 1;
else
decode_len = (encode_len / 4) * 3;
int i = 0, i_ = 0;
for (; i < encode_len; i_ += 4, i += 3)
{
decode[i] = (Findindex(encode[i_]) << 2) | (Findindex(encode[i_ + 1]) & 0x30) >> 4;
decode[i + 1] = ((Findindex(encode[i_ + 1]) & 0xf) << 4) | ((Findindex(encode[i_ + 2]) & 0x3c) >> 2);
decode[i + 2] = ((Findindex(encode[i_ + 2]) & 0x3) << 6) | ((Findindex(encode[i_ + 3])));
}
decode[decode_len] = 0;
return;
}
int main()
{
char raw[] = "hgame{123456}";
char encode[100] = { 0 };
char decode[100] = { 0 };
base64_encode(raw, encode);
printf("%s", encode);
base64_decode(encode, decode);
printf("\n%s", decode);
}
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细节剖析
编码部分
记录长度
首先要先计算长度，base64就是将三个字节扩展为四个字节，所以要分成有余数和整除两种情况
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| int code_len = strlen(raw);
int final_len = 0;
if (code_len % 3)
{
final_len = (code_len / 3 + 1) * 4;
}
else
final_len = (code_len / 3) * 4;
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编码部分
首先先介绍一下两个工具，&和|，和一些数据做&运算可以取到我们想要的位，而|运算可以将两部分结合在一起
编码后的索引最多为六位，原先的数据可以是八位的
encode[i]
这个其实是最好实现的，因为只需要取到前六位，所以直接>>2就可以实现
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| encode[i_] = base64_table[raw[i] >> 2];
|
encode[i+1]
先明确我们的需求，从第一个数据获取最后的两位与第二个数据获取的前四位结合。需要用到&，这里的结合就需要用到|。
首先要保证我们取到的是两位的，需要&0x03
因为只有最后两位是1，根据按位&，当有一个是0时运算后结果必定为0，所以就可以取到最后两位
下一步是移到正确的位置，需要用到位移运算符
这里第一个数的最后两位编码后是放在前面两位的位置，所以需要<<4
接下来取剩余的四位
剩余的四位来自第二个数的前四位
可以先&0xf0使得后四位都为0，当然也可以不用，直接>>4
最后使用|结合起来
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与 |
运 |
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| encode[i_ + 1] = base64_table[((raw[i] & 0x03) << 4) | ((raw[i + 1]) >> 4)];
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encode[i+2]
要用到第二个数据的后四位和第三个数据的前两位
同理，要保留第二个数据的后四位并且去除前四位，就需要&0xf，移到正确的位置<<2，剩余两位留给第三个数据的前两位
要取到第三个数据的前两位
可以直接>>6保证前两位移动到最后的两位，也可以先用&0xc0清除后四位，因为是00110000，最后结合起来就可以了
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| encode[i_ + 2] = base64_table[((raw[i + 1] & 0x0f) << 2) | ((raw[i + 2] ) >> 6)];
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encode[i+3]
只需要取到第三个数据的后六位就可以了
直接&0x3f，因为0x3f的二进制是00111111
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| encode[i_ + 3] = base64_table[raw[i + 2] & 0x3f];
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填加=
如果编码前的数据长度%3不等于0，需要使用=填充
如果多出一位的话，根据经过上述过程会变成两位，所以最后两位需要用到=来填充
多出两位，经过上述过程变成三位，所以只需填充最后一位为=
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| if (code_len % 3 == 1)
{
encode[i_ - 1] = '=';
encode[i_ - 2] = '=';
}
else if (code_len % 3 == 2)
{
encode[i_ - 1] = '=';
}
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解码部分
六位还原为八位
去除=
先计算解码后的长度，每四个对应三个，最后减去=的长度
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| int decode_len=0;
int encode_len = strlen(encode);
if (strstr(encode, "=="))
decode_len = (encode_len / 4) * 3 - 2;
else if (strstr(encode, "="))
decode_len = (encode_len / 4) * 3 - 1;
else
decode_len = (encode_len / 4) * 3;
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decode[i]
其实和上面过程正好相反，取第一个编码数据的后六位（因为前两位是填充的0）和第二个编码数据的前两位，在此之前需要先去除前两位填充的0，所以要&0x30，根据上面的过程，我们需要的是00110000，正好是0x30
再用|结合
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| decode[i] = (Findindex(encode[i_]) << 2) | (Findindex(encode[i_ + 1]) & 0x30) >> 4;
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decode[i+1]
需要第二个编码数据的后四位和第三个编码数据的前四位，也是需要先去除填充的0
所以第二个数据&0xf保证取到后四位，<<4移到前四位
第三个数据&0x3c（00111100）进行去除填充的前两位0以及取到需要的那四位，再>>2，最后使用|结合
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| decode[i + 1] = ((Findindex(encode[i_ + 1]) & 0xf) << 4) | ((Findindex(encode[i_ + 2]) & 0x3c) >> 2);
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decode[i+2]
第三个编码数据的后两位和第四个编码数据的那六位
和上述过程类似，就不赘述了
字符数组结束
最后记得填加字符数组结束符
写在最后
base64还可以魔改，进行变表操作或者在编码过程中参杂异或（Dasctf2022）