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Base64-Kodierung

Allgemeines

Die in RFC’s[1, 2] beschriebene Base64-Kodierung dient zum Übertragen jeglicher 8-Bitgruppen über nicht 8-bitsichere Wege. Hierfür werden jeweils drei Bytes zu einer 24-Bitfolge zusammengefasst und diese dann in vier 6-Bitgruppen unterteilt. Die 6-Bitgruppen werden an Hand einer Zeichentabelle (Base64-Alphabet) zurückübersetzt und übermittelt. Dadurch wird jeder Text um 33% länger.

Das Base64-Alphabet ist eine Untermenge von 65-Zeichen aus dem ASCII-Zeichensatz. Davon dienen 64 Zeichen der Textkodierung und ein Zeichen (=) als Endmarkierung bei einer unvollstzändigen 24-Bitgruppe.

Obwohl die Kodierung nach Base64 eine Verbesserung gegenüber dem im Kodieralgorithmus verwandten Uuencode aufweist, bleiben vier Nachteile bestehen, die das Einsatzgebiet einschränken:

Daher eignet sich Base64 nicht für die Kodierung von sehr großen Binärdateien vor deren Übertragung — wie bspw. Audio-, Film- oder Programmdateien mit üblichen Dateigrößen von etlichen MBytes. Dies gilt Insbesondere für das Usenet[3], denn hier müssen Dateien mit mehr als 100, 250 oder 500 kByte in mehrere Teile aufgeteilt werden. Um die genannten Nachteile zu beheben wurde die yEnc-Kodierung als Nachfolger vorgeschlagen.

Kodierung

Base64 Alphabet
WertZeichen
0A
1B
2C
3D
4E
5F
6G
7H
8I
9J
10K
11L
12M
13N
14O
15P
16Q
WertZeichen
17R
18S
19T
20U
21V
22W
23X
24Y
25Z
26a
27b
28c
29d
30e
31f
32g
33h
WertZeichen
34i
35j
36k
37l
38m
39n
40o
41p
42q
43r
44s
45t
46u
47v
48w
49x
50y
WertZeichen
51z
520
531
542
553
564
575
586
597
608
619
62+
63/
64=
Beispiel abcde
QuelleBinärdarsetllungBase64
a01100001
b        01100010
c                01100011
24-Bit011000010110001001100011
6-Bit01100024Y
      01011022W
            0010019J
                  10001135j
d01100100
e        01100101
                ________
24-Bit011001000110010100______
6-Bit01100125Z
      0001106G
            01010020U
                  ______=
YWJjZGU=

Theoretisch sollte ein Dekoder an dieser Stelle in der Lage sein, den Ausgangstext wieder zu rekonstruieren. In der Praxis erwarten die meisten Dekoder für eine automatische Ausführung aber noch mindestens zwei Zeilen vor dem kodierten Text. Die erste Zeile gibt den Dateinamen für den zurückkonvertiereten Text an. Die zweite definiert den Kodierungsalgorithmus.

Content-Type: application/octet-stream; name="Ausgabe.txt"
Content-Transfer-Encoding: base64

YWJjZGU=

Dekodierung

In einem zu dekodierenden Text dürfen nur solche Zeichen vorkommen, wie sie im Base64-Alphabet (s. Tab.) festgelegt sind. Alle anderen Zeichen, Umbrüche eingeschlossen, sind vorher zu entfernen und weisen im Allgemeinen auf einen Übertragungfehler hin.

Da ein = nur am Ende eines Base64-Textes auftauchen kann, kann dies als Textende interpretiert werden. Zu beachten ist aber daß ein Base64-Text aber nicht mit einem = abschließen muß.

Bemerkungen

Das Base64-Alphabet stellt sich in allen Versionen der ISO 646 und im EBCDIC identisch dar. Im Gegensatz dazu erfüllen andere Kodierungsalgorithmen wie Uuencode, BinHex [4] und Base85 (Level2 PostScript) nicht diese Eigenschaft und eignen sich daher nicht zum Mailtransport zwischen unterschiedlichen Systemen.

Programmcodebeispiele

#:~>base64 <<< 'Maria Juana kommt nachts!'
TWFyaWEgSnVhbmEga29tbXQgbmFjaHRzIQo=
#:~>
#:~>uuencode --base64 <<< 'Maria Juana kommt nachts!' Ausgabe.b64
begin-base64 644 Ausgabe.b64
TWFyaWEgSnVhbmEga29tbXQgbmFjaHRzIQo=
====
#:~>
#!/usr/bin/env python3.2
# -*- coding: utf-8 -*-
#
import codecs
def Base64 (Text):
	return codecs.encode(bytes(Text,'utf8'),'base64_codec').decode('utf8')

Referenzen

  1. RFC 2045
    Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) Part One: Format of Internet Message Bodies
    http://ftp.isi.edu/in-notes/rfc2045.txt
  2. RFC 1421
    Privacy Enhancement for Internet Electronic Mail: Part I: Message Encryption and Authentication Procedures
    http://WWW.IETF.org/rfc/rfc1421.txt
  3. http://de.wikipedia.org/wiki/Usenet
  4. RFC 1741
    MIME Content Type for BinHex Encoded Files
    http://WWW.IETF.org/rfc/rfc1741.txt
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