Base16 编码和解码

什么是 Base16 编码？

Base16 编码使用 16 个 ASCII 可打印字符（数字 0-9 和字母 A-F）对任意字节数据进行编码。Base16 先获取输入字符串每个字节的二进制值（不足 8 比特在高位补 0），然后将其串联进来。再按照 4 比特一组进行切分，将每组二进制数分别转换成十进制，在 Base16 字符表格中找到对应的编码串接起来就是 Base16 编码。可以看到 8 比特数据按照 4 比特切分刚好是两组，所以Base16 不可能用到填充符号 “=”。

Commons Codec 实现

在 Apache Commons Codec 工具库中，提供了 Base16、Base16InputStream 和 Base16OutputStream 三个类来支持 base16 编码的编解码。

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Base16 类

该类提供 Base16 编码和解码功能，且是线程安全的。

此类的实现严格遵循 RFC4648，因此与 Base32 和 Base64 实现不同，它不忽略无效的字母字符或空格，也不提供分块或填充字符。

除了 RFC4648 中指定的功能之外，它唯一附加的功能是支持除了默认的大写字母外，还支持使用小写字母。

实例

（1）简单的使用 Base16 实现编码和解码

// 创建 Base16 对象
Base16 base16 = new Base16();
// 原始字符串
String str = "hello world";
// 加密
String encodeStr = new String(base16.encode(str.getBytes()));
System.out.println(encodeStr);
// 解密
System.out.println(new String(base16.decode(encodeStr.getBytes())));

输出结果：

68656C6C6F20776F726C64
hello world

（2）利用 encodeAsString() 和 encodeToString() 方法直接返回编码后的字符串表示

// 创建 Base16 对象
Base16 base16 = new Base16();
// 原始字符串
String str = "hello world";
// 加密
String encodeStr = base16.encodeAsString(str.getBytes());
String encodeStr2 = base16.encodeToString(str.getBytes());
System.out.println(encodeStr);
System.out.println(encodeStr2);
// 解密
System.out.println(new String(base16.decode(encodeStr)));

输出结果：

68656C6C6F20776F726C64
68656C6C6F20776F726C64
hello world

Base16InputStream 类

该类以流的方式（大小不受限制）提供 Base16 编码和解码。

Base16InputStream 的默认行为是 DECODE（解码），而 Base16OutputStream 的默认行为是 ENCODE（编码），但是可以使用其他构造函数来覆盖此行为。实例：

（1）使用默认构造参数，通过 read() 方法读取解码后的信息。如下：

String encodeStr = "68656C6C6F20776F726C64";
ByteArrayInputStream input = new ByteArrayInputStream(encodeStr.getBytes());
Base16InputStream base16InputStream = new Base16InputStream(input);
// 从 Base16InputStream 中解码数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = base16InputStream.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer, 0, len));

输出结果：

hello world

（2）通过构造函数更改 Base16InputStream 的默认行为。如下：

String encodeStr = "hello world";
ByteArrayInputStream input = new ByteArrayInputStream(encodeStr.getBytes());
// 通过构造函数改变 Base16InputStream 默认行为
// 使得 Base16InputStream 类 read 方法读取数据为编码，而不是解码
Base16InputStream base16InputStream = new Base16InputStream(input, true);
// 从 Base16InputStream 中编码数据
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = base16InputStream.read(buffer);
System.out.println(new String(buffer, 0, len));

输出结果：

68656C6C6F20776F726C64

Base16OutputStream 类

该类以流的方式（大小不受限制）提供 Base16 编码和解码。

Base16OutputStream 的默认行为是 ENCODE（编码），而 Base16InputStream 的默认行为是 DECODE（解码）。但是可以通过使用其他构造函数来覆盖此行为，你可以参考 Base16InputStream 类示例。实例：

ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
Base16OutputStream base16OutputStream = new Base16OutputStream(output);
base16OutputStream.write("hello world".getBytes());
base16OutputStream.close();
// 输出编码结果
System.out.println(new String(output.toByteArray()));

输出结果：

68656C6C6F20776F726C64