JavaScript实现Base64编码解码

前言

这阵子在做 Shadowsocks 的 iOS 客户端，有一个功能是扫二维码导入代理服务器的配置信息。二维码的内容是经过 Base64 编码后的，所以需要先解码。用 iOS 原生的 Base64 转码，有时候可以，有时候又不行，会返回 nil。但同样的密文到网上「在线Base64编码/解码」的网站去解码，却又可以解得出来。

解决问题的过程中，尝试用 node.js 当服务端，用 JS 实现 Base64 解密，这应该是最完美的解决方案。

base64.js

直接贴上 JS 代码：

var base64EncodeChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
var base64DecodeChars = new Array(
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 62, -1, -1, -1, 63,
    52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1,  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14,
    15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, -1, -1, -1, -1, -1,
    -1, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
    41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, -1, -1, -1, -1, -1);

function base64encode(str) {
    var out, i, len;
    var c1, c2, c3;

    len = str.length;
    i = 0;
    out = "";
    while(i < len) {
    c1 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
    if(i == len)
    {
        out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
        out += base64EncodeChars.charAt((c1 & 0x3) << 4);
        out += "==";
        break;
    }
    c2 = str.charCodeAt(i++);
    if(i == len)
    {
        out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
        out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3)<< 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
        out += base64EncodeChars.charAt((c2 & 0xF) << 2);
        out += "=";
        break;
    }
    c3 = str.charCodeAt(i++);
    out += base64EncodeChars.charAt(c1 >> 2);
    out += base64EncodeChars.charAt(((c1 & 0x3)<< 4) | ((c2 & 0xF0) >> 4));
    out += base64EncodeChars.charAt(((c2 & 0xF) << 2) | ((c3 & 0xC0) >>6));
    out += base64EncodeChars.charAt(c3 & 0x3F);
    }
    return out;
}

function base64decode(str) {
    var c1, c2, c3, c4;
    var i, len, out;

    len = str.length;
    i = 0;
    out = "";
    while(i < len) {
    /* c1 */
    do {
        c1 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
    } while(i < len && c1 == -1);
    if(c1 == -1)
        break;

    /* c2 */
    do {
        c2 = base64DecodeChars[str.charCodeAt(i++) & 0xff];
    } while(i < len && c2 == -1);
    if(c2 == -1)
        break;

    out += String.fromCharCode((c1 << 2) | ((c2 & 0x30) >> 4));

    /* c3 */
    do {
        c3 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
        if(c3 == 61)
        return out;
        c3 = base64DecodeChars[c3];
    } while(i < len && c3 == -1);
    if(c3 == -1)
        break;

    out += String.fromCharCode(((c2 & 0XF) << 4) | ((c3 & 0x3C) >> 2));

    /* c4 */
    do {
        c4 = str.charCodeAt(i++) & 0xff;
        if(c4 == 61)
        return out;
        c4 = base64DecodeChars[c4];
    } while(i < len && c4 == -1);
    if(c4 == -1)
        break;
    out += String.fromCharCode(((c3 & 0x03) << 6) | c4);
    }
    return out;
}

function utf16to8(str) {
    var out, i, len, c;

    out = "";
    len = str.length;
    for(i = 0; i < len; i++) {
    c = str.charCodeAt(i);
    if ((c >= 0x0001) && (c <= 0x007F)) {
        out += str.charAt(i);
    } else if (c > 0x07FF) {
        out += String.fromCharCode(0xE0 | ((c >> 12) & 0x0F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >>  6) & 0x3F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >>  0) & 0x3F));
    } else {
        out += String.fromCharCode(0xC0 | ((c >>  6) & 0x1F));
        out += String.fromCharCode(0x80 | ((c >>  0) & 0x3F));
    }
    }
    return out;
}

function utf8to16(str) {
    var out, i, len, c;
    var char2, char3;

    out = "";
    len = str.length;
    i = 0;
    while(i < len) {
        c = str.charCodeAt(i++);
        switch(c >> 4)
        { 
            case 0: case 1: case 2: case 3: case 4: case 5: case 6: case 7:
            // 0xxxxxxx
            out += str.charAt(i-1);
            break;
            case 12: case 13:
            // 110x xxxx   10xx xxxx
            char2 = str.charCodeAt(i++);
            out += String.fromCharCode(((c & 0x1F) << 6) | (char2 & 0x3F));
            break;
            case 14:
            // 1110 xxxx  10xx xxxx  10xx xxxx
            char2 = str.charCodeAt(i++);
            char3 = str.charCodeAt(i++);
            out += String.fromCharCode(((c & 0x0F) << 12) |
                       ((char2 & 0x3F) << 6) |
                       ((char3 & 0x3F) << 0));
            break;
        }
    }

    return out;
}

function CharToHex(str) {
    var out, i, len, c, h;
    out = "";
    len = str.length;
    i = 0;
    while(i < len) 
    {
        c = str.charCodeAt(i++);
        h = c.toString(16);
        if(h.length < 2)
            h = "0" + h;
        
        out += "\\x" + h + " ";
        if(i > 0 && i % 8 == 0)
            out += "\r\n";
    }

    return out;
}

/**
 * Base64 加密
 */
function doEncode(str) {
    console.log(base64encode(utf16to8(str)));
}

/**
 * Base64 解密
 */
function doDecode(str) {
    // 解码结果以16进制显示
    //  console.log(CharToHex(base64decode(str)));
    console.log(utf8to16(base64decode(str)));
}

doEncode 和 doDecode 就是最终的 Base64 编码和解码的函数，这里贴的只是在控制台打印了结果，用的时候需要自行修改成 return。

后话

我尝试用 Java 做 Base64 解码，虽然也可以成功解码，但是解码结果的最后，有一个 Unicode 编码再接一个数字，也是匪夷所思。但问题不大，可以通过截取字符串处理。

考虑到项目业务以后可能会扩展，服务端需要更多的配置，而我对 node 还不是特别熟悉，所以我最后用 JavaEE 服务端去解码。但我还是想把 js 代码贴一下，以备后用，说不定以后可能两个服务端并存呢~