ترميز Base64

يلعب Base64 دورا حيويا في تقنيات الحوسبة والإنترنت الحديثة. إنه حجر الزاوية في حلول نقل البيانات وتخزينها عبر منصات رقمية متنوعة.

يستخدم ترميز Base64 في OpenSSL وأسرار Kubernetes وتطبيقات البريد الإلكتروني والعديد من التقنيات الأخرى. يمكن تحويل البيانات الثنائية إلى أحرف ASCII ، مثل الصور والمستندات ، ونقلها بأمان عبر القنوات النصية مثل رسائل البريد الإلكتروني وعناوين URL.SMTP relay على Base64 لأنه تم تصميمه لنقل أحرف ASCII 7 بت لإرسال مرفقات البريد الإلكتروني.

Permalinkمقدمة

ترميز Base64 هو تقنية تقوم بتحويل البيانات الثنائية إلى أحرف ASCII. إنه مفيد لنقل البيانات عبر القنوات التي تدعم النص ، مثل البريد الإلكتروني أو عناوين URL. 

تم تسميته "Base64" لأنه يستخدم 64 قيمة محتملة لتمثيل البيانات الثنائية. هذا يعني أن هناك ستة بتات لتمثيل حرف Base64 واحد (2⁶ = 64).

في هذه المقالة ، سنشرح كيفية عمل ترميز base64 ، وكيفية تشفير البيانات وفك تشفيرها باستخدام base64 ، وبعض التطبيقات الشائعة لترميز base64.

Permalinkتاريخ ترميز base64

يتتبع مفهوم ترميز Base64 مصادره إلى الأيام الأولى للحوسبة عندما كانت هناك حاجة إلى نقل البيانات الثنائية عبر القنوات التي تدعم النص فقط. تم تقديم هذه التقنية لأول مرة في سبعينيات القرن العشرين كجزء من مواصفات ملحقات بريد الإنترنت متعددة الأغراض (MIME) ، والتي وحدت رسائل البريد الإلكتروني ومرفقاتها. في البداية ، وجد ترميز Base64 تطبيقه الأساسي في أنظمة البريد الإلكتروني. أصبحت الحاجة إلى طريقة موثوقة لتشفير البيانات الثنائية للإرسال الآمن واضحة مع توسع الإنترنت. أصبح Base64 جزءا لا يتجزأ من بروتوكولات الإنترنت المختلفة ، بما في ذلك HTTP ، حيث يتم استخدامه لنقل البيانات مثل الصور داخل تطبيقات الويب. مع ظهور تطوير الويب والاستخدام الواسع النطاق للتطبيقات كثيفة البيانات ، اكتسب ترميز Base64 مكانة بارزة. أدت بساطته وكفاءته إلى اعتماده في تقنيات الويب لمهام مثل تضمين الصور مباشرة في ملفات HTML و CSS ، وتقليل عدد طلبات الخادم ، وتحسين أداء موقع الويب. على مر السنين ، تطور ترميز Base64 جنبا إلى جنب مع تقنيات الاتصالات الرقمية. وقد ضمن تعدد استخداماتها استمرار أهميتها ، مما يجعلها جانبا أساسيا لنقل البيانات وتخزينها ومعالجتها في العصر الرقمي. 

Permalinkكيف يعمل ترميز Base64؟

ترميز Base64 هو طريقة تستخدم لتحويل البيانات الثنائية إلى تنسيق نصي ، مما يجعلها مناسبة للإرسال الآمن في الأنظمة التي تتعامل مع النص. في هذه العملية ، يتم تجميع كل ثلاثة بايت (24 بت) من البيانات الثنائية في أربعة أجزاء 6 بت. ثم يتم تعيين هذه القطع ذات 6 بت إلى 64 حرفا من أحرف ASCII ، بما في ذلك الأحرف الكبيرة والصغيرة والأرقام من 0 إلى 9 والرموز "+" و "/". يمثل كل حرف نمط 6 بت محدد. من خلال الجمع بين هذه الأنماط ، يمكن أن يمثل Base64 أي تسلسل من البيانات الثنائية. تتم إضافة أحرف الحشو ، عادة "=" ، في نهاية النص المشفر إذا كانت البيانات الثنائية غير قابلة للقسمة على 3 ، مما يضمن إخراج ثابت الطول.

Permalinkلماذا Base64 بدلا من ASCII؟

يتم استخدام ترميز Base64 بدلا من ASCII لأغراض محددة حيث يجب تمثيل البيانات الثنائية بتنسيق نصي مضغوط وآمن للإرسال عبر أنظمة مختلفة. إليك سبب تفضيل Base64 على ASCII في سيناريوهات معينة:

1. تمثيل البيانات الثنائية: يمكن أن يمثل ASCII مجموعة محدودة فقط من الأحرف ، وخاصة الأحرف الإنجليزية والأرقام والرموز الأساسية. من ناحية أخرى ، يمكن أن يمثل Base64 أي بيانات ثنائية ، بما في ذلك الأحرف غير النصية والخاصة ، مما يجعلها مناسبة لتشفير الصور أو ملفات الصوت أو البيانات المشفرة.
2. الاكتناز: يستخدم ترميز Base64 مجموعة أكبر من الأحرف (64 مقارنة ب ASCII 128) لتمثيل نفس كمية البيانات. ينتج عن هذا تمثيل أكثر إحكاما للبيانات الثنائية ، مما يجعلها أكثر كفاءة في التخزين والنقل.
3. السلامة في ناقل الحركة: يمكن لبعض القنوات، خاصة تلك المصممة للنص، إساءة تفسير أو تغيير بعض أحرف التحكم في ASCII أثناء الإرسال. يضمن ترميز Base64 المرور الآمن للبيانات عبر هذه القنوات ، لأنه يمثل البيانات الثنائية باستخدام أحرف ASCII القابلة للطباعة فقط ، مما يلغي مخاطر سوء التفسير.
4. التحويل الثنائي إلى نص: تم تصميم Base64 خصيصا لتحويل البيانات الثنائية إلى تنسيق نصي. بينما يمثل ASCII بشكل أساسي الأحرف النصية ، فإن Base64 بارع في التعامل مع المعلومات الثنائية ، مما يجعلها لا تقدر بثمن في السيناريوهات التي يكون فيها التمثيل النصي غير كاف.
5. توحيد: ترميز Base64 موحد ومتسق على نطاق واسع عبر الأنظمة الأساسية ولغات البرمجة المختلفة. يضمن هذا الاتساق إمكانية فك تشفير البيانات المشفرة في Base64 بشكل صحيح بواسطة أي نظام يتبع معيار Base64 ، مما يعزز إمكانية التشغيل البيني.

باختصار ، يتم اختيار Base64 على ASCII عندما تكون هناك حاجة لتمثيل البيانات الثنائية بدقة وكفاءة وأمان في شكل نصي ، خاصة في السياقات التي تكون فيها سلامة البيانات والاكتناز والتوحيد القياسي أمرا بالغ الأهمية.

Permalinkكيف يتم ترميز Base64 في بايثون؟

في Python ، نقوم بترميز Base64 باستخدام وحدة "base64". دعنا نحلل الكود خطوة بخطوة.

import base64
msg = "Hello world!"
encoded = base64.b64encode(bytes(msg, encoding='utf-8'))
print(encoded.decode('utf-8'))

Permalinkاستيراد الوحدة النمطية base64

import base64

تبدأ التعليمة البرمجية باستيراد الوحدة النمطية base64 ، والتي توفر وظائف لتشفير البيانات وفك تشفيرها بتنسيق Base64.

Permalinkتعريف سلسلة الإدخال

msg = "Hello world!"

في هذا الرسم التوضيحي ، رسالة الإدخال "Hello world!" هي سلسلة نموذجية نهدف إلى ترميزها بتنسيق Base64. لا تتردد في تعديل الرسالة لتناسب متطلباتك الخاصة.

Permalinkترميز السلسلة إلى base64

encoded = base64.b64encode(bytes(msg, encoding='utf-8'))

في هذا السطر، تقوم الدالة bytes() بتحويل قيمة متغير msg إلى وحدات بايت باستخدام ترميز UTF-8. بعد ذلك، تقوم الدالة base64.b64encode() بترميز هذه البايتات بتنسيق Base64. يتم تخزين البيانات المشفرة Base64 الناتجة في المتغير المشفر.

Permalinkفك تشفير وطباعة بيانات Base64

print(encoded.decode('utf-8'))

أخيرا ، يتم فك تشفير بيانات Base64 المشفرة مرة أخرى إلى سلسلة UTF-8 باستخدام encoded.decode ('utf-8') وطباعتها. هذه الخطوة ضرورية لعرض أو استخدام بيانات Base64 كسلسلة في برنامج Python الخاص بك.

عند تشغيل هذا الرمز ، سيتم إخراج تمثيل Base64 لسلسلة الإدخال "Hello world!". يمكن نقل هذه البيانات المشفرة عبر القنوات النصية أو تخزينها في قواعد بيانات تقبل البيانات النصية فقط.

Permalinkكيف يتم ترميز Base64 في PHP؟

في مثال PHP هذا ، نستكشف مفهوم ترميز Base64 ، وهي تقنية تستخدم على نطاق واسع في تطوير الويب ومعالجة البيانات. دعنا نحلل الكود خطوة بخطوة.

<?php
$msg = "Hello world!";
$encoded = base64_encode($msg);
echo $encoded;
?>

في هذا البرنامج النصي PHP ، يحمل المتغير $msg سلسلة الإدخال "Hello world!" التي نريد ترميزها. ثم يتم استخدام الدالة base64_encode () لترميز هذه السلسلة بتنسيق Base64 ، ويتم تخزين النتيجة في $encoded المتغير.

Permalinkترميز Base64 في Go (Golang)

يعد ترميز Base64 في Go (أو Golang) واضحا ومباشرا ، وذلك بفضل حزمة "الترميز / base64" المدمجة. يعد ترميز Base64 مهما عند تمثيل البيانات الثنائية بتنسيق نصي ، وغالبا ما يستخدم في تطوير الويب وسيناريوهات نقل البيانات المختلفة. دعنا نستكشف كيفية تنفيذ ترميز Base64 في Go مع تفسيرات مفصلة.

package main

import (
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

func main() {
    // The string to be encoded
    message := "Hello, Golang Base64 Encoding!"

    // Convert the string to bytes
    messageBytes := []byte(message)

    // Encode the bytes to Base64
    encodedMessage := base64.StdEncoding.EncodeToString(messageBytes)

    // Print the encoded Base64 string
    fmt.Println(encodedMessage)
}

Permalinkاستيراد حزمة الترميز/base64

أولا ، قم باستيراد حزمة "الترميز / base64" في كود Go الخاص بك. توفر هذه الحزمة وظائف لتشفير وفك تشفير Base64.

import (
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

Permalinkتحويل السلسلة إلى بايت

قبل الترميز ، يجب تحويل السلسلة إلى شريحة بايت ، حيث يعمل ترميز Base64 على البيانات الثنائية. استخدم وظيفة التحويل []byte() لهذا الغرض.

message := "Hello, Golang Base64 Encoding!"
messageBytes := []byte(message)

في هذه الخطوة، تكون الرسالة هي السلسلة التي تريد ترميزها. يحتوي messageBytes الآن على تمثيل البايت لسلسلة الإدخال الخاصة بك.

Permalinkالترميز إلى base64

استخدم القاعدة 64. StdEncoding.EncodeToString() وظيفة لترميز شريحة البايت في سلسلة Base64. StdEncoding هو نظام الترميز القياسي المحدد بواسطة Base64.

encodedMessage := base64.StdEncoding.EncodeToString(messageBytes)

هنا ، يخزن encodedMessage السلسلة المشفرة Base64 الناتجة.

Permalinkطباعة السلسلة المشفرة

أخيرا ، يمكنك طباعة سلسلة Base64 المشفرة.

fmt.Println(encodedMessage)

انسخ الكود أعلاه وقم بتشغيل برنامج Go الخاص بك ؛ سيخرج تمثيل Base64 لسلسلة الإدخال الخاصة بك. يمكن استخدام هذه البيانات المشفرة في سياقات مختلفة ، مثل تضمين الصور في HTML أو إرسال واجهات برمجة التطبيقات أو تخزين البيانات الثنائية في قواعد البيانات. من خلال فهم هذه الخطوات ، يمكنك استخدام ترميز Base64 بشكل فعال في تطبيقات Go الخاصة بك. يوفر ترميز Base64 حلا متعدد الاستخدامات للتعامل مع البيانات الثنائية كنص ، سواء كان التعامل مع عمليات تحميل الملفات أو نقل البيانات أو عمليات التشفير. يمكنك تنفيذ ترميز Base64 في Go من العمل بسلاسة مع البيانات الثنائية في البيئات المستندة إلى النص، مما يعزز المرونة وإمكانية التشغيل البيني لتطبيقاتك.

Permalinkاستنتاج

في هذه المقالة ، تعرفنا على تاريخ Base64 ، وكيف يعمل ، وكيفية تنفيذ برنامج تشفير base64 في Python و PHP.