Как сделать кодирование base64 на iOS?

Question

Я хотел бы сделать base64 кодирование и декодирование, но не смог найти никакой поддержки от iPhone SDK. Как я могу base64 кодировать и декодировать с или без библиотеки?

Answer 1

Это хороший вариант использования для целей C категории .

Для кодировки Base64:

#import <Foundation/NSString.h>

@interface NSString (NSStringAdditions)

+ (NSString *) base64StringFromData:(NSData *)data length:(int)length;

@end

-------------------------------------------

#import "NSStringAdditions.h"

static char base64EncodingTable[64] = {
  'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
  'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
  'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
  'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'
};

@implementation NSString (NSStringAdditions)

+ (NSString *) base64StringFromData: (NSData *)data length: (int)length {
  unsigned long ixtext, lentext;
  long ctremaining;
  unsigned char input[3], output[4];
  short i, charsonline = 0, ctcopy;
  const unsigned char *raw;
  NSMutableString *result;

  lentext = [data length]; 
  if (lentext < 1)
    return @"";
  result = [NSMutableString stringWithCapacity: lentext];
  raw = [data bytes];
  ixtext = 0; 

  while (true) {
    ctremaining = lentext - ixtext;
    if (ctremaining <= 0) 
       break;        
    for (i = 0; i < 3; i++) { 
       unsigned long ix = ixtext + i;
       if (ix < lentext)
          input[i] = raw[ix];
       else
  input[i] = 0;
  }
  output[0] = (input[0] & 0xFC) >> 2;
  output[1] = ((input[0] & 0x03) << 4) | ((input[1] & 0xF0) >> 4);
  output[2] = ((input[1] & 0x0F) << 2) | ((input[2] & 0xC0) >> 6);
  output[3] = input[2] & 0x3F;
  ctcopy = 4;
  switch (ctremaining) {
    case 1: 
      ctcopy = 2; 
      break;
    case 2: 
      ctcopy = 3; 
      break;
  }

  for (i = 0; i < ctcopy; i++)
     [result appendString: [NSString stringWithFormat: @"%c", base64EncodingTable[output[i]]]];

  for (i = ctcopy; i < 4; i++)
     [result appendString: @"="];

  ixtext += 3;
  charsonline += 4;

  if ((length > 0) && (charsonline >= length))
    charsonline = 0;
  }     
  return result;
}

@end

Для декодирования Base64:

#import <Foundation/Foundation.h>

@class NSString;

@interface NSData (NSDataAdditions)

+ (NSData *) base64DataFromString:(NSString *)string;

@end

-------------------------------------------

#import "NSDataAdditions.h"

@implementation NSData (NSDataAdditions)

+ (NSData *)base64DataFromString: (NSString *)string
{
    unsigned long ixtext, lentext;
    unsigned char ch, inbuf[4], outbuf[3];
    short i, ixinbuf;
    Boolean flignore, flendtext = false;
    const unsigned char *tempcstring;
    NSMutableData *theData;

    if (string == nil)
    {
        return [NSData data];
    }

    ixtext = 0;

    tempcstring = (const unsigned char *)[string UTF8String];

    lentext = [string length];

    theData = [NSMutableData dataWithCapacity: lentext];

    ixinbuf = 0;

    while (true)
    {
        if (ixtext >= lentext)
        {
            break;
        }

        ch = tempcstring [ixtext++];

        flignore = false;

        if ((ch >= 'A') && (ch <= 'Z'))
        {
            ch = ch - 'A';
        }
        else if ((ch >= 'a') && (ch <= 'z'))
        {
            ch = ch - 'a' + 26;
        }
        else if ((ch >= '0') && (ch <= '9'))
        {
            ch = ch - '0' + 52;
        }
        else if (ch == '+')
        {
            ch = 62;
        }
        else if (ch == '=')
        {
            flendtext = true;
        }
        else if (ch == '/')
        {
            ch = 63;
        }
        else
        {
            flignore = true; 
        }

        if (!flignore)
        {
            short ctcharsinbuf = 3;
            Boolean flbreak = false;

            if (flendtext)
            {
                if (ixinbuf == 0)
                {
                    break;
                }

                if ((ixinbuf == 1) || (ixinbuf == 2))
                {
                    ctcharsinbuf = 1;
                }
                else
                {
                    ctcharsinbuf = 2;
                }

                ixinbuf = 3;

                flbreak = true;
            }

            inbuf [ixinbuf++] = ch;

            if (ixinbuf == 4)
            {
                ixinbuf = 0;

                outbuf[0] = (inbuf[0] << 2) | ((inbuf[1] & 0x30) >> 4);
                outbuf[1] = ((inbuf[1] & 0x0F) << 4) | ((inbuf[2] & 0x3C) >> 2);
                outbuf[2] = ((inbuf[2] & 0x03) << 6) | (inbuf[3] & 0x3F);

                for (i = 0; i < ctcharsinbuf; i++)
                {
                    [theData appendBytes: &outbuf[i] length: 1];
                }
            }

            if (flbreak)
            {
                break;
            }
        }
    }

    return theData;
}

    @end

Answer 2

Действительно, очень быстрая реализация, которая была перенесена (и изменена / улучшена) из библиотеки PHP Core в собственный код Objective-C, доступна в классе QSStrings из библиотеки QSUtilities . Я сделал быстрый тест: файл изображения размером 5,3 МБ (JPEG) занял менее 50 мс для кодирования и около 140 мс для декодирования.

Код для всей библиотеки (включая методы Base64) доступен на GitHub .

Или, в качестве альтернативы, если вы хотите, чтобы код просто сами методы Base64, я разместил его здесь:

Сначала вам понадобятся таблицы сопоставления:

static const char _base64EncodingTable[64] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
static const short _base64DecodingTable[256] = {
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, -1, -2, -1, -1, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -1, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, 62, -2, -2, -2, 63,
    52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2,  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, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, 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, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
    -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2
};

Для кодирования:

+ (NSString *)encodeBase64WithString:(NSString *)strData {
    return [QSStrings encodeBase64WithData:[strData dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
}

+ (NSString *)encodeBase64WithData:(NSData *)objData {
    const unsigned char * objRawData = [objData bytes];
    char * objPointer;
    char * strResult;

    // Get the Raw Data length and ensure we actually have data
    int intLength = [objData length];
    if (intLength == 0) return nil;

    // Setup the String-based Result placeholder and pointer within that placeholder
    strResult = (char *)calloc((((intLength + 2) / 3) * 4) + 1, sizeof(char));
    objPointer = strResult;

    // Iterate through everything
    while (intLength > 2) { // keep going until we have less than 24 bits
        *objPointer++ = _base64EncodingTable[objRawData[0] >> 2];
        *objPointer++ = _base64EncodingTable[((objRawData[0] & 0x03) << 4) + (objRawData[1] >> 4)];
        *objPointer++ = _base64EncodingTable[((objRawData[1] & 0x0f) << 2) + (objRawData[2] >> 6)];
        *objPointer++ = _base64EncodingTable[objRawData[2] & 0x3f];

        // we just handled 3 octets (24 bits) of data
        objRawData += 3;
        intLength -= 3; 
    }

    // now deal with the tail end of things
    if (intLength != 0) {
        *objPointer++ = _base64EncodingTable[objRawData[0] >> 2];
        if (intLength > 1) {
            *objPointer++ = _base64EncodingTable[((objRawData[0] & 0x03) << 4) + (objRawData[1] >> 4)];
            *objPointer++ = _base64EncodingTable[(objRawData[1] & 0x0f) << 2];
            *objPointer++ = '=';
        } else {
            *objPointer++ = _base64EncodingTable[(objRawData[0] & 0x03) << 4];
            *objPointer++ = '=';
            *objPointer++ = '=';
        }
    }

    // Terminate the string-based result
    *objPointer = '\0';

    // Create result NSString object
    NSString *base64String = [NSString stringWithCString:strResult encoding:NSASCIIStringEncoding];

    // Free memory
    free(strResult);

    return base64String;
}

Для декодирования:

+ (NSData *)decodeBase64WithString:(NSString *)strBase64 {
    const char *objPointer = [strBase64 cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding];
    size_t intLength = strlen(objPointer);
    int intCurrent;
    int i = 0, j = 0, k;

    unsigned char *objResult = calloc(intLength, sizeof(unsigned char));

    // Run through the whole string, converting as we go
    while ( ((intCurrent = *objPointer++) != '\0') && (intLength-- > 0) ) {
        if (intCurrent == '=') {
            if (*objPointer != '=' && ((i % 4) == 1)) {// || (intLength > 0)) {
                // the padding character is invalid at this point -- so this entire string is invalid
                free(objResult);
                return nil;
            }
            continue;
        }

        intCurrent = _base64DecodingTable[intCurrent];
        if (intCurrent == -1) {
            // we're at a whitespace -- simply skip over
            continue;
        } else if (intCurrent == -2) {
            // we're at an invalid character
            free(objResult);
            return nil;
        }

        switch (i % 4) {
            case 0:
                objResult[j] = intCurrent << 2;
                break;

            case 1:
                objResult[j++] |= intCurrent >> 4;
                objResult[j] = (intCurrent & 0x0f) << 4;
                break;

            case 2:
                objResult[j++] |= intCurrent >>2;
                objResult[j] = (intCurrent & 0x03) << 6;
                break;

            case 3:
                objResult[j++] |= intCurrent;
                break;
        }
        i++;
    }

    // mop things up if we ended on a boundary
    k = j;
    if (intCurrent == '=') {
        switch (i % 4) {
            case 1:
                // Invalid state
                free(objResult);
                return nil;

            case 2:
                k++;
                // flow through
            case 3:
                objResult[k] = 0;
        }
    }

    // Cleanup and setup the return NSData
    NSData * objData = [[[NSData alloc] initWithBytes:objResult length:j] autorelease];
    free(objResult);
    return objData;
}

Answer 3

Исторически мы бы направили вас к одной из множества сторонних библиотек base 64 (как обсуждалось в других ответах) для преобразования из двоичных данных в строку base 64 (и обратно), но iOS 7 теперь имеет нативная кодировка base 64 (и предоставляет ранее частные методы iOS 4 на случай, если вам потребуется поддержка более ранних версий iOS).

Таким образом, для преобразования NSData в NSString представление base 64 вы можете использовать base64EncodedStringWithOptions. Если вам необходимо поддерживать версии iOS до 7.0, вы можете сделать:

NSString *string;

if ([data respondsToSelector:@selector(base64EncodedStringWithOptions:)]) {
    string = [data base64EncodedStringWithOptions:kNilOptions];  // iOS 7+
} else {
    string = [data base64Encoding];                              // pre iOS7
}

И для преобразования базы 64 NSString обратно в NSData вы можете использовать initWithBase64EncodedString. Аналогично, если вам нужно поддерживать версии iOS до 7.0, вы можете сделать:

NSData *data;

if ([NSData instancesRespondToSelector:@selector(initWithBase64EncodedString:options:)]) {
    data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:string options:kNilOptions];  // iOS 7+
} else {
    data = [[NSData alloc] initWithBase64Encoding:string];                           // pre iOS7
}

---

Очевидно, что если вам не нужна обратная совместимость с версиями iOS до 7.0, это еще проще, просто используйте base64EncodedStringWithOptions или initWithBase64EncodedString, соответственно, и не беспокойтесь о проверке во время выполнения для более ранней iOS версии. Фактически, если вы используете приведенный выше код, когда ваша минимальная цель - iOS 7 или выше, вы получите предупреждение компилятора об устаревших методах. Итак, в iOS 7 и выше вы просто конвертируете в строку base 64 строку:

NSString *string = [data base64EncodedStringWithOptions:kNilOptions];

и обратно с:

NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:string options:kNilOptions]; 

Answer 4

iOS включает встроенную поддержку кодирования и декодирования base64. Если вы посмотрите на resolv.h, вы увидите две функции b64_ntop и b64_pton. Библиотека Square SocketRocket предоставляет разумный пример использования этих функций из target-c.

Эти функции довольно хорошо протестированы и надежны - в отличие от многих реализаций, которые вы можете найти в случайных публикациях в Интернете. Не забудьте сделать ссылку на libresolv.dylib.

Answer 5

Поскольку это, похоже, первое место в Google по кодировке base64 и iphone, мне хотелось поделиться своим опытом с фрагментом кода выше.

Это работает, но очень медленно. Тест на случайном изображении (0,4 МБ) на родном iphone занял 37 секунд. Основная причина, вероятно, заключается в магии ООП - одиночных символьных строках NSS и т. Д., Которые автоматически высвобождаются только после завершения кодирования.

В другом предложении, размещенном здесь (ab), используется библиотека openssl, которая также выглядит как излишняя.

Приведенный ниже код занимает 70 мс - это ускорение в 500 раз. Это только делает кодирование base64 (декодирование последует, как только я с ним столкнусь)

+ (NSString *) base64StringFromData: (NSData *)data length: (int)length {
int lentext = [data length]; 
if (lentext < 1) return @"";

char *outbuf = malloc(lentext*4/3+4); // add 4 to be sure

if ( !outbuf ) return nil;

const unsigned char *raw = [data bytes];

int inp = 0;
int outp = 0;
int do_now = lentext - (lentext%3);

for ( outp = 0, inp = 0; inp < do_now; inp += 3 )
{
    outbuf[outp++] = base64EncodingTable[(raw[inp] & 0xFC) >> 2];
    outbuf[outp++] = base64EncodingTable[((raw[inp] & 0x03) << 4) | ((raw[inp+1] & 0xF0) >> 4)];
    outbuf[outp++] = base64EncodingTable[((raw[inp+1] & 0x0F) << 2) | ((raw[inp+2] & 0xC0) >> 6)];
    outbuf[outp++] = base64EncodingTable[raw[inp+2] & 0x3F];
}

if ( do_now < lentext )
{
    char tmpbuf[2] = {0,0};
    int left = lentext%3;
    for ( int i=0; i < left; i++ )
    {
        tmpbuf[i] = raw[do_now+i];
    }
    raw = tmpbuf;
    outbuf[outp++] = base64EncodingTable[(raw[inp] & 0xFC) >> 2];
    outbuf[outp++] = base64EncodingTable[((raw[inp] & 0x03) << 4) | ((raw[inp+1] & 0xF0) >> 4)];
    if ( left == 2 ) outbuf[outp++] = base64EncodingTable[((raw[inp+1] & 0x0F) << 2) | ((raw[inp+2] & 0xC0) >> 6)];
}

NSString *ret = [[[NSString alloc] initWithBytes:outbuf length:outp encoding:NSASCIIStringEncoding] autorelease];
free(outbuf);

return ret;
}

Я пропустил обрезку, так как мне это не нужно, но добавить тривиально.

Для тех, кто заинтересован в оптимизации: цель состоит в том, чтобы минимизировать то, что происходит в основном цикле. Поэтому вся логика обработки последних 3 байтов обрабатывается вне цикла.

Также попробуйте работать с данными на месте, без дополнительного копирования в / из буферов. И уменьшите любую арифметику до минимума.

Заметьте, что биты, которые складываются вместе для поиска записи в таблице, не будут перекрываться, когда они должны быть упорядочены вместе без сдвига. Поэтому серьезным улучшением может стать использование 4 отдельных 256-байтовых таблиц поиска и устранение сдвигов, например:

outbuf[outp++] = base64EncodingTable1[(raw[inp] & 0xFC)];
outbuf[outp++] = base64EncodingTable2[(raw[inp] & 0x03) | (raw[inp+1] & 0xF0)];
outbuf[outp++] = base64EncodingTable3[(raw[inp+1] & 0x0F) | (raw[inp+2] & 0xC0)];
outbuf[outp++] = base64EncodingTable4[raw[inp+2] & 0x3F];

Конечно, вы могли бы пойти намного дальше, но это выходит за рамки этого.

Answer 6

Лучшее решение:

В NSData есть встроенная функция

[data base64Encoding]; //iOS < 7.0
[data base64EncodedStringWithOptions:NSDataBase64Encoding76CharacterLineLength]; //iOS >= 7.0

Answer 7

В отличном улучшении mvds есть две проблемы. Измените код на это:

raw = tmpbuf;
inp = 0;
outbuf[outp++] = base64EncodingTable[(raw[inp] & 0xFC) >> 2];
outbuf[outp++] = base64EncodingTable[((raw[inp] & 0x03) << 4) | ((raw[inp+1] & 0xF0) >> 4)];
if ( left == 2 ) outbuf[outp++] = base64EncodingTable[((raw[inp+1] & 0x0F) << 2) | ((raw[inp+2] & 0xC0) >> 6)];
else outbuf[outp++] = '=';
outbuf[outp++] = '=';

Answer 8

Под iOS8 и выше используйте - (NSString *)base64EncodedStringWithOptions:(NSDataBase64EncodingOptions)options NSData

Answer 9

Рад, что людям понравилось. Конечная игра была немного испорчена, я должен признать. Помимо правильной установки inp = 0, вы должны либо увеличить размер tmpbuf до 3, например

unsigned char tmpbuf[3] = {0,0,0};

или не указывать в необработанном порядке [inp + 2]; если бы у нас был необработанный [inp + 2]! = 0 для этого чанка, мы все равно были бы в цикле ...

В любом случае, вы могли бы рассмотреть вопрос о сохранении блока поиска окончательной таблицы идентичным блоку в цикле для ясности. В финальной версии, которую я использовал, я сделал

while ( outp%4 ) outbuf[outp++] = '=';

Чтобы добавить ==

Извините, я не проверял RFC и прочее, должен был работать лучше!

Answer 10

Для обновления, чтобы использовать методы категории NSData (NSDataBase64Encoding) в iOS7, смотрите мой ответ здесь: https://stackoverflow.com/a/18927627/1602729