Python Base64 エンコード完全ガイド

import base64

# HTTP Basic Auth ヘッダ用に API 認証情報ペアをエンコード
service_id = "deploy-svc"
api_key    = "sk-prod-9f2a1c3e8b4d"

credential_bytes   = f"{service_id}:{api_key}".encode("utf-8")
encoded_bytes      = base64.b64encode(credential_bytes)
encoded_str        = encoded_bytes.decode("ascii")  # bytes → str

print(encoded_str)
# ZGVwbG95LXN2Yzpzay1wcm9kLTlmMmExYzNlOGI0ZA==

import urllib.request

req = urllib.request.Request("https://api.internal/v1/deployments")
req.add_header("Authorization", f"Basic {encoded_str}")
# ヘッダ値: Basic ZGVwbG95LXN2Yzpzay1wcm9kLTlmMmExYzNlOGI0ZA==

import base64
import json

# 構造化サーバー設定を環境変数用にエンコード
server_config = {
    "host":           "db-primary.eu-west-1.internal",
    "port":           5432,
    "database":       "analytics_prod",
    "max_connections": 150,
    "ssl": {
        "mode":          "verify-full",
        "cert_path":     "/etc/ssl/certs/db-client.crt",
        "reject_self_signed": True,
    },
}

config_json    = json.dumps(server_config, sort_keys=True)
encoded_bytes  = base64.b64encode(config_json.encode("utf-8"))
encoded_str    = encoded_bytes.decode("ascii")

print(encoded_str[:60] + "...")
# eyJkYXRhYmFzZSI6ICJhbmFseXRpY3NfcHJvZCIsICJob3N0IjogImRi...

# デコードしてラウンドトリップを検証
decoded_json   = base64.b64decode(encoded_str).decode("utf-8")
restored       = json.loads(decoded_json)

print(restored["host"])            # db-primary.eu-west-1.internal
print(restored["ssl"]["mode"])     # verify-full

import base64

# 多言語コンテンツのエンコード — 国際的なプラットフォームのユーザー表示名
user_names = [
    "田中太郎",              # 日本語 — ひらがな・漢字は UTF-8 で 3 バイト
    "山田花子",              # 日本語 — ひらがな・漢字は UTF-8 で 3 バイト
    "Мария Соколова",      # キリル文字 — U+041C 以上
    "Carlos Mendoza",      # ASCII — 1 文字 1 バイト
]

for name in user_names:
    encoded = base64.b64encode(name.encode("utf-8")).decode("ascii")
    decoded = base64.b64decode(encoded).decode("utf-8")

    print(f"元の値    : {name}")
    print(f"エンコード: {encoded}")
    print(f"ラウンド  : {decoded}")
    print(f"一致      : {name == decoded}")
    print()

# 元の値    : Мария Соколова
# エンコード: 0JzQsNGA0LjRjyDQodC+0LrQvtC70L7QstCw
# ラウンド  : Мария Соколова
# 一致      : True

import base64
import json

def encode_jwt_segment(data: dict) -> str:
    """dict をパディングなしの URL セーフ Base64 文字列にエンコード（JWT 形式）。"""
    json_bytes = json.dumps(data, separators=(",", ":")).encode("utf-8")
    return base64.urlsafe_b64encode(json_bytes).rstrip(b"=").decode("ascii")

def decode_jwt_segment(segment: str) -> dict:
    """URL セーフ Base64 の JWT セグメントをデコード（欠落パディングを処理）。"""
    # パディングを補完：Base64 は長さが 4 の倍数である必要がある
    padding  = 4 - len(segment) % 4
    padded   = segment + ("=" * (padding % 4))
    raw      = base64.urlsafe_b64decode(padded)
    return json.loads(raw)

# JWT ヘッダとペイロードを構築
header  = {"alg": "HS256", "typ": "JWT"}
payload = {
    "sub":       "usr_7c3a9f1b2d",
    "workspace": "ws_eu-west-1-prod",
    "role":      "data-engineer",
    "iat":       1741824000,
    "exp":       1741910400,
}

header_segment  = encode_jwt_segment(header)
payload_segment = encode_jwt_segment(payload)

print(header_segment)
# eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

print(payload_segment)
# eyJzdWIiOiJ1c3JfN2MzYTlmMWIyZCIsIndvcmtzcGFjZSI6IndzX2...

# ラウンドトリップを検証
restored = decode_jwt_segment(payload_segment)
print(restored["role"])  # data-engineer

import base64
import json
from pathlib import Path

def encode_file_to_base64(file_path: str) -> str:
    """バイナリファイルを読み込み、Base64 エンコードされた表現を返す。"""
    try:
        raw_bytes = Path(file_path).read_bytes()
        return base64.b64encode(raw_bytes).decode("ascii")
    except FileNotFoundError:
        raise FileNotFoundError(f"File not found: {file_path}")
    except PermissionError:
        raise PermissionError(f"Permission denied reading: {file_path}")

# TLS 証明書をデプロイメントマニフェストに添付
cert_b64 = encode_file_to_base64("./ssl/service-client.crt")

deployment_manifest = {
    "service":     "payment-processor",
    "environment": "production",
    "region":      "eu-west-1",
    "tls": {
        "client_cert":     cert_b64,
        "cert_format":     "base64-pem",
    },
}

# マニフェストを書き出す — 証明書が文字列として安全に埋め込まれる
with open("./dist/deployment-manifest.json", "w") as f:
    json.dump(deployment_manifest, f, indent=2)

print(f"Certificate encoded: {len(cert_b64)} characters")

import base64
import requests  # pip install requests

def fetch_and_encode_binary(url: str, headers: dict | None = None) -> str:
    """API からバイナリリソースを取得して Base64 として返す。"""
    response = requests.get(url, headers=headers or {}, timeout=10)
    response.raise_for_status()  # 4xx/5xx で HTTPError を発生させる

    content_type = response.headers.get("Content-Type", "unknown")
    encoded      = base64.b64encode(response.content).decode("ascii")

    print(f"Content-Type : {content_type}")
    print(f"生のサイズ   : {len(response.content):,} bytes")
    print(f"エンコード後 : {len(encoded):,} characters")
    return encoded

# 例：内部請求 API から署名済み PDF 請求書をダウンロード
invoice_b64 = fetch_and_encode_binary(
    "https://billing.internal/api/v2/invoices/INV-2026-0042/pdf",
    headers={"Authorization": "Bearer eyJhbGc..."},
)

# 通知ペイロードに添付
notification = {
    "recipient_id":  "team-finance",
    "invoice_id":    "INV-2026-0042",
    "attachment": {
        "filename":     "invoice-2026-0042.pdf",
        "content":      invoice_b64,
        "content_type": "application/pdf",
        "encoding":     "base64",
    },
}
print(f"Payload ready: {len(str(notification)):,} characters")

import base64
import mimetypes
from pathlib import Path

def image_to_data_uri(image_path: str) -> str:
    """画像ファイルを HTML インライン埋め込み用の Base64 data URI に変換する。"""
    path      = Path(image_path)
    mime_type = mimetypes.guess_type(image_path)[0] or "image/octet-stream"
    raw_bytes = path.read_bytes()
    encoded   = base64.b64encode(raw_bytes).decode("ascii")
    return f"data:{mime_type};base64,{encoded}"

# HTML メールテンプレートに製品画像をインライン埋め込み
hero_uri      = image_to_data_uri("./assets/product-hero-768px.png")
thumbnail_uri = image_to_data_uri("./assets/product-thumb-128px.webp")

html_fragment = f"""
<img src="{hero_uri}"
     alt="Product hero"
     width="768" height="432"
     style="display:block;max-width:100%" />
"""

print(f"PNG data URI starts with: {hero_uri[:60]}...")
# data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAwAAAAA...

import base64
from pathlib import Path

CHUNK_SIZE = 3 * 1024 * 256  # 786,432 バイト — 3 の倍数、約 768 KB/チャンク

def encode_large_file(input_path: str, output_path: str) -> int:
    """
    大きなバイナリファイルを全体をメモリに読み込まずに Base64 エンコードする。
    書き込まれた Base64 文字数を返す。
    """
    total_chars = 0
    with open(input_path, "rb") as src, open(output_path, "w") as dst:
        while True:
            chunk = src.read(CHUNK_SIZE)
            if not chunk:
                break
            encoded_chunk = base64.b64encode(chunk).decode("ascii")
            dst.write(encoded_chunk)
            total_chars += len(encoded_chunk)
    return total_chars

# アセット配信マニフェスト用に 300 MB の製品動画をエンコード
chars_written = encode_large_file(
    "./uploads/product-demo-4k.mp4",
    "./dist/product-demo-4k.b64",
)
print(f"Encoded: {chars_written:,} Base64 characters")
# Encoded: 407,374,184 Base64 characters

import base64
import json
from pathlib import Path

def encode_assets_to_ndjson(asset_dir: str, output_path: str) -> int:
    """
    ディレクトリ内のすべてのバイナリファイルを NDJSON マニフェストにエンコードする。
    各行は JSON オブジェクト: {"path": "...", "mime": "...", "data": "<base64>"}
    処理されたファイル数を返す。
    """
    import mimetypes

    asset_path = Path(asset_dir)
    count = 0

    with open(output_path, "w") as out:
        for file_path in sorted(asset_path.rglob("*")):
            if not file_path.is_file():
                continue
            mime = mimetypes.guess_type(str(file_path))[0] or "application/octet-stream"
            encoded = base64.b64encode(file_path.read_bytes()).decode("ascii")
            record  = {"path": str(file_path.relative_to(asset_path)), "mime": mime, "data": encoded}
            out.write(json.dumps(record) + "\n")
            count += 1

    return count

processed = encode_assets_to_ndjson("./dist/static/", "./dist/asset-bundle.ndjson")
print(f"Encoded {processed} files into NDJSON asset bundle")

# ── python -m base64 ───────────────────────────────────────────────────
# 文字列をエンコード（パイプで stdin に渡す）
echo -n "deploy-svc:sk-prod-9f2a1c3e8b4d" | python3 -m base64
# ZGVwbG95LXN2Yzpzay1wcm9kLTlmMmExYzNlOGI0ZA==

# ファイルをエンコード
python3 -m base64 ./ssl/service-client.crt

# Base64 文字列をデコード
echo "ZGVwbG95LXN2Yzpzay1wcm9kLTlmMmExYzNlOGI0ZA==" | python3 -m base64 -d

# Base64 ファイルをバイナリに戻してデコード
python3 -m base64 -d ./dist/service-client.b64 > ./restored.crt

# ── Python ワンライナー — クロスプラットフォーム、Windows でも動作 ─────
# 文字列をエンコード
python3 -c "import base64,sys; print(base64.b64encode(sys.argv[1].encode()).decode())" "my-secret"
# bXktc2VjcmV0

# URL セーフエンコード（パディングなし）
python3 -c "import base64,sys; print(base64.urlsafe_b64encode(sys.argv[1].encode()).rstrip(b'=').decode())" "my-secret"
# bXktc2VjcmV0

# ファイルをインラインでエンコード（結果を stdout に出力）
python3 -c "import base64,sys; print(base64.b64encode(open(sys.argv[1],'rb').read()).decode())" ./config.json

pip install pybase64

import pybase64
import time

# pybase64 はドロップイン代替品 — stdlib と同じ関数シグネチャ
sample_payload = b"x" * (1024 * 1024)  # 1 MB のバイナリデータ

# 標準エンコード — base64.b64encode() と同一の出力
encoded = pybase64.b64encode(sample_payload)
decoded = pybase64.b64decode(encoded)
assert decoded == sample_payload

# URL セーフエンコード — base64.urlsafe_b64encode() と同一の出力
url_safe = pybase64.urlsafe_b64encode(sample_payload)

# b64encode_as_string() は str を直接返す — .decode() 呼び出し不要
telemetry_event = b'{"event":"page_view","session_id":"sess_3a7f91c2","ts":1741824000}'
encoded_str: str = pybase64.b64encode_as_string(telemetry_event)

print(encoded_str[:48] + "...")
# eyJldmVudCI6InBhZ2VfdmlldyIsInNlc3Npb25faWQi...

# スループット比較（概算、ハードウェアにより異なる）
# stdlib  base64.b64encode(1 MB):   ~80 MB/s
# pybase64.b64encode(1 MB):         ~800 MB/s（AVX2 CPU の SIMD パス）

pip install rich

import base64
import json
from rich import print as rprint
from rich.syntax import Syntax
from rich.console import Console

console = Console()

def decode_and_pretty_print(encoded: str, label: str = "Decoded payload") -> None:
    """Base64 文字列をデコードし、JSON として解析してシンタックスハイライト付きで表示する。"""
    raw_bytes = base64.b64decode(encoded + "==")  # 寛容なパディング
    try:
        parsed  = json.loads(raw_bytes)
        pretty  = json.dumps(parsed, indent=2, ensure_ascii=False)
        syntax  = Syntax(pretty, "json", theme="monokai", line_numbers=False)
        console.rule(f"[bold blue]{label}")
        console.print(syntax)
    except json.JSONDecodeError:
        # JSON でない — 生テキストを表示
        console.rule(f"[bold yellow]{label} (raw text)")
        rprint(raw_bytes.decode("utf-8", errors="replace"))

# 認証失敗リクエストの JWT ペイロードセグメントを検査
jwt_payload_segment = "eyJzdWIiOiJ1c3JfN2MzYTlmMWIyZCIsInJvbGUiOiJkYXRhLWVuZ2luZWVyIiwiZXhwIjoxNzQxOTEwNDAwfQ"
decode_and_pretty_print(jwt_payload_segment, "JWT Payload")