Koder/Dekoder Base64URL

Czym jest kodowanie Base64url?

Base64url to wariant kodowania Base64 zaprojektowany z myślą o użyciu w adresach URL, nazwach plików i innych kontekstach, gdzie standardowe znaki Base64 + i / powodują problemy. Zdefiniowany w RFC 4648 Sekcja 5, Base64url zastępuje + przez - (myślnik) i / przez _ (podkreślenie), pomijając końcowe znaki dopełnienia =. Wynikiem jest ciąg, który można osadzić bezpośrednio w parametrze zapytania URL, nazwie pliku lub nagłówku HTTP bez konieczności dodatkowego kodowania procentowego.

Standardowy Base64 (RFC 4648 Sekcja 4) używa 64 znaków: A-Z, a-z, 0-9, + i /. Znaki + i / są zarezerwowane w adresach URL: + jest interpretowany jako spacja w ciągach zapytań (application/x-www-form-urlencoded), a / jest separatorem ścieżki. Użycie standardowego Base64 wewnątrz adresu URL wymaga zatem kodowania procentowego tych znaków (%2B, %2F), co zwiększa długość ciągu i utrudnia jego czytelność. Base64url całkowicie eliminuje ten problem, używając od początku znaków bezpiecznych dla URL.

Najbardziej rozpowszechnione zastosowanie Base64url to JSON Web Tokeny (JWT). Wszystkie trzy segmenty JWT — nagłówek, ładunek i podpis — są kodowane w Base64url. Weryfikatory PKCE OAuth 2.0, wartości challenge WebAuthn oraz wiele schematów tokenów API również opiera się na Base64url. Zrozumienie tego kodowania jest niezbędne dla każdego programisty pracującego z uwierzytelnianiem, autoryzacją lub kryptograficzną wymianą danych.

Dlaczego warto używać tego narzędzia Base64url?

Konwertuj między Base64url a tekstem lub danymi binarnymi bezpośrednio w przeglądarce. Obsługiwane jest zarówno kodowanie, jak i dekodowanie, z automatyczną obsługą dopełnienia i zamiany znaków. Niezależnie od tego, czy debugujesz token JWT, generujesz kod challenge PKCE, czy budujesz identyfikatory bezpieczne dla URL, narzędzie to przetwarza wszystko lokalnie w Twojej przeglądarce bez żadnych opóźnień i bez potrzeby komunikacji z serwerem.

Przypadki użycia Base64url

Standardowy Base64 a Base64url

Base64url różni się od standardowego Base64 dokładnie w trzech aspektach. Algorytm kodowania jest identyczny — zmienia się tylko alfabet i obsługa dopełnienia:

Te trzy różnice oznaczają, że konwersja między standardowym Base64 a Base64url jest prosta: zastąp + przez -, / przez _ i usuń końcowe znaki =. W odwrotnym kierunku zastąp - przez +, _ przez / i dodaj z powrotem dopełnienie, aby długość była wielokrotnością 4. Większość języków programowania oferuje natywną obsługę Base64url, co sprawia, że ręczna konwersja jest zbędna. Obie konwersje są w pełni odwracalne i bezstratne, zachowując oryginalną sekwencję bajtów w niezmienionej postaci.

Tabela porównawcza kodowania

Poniższa tabela pokazuje te same dane wejściowe zakodowane standardowym Base64 i Base64url. Zwróć uwagę, jak znaki dopełnienia (=) są usuwane, a + i / zastępowane przez - i _ w wariancie bezpiecznym dla URL:

Przykłady kodu

Jak kodować i dekodować ciągi Base64url w popularnych językach programowania. Każdy przykład generuje wynik bezpieczny do użycia w adresach URL, nazwach plików i nagłówkach HTTP:

// Encode to Base64url
function toBase64url(str) {
  return btoa(unescape(encodeURIComponent(str)))
    .replace(/\+/g, '-')
    .replace(/\//g, '_')
    .replace(/=+$/, '')
}
toBase64url('Hello!') // → "SGVsbG8h"

// Decode from Base64url
function fromBase64url(b64url) {
  const b64 = b64url.replace(/-/g, '+').replace(/_/g, '/')
  const pad = (4 - b64.length % 4) % 4
  return decodeURIComponent(escape(atob(b64 + '='.repeat(pad))))
}
fromBase64url('SGVsbG8h') // → "Hello!"

// Native base64url support since Node 15.7
const encoded = Buffer.from('Hello!').toString('base64url')
// → "SGVsbG8h"

const decoded = Buffer.from('SGVsbG8h', 'base64url').toString()
// → "Hello!"

// Decode a JWT payload
const jwt = 'eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIn0...'
const payload = JSON.parse(Buffer.from(jwt.split('.')[1], 'base64url').toString())
// → { sub: "1234567890" }

import base64

# Encode to Base64url (no padding)
encoded = base64.urlsafe_b64encode(b'Hello!').rstrip(b'=').decode()
# → "SGVsbG8h"

# Decode from Base64url (re-add padding)
def b64url_decode(s: str) -> bytes:
    s += '=' * (4 - len(s) % 4)  # restore padding
    return base64.urlsafe_b64decode(s)

b64url_decode('SGVsbG8h')  # → b'Hello!'

package main

import (
    "encoding/base64"
    "fmt"
)

func main() {
    // Encode to Base64url (no padding)
    encoded := base64.RawURLEncoding.EncodeToString([]byte("Hello!"))
    fmt.Println(encoded) // → "SGVsbG8h"

    // Decode from Base64url
    decoded, _ := base64.RawURLEncoding.DecodeString("SGVsbG8h")
    fmt.Println(string(decoded)) // → "Hello!"
}

Często zadawane pytania