0x00 base64的原理

编码方式

计算机储存数据以字节为单位，一个位有八个字节，比如“abc”字符串，这是底层的数据结构

a               b              c
01100001     01100010       01100011

三个字符对应3×8=24个位，同时24可以看成6×4的积，故把三个字节组合后，以六个字节为一组分割可以分割出4组，但是为了符合计算机的储存结构，每组空出来的两个高位要补上0。

00011000    00010110    00001001    00100011

同时，新的四个字节每个可以表示一个整数，如果将这些整数映射到一张特定的码表上，便会得到一个新的字符串。例如这是标准base64的码表：

那么刚刚新的四个字节就被表示成了：

Y(24)      W(22)      J(9)      j(35)

于是一串base64码就出来了：abc->YWJj

假如加密内容长度不是3的倍数怎么办？

我们可以通过补全字节的方法用0补全字节数到3的倍数，然后在base64码后用‘=’表明补全字节的数量。例如“abcd”字符串：

a               b              c            d        
01100001     01100010       01100011     01100100

00011000(Y)    00010110(W)    00001001(J)    00100011(j)    00011001(Z)     00000000(A)     00000000(A)    00000000(A)
//最后两个A要替换为=，因为转换后具有有效信息的只是前6个字节

得到base64码YWJjZA==

代码实现

利用3变4，不够3补为3的逻辑，我们可以利用C语言以三个字节为一组利用位运算符进行base64转换（个人认为三个字节一组循环处理是最高效的）

这是编码部分的C程序，标明了一些细节：

void base64_encode(char *src,char *result){
    int fill_bit=0;
    int data_length;
    int result_length;
    int index;
    bool full=true;
    data_length=strlen(src);
    //printf("length:%d\n",data_length);
    fill_bit=((3-strlen(src)%3)%3); //计算未满字节，注意除去3的情况
    for(int k=0;k>2;
        result[j++]=table[index];
        index=((src[i]&3)<<4)+(src[i+1]>>4);
        result[j++]=table[index];
        index=((src[i+1]&15)<<2)+(src[i+2]>>6);
        result[j++]=table[index];
        index=(src[i+2]&63);
        result[j++]=table[index];
        //<< >> 运算符的优先级低于+ -，注意加括号
    }
    result_length=strlen(result);
    for(int k=0;k

解码方式

按照上面的思维，很容易想到只要把=替换为A并且把4个字节合并为3个字节即可还原出原码。不过这里有个容易搞错的东西，解码时每个字符字节对应的二进制数据并不是这个字符的ASCII码，而是这个字符在码表中的下标。（在这里出了bug卡了一下，所以有点印象）

下面是C的实现方法：

int findchr(char *array,char ch){
    for(int i=0;i

void base64_decode(char *src,char *result){
    int base_len;
    int j=0;
    base_len=strlen(src);
    //printf("length:%d\n",base_len);
    for(int i=0;i>4);
        result[j++]=(findchr(table,src[i+1])<<4)+(findchr(table,src[i+2])>>2);
        result[j++]=((findchr(table,src[i+2])&3)<<6)+(findchr(table,src[i+3]));
        //注意编码是table对应的编码，不是原来的ascii码
        //按位运算符优先级低于位移运算符，注意括号
    }
}

0x01 base64的延伸

传输图片

有时候可以把图片的数据用base64编码，达到利于传输的目的

变种

很多二进制表通过对码表等进行加密或者位移的方法进行混淆，特别是用标准码表翻译出乱码时要留意这点

base64在逆向题中的特征

• 通常会在strings视图中出现明显的码表或者一些base64码（其它base加密同理）
• 通常decode的函数会有定长的循环同时带有很多位运算和指针操作啥的，利用这点可以快速锁定关键函数
• 使用位移运算写的算法通常会带有有几个关键的整数，比如：4，2，6，15，63啥的，反正就是位运算涉及到的常数，可以用来作为关键函数的标志

0x02 完整源码

水平有限，欢迎指正！

#include
#include
#include
#include

char table[65]="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
char padding_char='=';

int findchr(char *array,char ch){
    for(int i=0;i>2;
        result[j++]=table[index];
        index=((src[i]&3)<<4)+(src[i+1]>>4);
        result[j++]=table[index];
        index=((src[i+1]&15)<<2)+(src[i+2]>>6);
        result[j++]=table[index];
        index=(src[i+2]&63);
        result[j++]=table[index];
        //<< >> 运算符的优先级低于+ -，注意加括号
    }
    result_length=strlen(result);
    for(int k=0;k>4);
        result[j++]=(findchr(table,src[i+1])<<4)+(findchr(table,src[i+2])>>2);
        result[j++]=((findchr(table,src[i+2])&3)<<6)+(findchr(table,src[i+3]));
        //注意编码是table对应的编码，不是原来的ascii码
        //按位运算符优先级低于位移运算符，注意括号
    }
}

int main(){
    char words[100]="abc";
    char en_words[100]="";
    char de_words[100]="";
    base64_encode(words,en_words);
    printf("encode:%s\n",en_words);
    base64_decode(en_words,de_words);
    printf("decode:%s\n",de_words);
    return 0;
}