CN105740215A

CN105740215A - 一种数据通信编码和解码方法

Info

Publication number: CN105740215A
Application number: CN201610046833.0A
Authority: CN
Inventors: 陈轶
Original assignee: Beijing Zhang Kuo Mobile Media Science And Technology Ltd
Current assignee: Beijing Zhang Kuo Mobile Media Science And Technology Ltd
Priority date: 2016-01-23
Filing date: 2016-01-23
Publication date: 2016-07-06

Abstract

本发明公开了一种数据通信编码和解码方法，包括：步骤1)制定一个映射表，使得二进制字节数据能够被影射到可显的文本字符，其中，所述文本字符为一组ASCII字符；步骤2)获得需要通信的数据的二进制数据，将任一字节的二进制数据转为相应的Base64编码文本字符。本发明以定长方式对二进制数据做编码，因此首先能很容易地通过base64编码获得原始数据的长度，其次解析起来十分便利，非常有利于计算机处理器的计算。

Description

一种数据通信编码和解码方法

技术领域

本发明属于计算机通信领域，尤其涉及一种数据通信编码和解码方法。

背景技术

Base64是一种流行于网络二进制信息传输的编码。它能将不能显示的二进制字节数据转为可见的文本字节数据。由于很多公共的网络协议需要传递可见的文本字符，因此需要将一些二进制数据(比如图像、音频数据)转为可见的文本数据才能进行传输、交换。

现有的Base64编码与解码方式存在两个问题。

第一，就是标准完全是开放的，因此如果某些黑客知道当前数据用的是Base64编码方式，那么它们很容易就能获得相应的原始数据信息。

其次，处理现有的编码方式对处理器而言并不友好，因为它需要向后看两个字节进行判定策略，分支判断比较多，这会阻碍处理器的计算性能。

发明内容

本发明所要解决的是基于现有技术是公开标准，不利于公司内部数据通信的保密性，算法略为复杂，计算机处理的速度会相对较慢，从编码后的字符串来获得原始二进制数据的长度也较复杂。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种数据通信编码方法，包括：

步骤1)制定一个映射表，使得二进制字节数据能够被映射到可显的文本字符，其中，所述文本字符为一组ASCII字符；

步骤2)获得需要通信的数据的二进制数据，将任一字节的二进制数据转为相应的Base64编码文本字符。

进一步地，优选的方法是，步骤1)中，选取以下一组共6比特的ASCII字符。

进一步地，优选的方法是，还包括：设置一个由2个比特构成的进位标志；

其中，所述2个比特能表示0到3这四个数字；

0表示相应字节表示的是0到63的整数；1表示相应字节表示的是64到127的整数；2表示相应字节表示的是128到191的整数；3表示相应字节表示的是192到255的整数；

其中，基于以上6比特的文本信息位与2比特的进位位，将任一字节的二进制数据转为相应的Base64编码文本字符。

优选的方法是，进一步包括：将三个字节的进位位组合在一起拼成一个6位的整数，该整数通过上述列出的字符进行表达，具体包括：

编码方式为第一个字节为后三个字节的进位位的表示字节，第二个字节为第一个字节模64后的信息，第三个字节为第二个字节模64后的信息，第四个字节为第三个字节模64后的信息。

进一步地，优选的方法是，所述一组共64个ASCII字符具体包括：

'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',

'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',

′-′，‘_’

其中，第一个0对应于字节值0，最后的_对应于字节值63。

一种数据通信解码方法，具体包括：

步骤1)将编码后的文本字符四个字符作为一组；

步骤2)先解析第一个字节，将后三字节的进位系数解析出来；

步骤3)然后以此将后三个字符变为相应的字符映射前的整数，然后乘以进位系数，以此得到原来的二进制字节值，该二进制字节值即为传递过来的数据。

本发明采取了以上方案以后，以定长方式对二进制数据做编码，因此首先能很容易地通过base64编码获得原始数据的长度，其次解析起来十分便利，非常有利于计算机处理器的计算。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，

图1是本发明一个实施例的字节编码的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

其中，本发明中的缩写如下：

URL：统一资源定位符。用于指定本地或网络上的某一资源的位置。

ASCII码：美国国家标准信息交换码。目前作为计算机标准的基本字符集。

模：求余数操作。比如a模b表示求a除以b的余数。

具体来说，本发明提供了一种数据通信的编码方法和解码方法，其中，根据具体实施例，一种数据通信编码方法，包括：

其中，所述2个比特能表示0到3这四个数字；

'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',

'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',

′-′，‘_’

其中，第一个0对应于字节值0，最后的_对应于字节值63。

一种数据通信解码方法，具体包括：

步骤1)将编码后的文本字符四个字符作为一组；

更具体地说，在实施例中，首先本定制版的base64编码需要制定一个映射表，使得二进制字节数据能够被影射到可显的文本字符。我们从中选择了一组可显示的，并且能完全满足URL标准规范的ASCII字符：

'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',

'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',

′-′,‘_’

第一个0对应于字节值0，最后的_对应于字节值63。由于一个字节所表示的整数范围是0到255，一共有256种表示，所以上述64个字符远远不够。为了能显示大于63的字节，本编码用一个由2个比特构成的进位标志来表示。2个比特能表示0到3这四个数字，0表示相应字节表示的是0到63的整数；1表示相应字节表示的是64到127的整数；2表示相应字节表示的是128到191的整数；3表示相应字节表示的是192到255的整数。

有了6比特的文本信息位与2比特的进位位，我们就能够将任一字节的二进制数据转为相应的定制的Base64编码文本字符了。但是这里还要解决一个进位位的存放问题。由于我们只需要使用2位进位标志位，因此如果将2个比特作为一个字节来用显然非常浪费，因此我们这里将三个字节的进位位组合在一起拼成一个6位的整数，这样该整数正好又能通过上述列出的字符进行表达。所以，编码方式为第一个字节为后三个字节的进位位的表示字节，第二个字节为第一个字节模64后的信息，第三个字节为第二个字节模64后的信息，第四个字节为第三个字节模64后的信息。因此，对于连续三个字节信息所对应的特制Base64编码的格式如图1所示：

具体来说，在图1中，最左边的字节为第一个字节，最右边的字节为第4个字节。其中，第一个字节中比特0、比特1表示“字节1”的进位位；比特2、比特3表示“字节2”的进位位；比特4、比特5表示“字节3”的进位位；比特6、比特7全0。

下面举一个实际例子：对字节序列0x03,0x41,0x80进行特制的Base64编码，那么按照流程，先判定每个字节的进位位。第一个字节0x3，小于64，因此进位位为0；第二个字节0x41，大于64，但小于128，所进位位为1；第三个字节为0x80，正好是128，进位位为2。所以整个进位字节为0b00020100，十六进制为0x24，十进制为36，对于上述字母映射表中的小写的’a’。第一个字节是0x3，对应字母映射表中的’3’。第二个字节为0x41，减去64之后为1，所以对应字母映射表中的’1’；第三个字节为0x80，减去128之后为0，对应于字母映射表中的’0’。所以编码后的文本字符串为：”a310”。

而对于编码好的文本字符串，要获取对它解码后的字节长度也非常容易。由于每三个字节生成一组文本编码串，而编码后的一组文本编码字符串由四个字符构成，所以计算方式为：将编码后的文本字符串长度除以4，然后将整数部分乘以3，再加上余数部分就是编码前的字节序列长度(或解码后的字节序列长度)。

而解码过程也十分简单。将编码后的文本字符四个字符作为一组，先解析第一个字节，将后三字节的进位系数解析出来，然后以此将后三个字符变为相应的字符映射前的整数，然后乘以进位系数就得到了原来的二进制字节值。

其中，与现有技术相比，本发明以三个字节作为一组进行编码，形成四字符编码组；编码组中的第一个字节以两个比特位作为相应字节信息的进位系数；编码组中的第一个字节一共由6位比特位构成，最高2位为全0，其存在以下的技术效果：

1、更可靠的安全性

2、编码规则更为灵活(字节映射表可自定义，字符编码顺序也可自定义)

3、压缩度高

4、编码、解码算法简单，方便通用处理器处理计算，比起原先的算法在处理速度上更快。

需要说明的是，对于上述方法实施例而言，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数据通信编码方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的数据通信编码方法，其特征在于，步骤1)中，选取以下一组共6比特的ASCII字符。

3.根据权利要求2所述的数据通信编码方法，其特征在于，还包括：设置一个由2个比特构成的进位标志；

其中，所述2个比特能表示0到3这四个数字；

4.根据权利要求3所述的数据通信编码方法，其特征在于，进一步包括：将三个字节的进位位组合在一起拼成一个6比特的整数，该整数通过上述列出的字符进行表达，具体包括：

5.根据权利要求2所述的数据通信编码方法，其特征在于，所述一组共64个ASCII字符具体包括：

′0′,′1′,′2′,′3′,′4′,′5′,′6′,′7′,′8′,′9′,

′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′,

′u′,′v′,′w′,′x′,′y′,′z′,

′-′,‘_’

其中，第一个0对应于字节值0，最后的_对应于字节值63。

6.一种数据通信解码方法，其特征在于，包括：

步骤1)将编码后的文本字符四个字符作为一组；

步骤3)然后以此将后三个字符变为相应的字符映射前的整数，然后乘以进位系数，以此得到原来的二进制字节值，该二进制字节值即为传递的数据。