Base64とは

Base64って何？

Base64とは、64種類の文字（アルファベット「 a～z , A～Z 」と数字「 0～9 」、一部の記号「 + , / 」）と末尾の記号「 = 」を用いて一定の規則に基づきデータを変換するエンコード方式（データを他の形式に変換する際の方式）の一つです。

上記図はBase64の変換イメージです。元データをBase64でエンコード（変換）することでBase64の文字列に変換することができます。そして、変換したBase64の文字列はデコード（元に戻す）することで、元のデータに戻ります。

Base64はなぜ必要なの？

電子メールは、SMTPなどの制約により7bit（ASCII）で表現される英数字しか送ることができません。そのため、画像などの添付ファイルをメールでやり取りすることができませんでした。

この問題を解決したのが、MIME（Multipurpose Internet Mail Extension：多目的インターネットメール拡張）と呼ばれる電子メールでさまざまなフォーマット（書式）を扱えるようにした規格です。

このMIMEの中でBase64というデータの変換方法が定められており、Base64を使うことで画像などの添付ファイルをメールで使うことができるようになりました。

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Base64は何に使われているの？

電子メール

電子メールは、先ほど説明した通り、7ビットの文字列以外をやり取りすることができません。そのため、添付ファイルのデータを送信する際にBase64が標準的に利用されています。

Basic認証

HTTPヘッダは特殊記号を使うことができません。そのため、Base64にエンコードした文字列が使用されています。

ファイルアップロード

ファイルのアップロードは「multipart/form-data」を使うことが一般的ですが、画像などのバイナリデータをBase64にエンコードして文字列化したものをJSONにつめて送信する手法もよく使用されています。

Base64の変換形式

それでは、Base64のエンコードがどのような手順で実施されているのかを見ていきます。

[手順1] 2進数に変換する

Base64にエンコードしたいデータを2進数に変換します。

[手順2] 6ビットずつに分割し、最後に「0」を付与

変換した2進数を6ビットずつに分割します。

そして、最後が2ビットとなり4ビット足りないので、最後も6ビットになるように「0」を追加します。

[手順3] 変換表の通りに4文字ずつ変換し、最後に「=」を付与

以下の変換表の通りに4文字ずつ変換していきます。そして、4文字に分けた時、最後が2文字分足りないので「=」を追加します。

これで完成です。「ABCD」をBase64にエンコードすると「QUJD RA==」になることが分かりました。

[Base64 変換表]