[Base 64] Base64이란 무엇일까? / Base64 사용 이유와 인코딩과 디코딩

[Base 64] Base64이란 무엇일까? / Base64의 인코딩과 디코딩

인코딩(encoding)은 파일에 저장된 정보의 형태나 형식을 데이터 표준화, 보안, 처리 속도 향상, 저장 공간 절약 등을 위해서 다른 형태로 변환하는 처리 혹은 그 처리 방식을 말합니다. 이메일 등의 전송, 동영상이나 이미지 영역에서 많이 사용되며, 반대말은 디코딩(decoding)입니다.

 

 

Base64를 글자 그대로 직역하면 64진법이라는 뜻입니다. 컴퓨터 분야에서 쓰이는 Base 64(베이스 육십사)란 8비트 이진 데이터(예를 들어 실행 파일이나, ZIP 파일 등)를 문자 코드에 영향을 받지 않는 공통 ASCII 영역의 문자들로만 이루어진 일련의 문자열로 바꾸는 인코딩 방식을 가리키는 개념입니다.

 

 

Base64는 어떤 문자와 기호를 쓰느냐에 따라 다양한 변종이 있지만, 대부분 처음 62개는 알파벳 A-Z, a-z와 0-9를 사용하며 마지막 두 개를 어떤 기호를 쓰느냐의 차이만 있습니다.

💡 Base64 변환표

 

base64 인코딩 과정은 먼저 24bit의 buffer를 생성하여 위쪽(MSB)부터 바이트 데이터를 넣은 뒤,

버퍼의 위쪽부터 6bit 단위로 잘라 Base64 테이블의 ASCII 문자로 변환합니다. 

다시 말해,  원본 문자열> ASCII binary> 6bit로 cut> base64 encodeing  순서가 됩니다.

 

예를 들어, Man이라는 세 글자 단어를 Base64로 인코딩한다면 

Man > 77 97 110 > 01001101   01100001 01101110 > TWFu로 변환이 됩니다.

 

직접 인코딩 및 디코딩 변환 결과를 확인하고 싶다면, 아래 사이트에서 테스트해볼 수 있습니다. 

👉 http://www.base64encode.org/

💡 Base64 사용 이유

위의 과정대로 Base64로 인코딩을 하게 되면  6bit당 2bit의 Overhead가 발생하여

전송해야 될 데이터의 크기가 약 33% 정도 늘어납니다.

33%나 데이터의 크기가 증가하고, 인코딩과 디코딩의 추가 연산까지 필요한데

Base64 인코딩을 사용하는 이유는 무엇일까요?

 

통신과정에서 바이너리 데이터의 손실을 막기 위해 사용됩니다.

플랫폼 독립적으로 Binary Data(이미지나 오디오)를 전송할 필요가 있을 때, ASCII로 Encoding 하여 전송하게 되면 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다.

 

대표적인 문제는

• ASCII는 7 bits Encoding인데 나머지 1bit를 처리하는 방식이 시스템 별로 상이합니다.
• 일부 제어 문자 (e.g. Line ending)의 경우 시스템 별로 다른 코드값을 가집니다.

위와 같은 문제로 ASCII는 시스템 간 데이터를 전달하기에 안전하지 않습니다. 

Base64는 ASCII 중 제어 문자와 일부 특수문자를 제외한 64개의 안전한 출력 문자만 사용합니다.
(* 안전한 출력 문자란 문자 코드에 영향을 받지 않는 공통 ASCII를 의미)

 

즉, Base64는 HTML 또는 Email과 같이 문자를 위한 Media에 Binary Data를 포함해야 될 필요가 있을 때, 포함된 Binary Data가 시스템 독립적으로 동일하게 전송 또는 저장되는 걸 보장하기 위해 사용합니다.

 

 

참고

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B2%A0%EC%9D%B4%EC%8A%A464#cite_ref-2