Base64 인코딩이란?

본 게시글은 아래의 글을 필사하였습니다.

https://effectivesquid.tistory.com/entry/Base64-%EC%9D%B8%EC%BD%94%EB%94%A9%EC%9D%B4%EB%9E%80

Base64 인코딩이란?

인코딩이란?

Base64 인코딩에 대해 알아보기전에 먼저 인코딩이란게 무엇인지 간략하게 알아보자. 인코딩(encoding)은 정보의 형태나 형식을 표준화, 보안, 처리 속도 향상, 저장 공간 절약 등을 위해서 다른 형태나 형식으로 변환하는 처리 혹은 그 처리 방식을 말한다. 동영상이나 이미지영역에서도 많이 사용되는 용어지만 우리는 Binary Data를 Text로 바꿔주는 Base64 인코딩에 대해서 알아봐야하기 때문에 이하는 생략하겠다.

Base64 인코딩

Base64란 Binary Data를 Text로 바꾸는 Encoding(binary-to-text encoding schemes)의 하나로써 Binary Data를 Character set에 영향을 받지 않는 공통 ASCII 영역의 문자로만 이루어진 문자열로 바꾸는 Encoding이다.

Base64를 글자 그대로 직역하면 64진법이라는 뜻이다. 64진법은 컴퓨터한테 특별한데 그 이유는 64가 2의 제곱수 64=2^6이며 2의 제곱수에 기반한 진법 중 화면에 표시되는 ASCII 문자들로 표시할 수 있는 가장 큰 진법이기 때문이다. (ASCII에는 제어문자가 다수 포함되어 있기 때문에 화면에 표시되는 ASCII 문자는 128개가 되지 않는다.)

핵심은 Base64 Encoding은 Binary Data를 Text로 변경하는 Encoding이다.

변경하는 방식을 간략하게 설명하면 Binay Data를 6bit씩 자른 뒤 6 bit에 해당하는 문자를 아래 base64색인표에서 찾아 치환한다.(실제로는 Padding을 더해주는 과정이 추가된다.)

그림생략(base 64색인표

Why Base64??

Base64 Encoding을 하게 되면 전송해야 될 데이터의 양도 약 33% 정도 늘어난다. 6bit당 2bit의 Overhead가 발생하기 때문이다. http://www.base64encode.org/에서 직접 테스트해보면 어렵지 않게 확인할 수 있다. Encoding 전 대비 33%나 데이터의 크기가 증가하고, Encoding과 Decoding에 추가 CPU연산까지 필요한데 우리는 왜 Base64 Encoding을 하는가?

문자를 전송하기 윟해 설계된 Media(Email, HTML)을 이용해 플랫폼 독립적으로 Binary Data(이미지나 오디오)를 전송할 필요가 있을 때, ASCII로 Encoding하여 전송하게 되면 여러가지 문제가 발생할 수 있다. 대표적인 문제는 

• ASCII는 7bits Encoding인데 나머지 1bit를 처리하는 방식이 시스템 별로 상이하다.
• 일부 제어문자(e.g. Line ending)의 경우 시스템 별로 다른 코드값을 갖는다.

위와 같은 문제로 ASCII는 시스템간 데이터를 전달하기에 안전하지가 않다. Base64는 ASCII중 제어문자와 일부 특수문자를 제외한 64개의 안전한 출력 문자만 사용한다.

(*안전한 출력 문자는 문자 코드에 영향을 받지 않는 공통 ASCII를 의미한다.)

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 사용한다."라고 정리할 수 있을 것 같다.