Base64 인코딩, 디코딩

Muji1412·2025년 3월 1일

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왜 base64를 사용하는가?

이진(Binary) 데이터를 64개의 ASCII 문자로 구성된 문자열로 변환하는 인코딩 방식
텍스트 기반 시스템에서도 이진 데이터를 안전하게 전송할 수 있다는 장점이 있다.

예시로, 이메일과 같은 텍스트 기반 프로토콜에서 이미지를 첨부할 때, 이미지를 base64로 변환해서 전송하면 데이터 손실 없이 안전하게 전달할 수 있다.

실무에서는 api 키 등을 base64로 인코딩해서 사용하는 경우등이 있는데,
이 경우, 암호화로써 역할은 하지 않지만, Http 헤더로 안전하게 전송을 보장한다.

인코딩 과정

"Hello"를 base64로 인코딩하는 과정

우선, 8비트 이진 데이터로 바꿔준다.

구분
문자Hello
8-bit 이진 숫자0100100001100101011011000110110001101111
0100100001100101011011000110110001101111

이렇게 나온 데이터를, 6비트 단위로 쪼개서 나눠주고

010010 000110 010101 101100 011011 000110 1111

이때, 마지막 6비트를 채우기 2자리가 부족하므로, 0으로 채우고, = 문자로 패딩처리한다.

인코딩 문자열의 길이가 4의 배수가 되도록 보장하기 위해 사용하며
디코딩할때 문자열의 개수를 알려줄때에도 사용한다.
패딩의 개수는 다음과 같다.

  1. 원본 데이터가 3의 배수 바이트: 패딩 x

  2. 원본 데이터가 3n+2 바이트: 패딩 '=' 하나

  3. 원본 데이터가 3n+1 바이트: 패딩 '=' 두 개

    Hello는 40bit이므로 패딩 한개에 해당하게 된다.

010010 000110 010101 101100 011011 000110 111100=

해서 최종적으로 64비트, BASE64로 인코딩을 하게된다면?

6-bit 그룹010010000110010101101100011011000110111100=
10진수 변환 값186214427660=
Base64 문자SGVsbG8=

최종값은 SGVsbG8= 라는 값이 나오게 된다!

한글을 base64로 인코딩하는 과정

예시로 한글 이라는 문자를 인코딩해 보자.

1단계: UTF-8 인코딩

한글은 UTF-8을 사용해서, 3바이트를 사용하고 있다.
각각의 글자를 10진수로 나타내면

  • "한" → 0xED 0x95 0x9C (10진수: 237 149 156)
  • "글" → 0xEA 0xB8 0x80 (10진수: 234 184 128)

2단계: 이진수로 변환

각 바이트를 이진수로 변환합니다.

  • 237 → 11101101
  • 149 → 10010101
  • 156 → 10011100
  • 234 → 11101010
  • 184 → 10111000
  • 128 → 10000000

3단계: 6bit로 분할 - base64에 매핑

111011 011001 010110 011100 111010 101011 100010 000000

  • 111011 (59) → 7
  • 011001 (25) → Z
  • 010110 (22) → W
  • 011100 (28) → c
  • 111010 (58) → 6
  • 101011 (43) → r
  • 100010 (34) → i
  • 000000 (0) → A

따라서 한글은 7ZWc6riA 로 인코딩할수 있겠다.

https://vivoldi.com/tools/base64-encoding-decoding
사이트에서 검증해보길 바란다!

자바에서 base64 사용

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Base64.html
자바에서는 Base64 클래스를 지원해준다.
인코딩에는 encodeToString,
디코딩에는 decode 
메서드를 사용한다.

인코딩

import java.util.Base64;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String input = sc.nextLine();

        Base64.Encoder encoder = Base64.getEncoder(); // base64, 인코더

        String encoded = encoder.encodeToString(input.getBytes()); // 변환

        System.out.println(encoded);
    }
}

디코딩


import java.util.Base64;  
import java.util.Scanner;  
  
public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        Scanner sc = new Scanner(System.in);  
        String input = sc.nextLine();  
  
        Base64.Decoder decoder = Base64.getDecoder(); // base64, 디코더 선언  
  
        String decoded = new String(decoder.decode(input)); //변환
  
        System.out.println(decoded);  
    }  
}

Base64 URL 인코딩?

Base64 인코딩에서는 +와 /를 사용하게 되는데,
url에서는 이 문자들에서 중요한 의미를 가지므로, 대체해서 사용하게 된다.

    • → -
  • / → _

이외의 모든 규칙은 동일하며, 패딩 문자는 브라우저에서 인식하지 않게 처리

자바에서는 동일한 클래스로 사용할수 있으며, 메서드명만 다르게

String sampleUrl = "https://www.google.com/search?q=Base64+encode"; 
String encodingUrl = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(sampleUrl.getBytes()); 
// 결과: aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS9zZWFyY2g_cT1CYXNlNjQrZW5jb2Rl

이러한 방식으로 사용할수 있겠다.

참고자료 - 토스 페이먼트 개발자센터 Base64
https://docs.tosspayments.com/resources/glossary/base64

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박치기공룡의 개발일지

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