base32 について調べた際のメモ書き。

特徴

base32 は、base64 などと同様、バイナリ文字列とテキスト文字列の変換（エンコード or デコード）を行うアルゴリズム。

  • エンコードされたテキスト文字列は、A-Z(26文字) と 2-7(6文字)、= の 33文字で構成される。
  • 大文字小文字の区別がない環境でも利用可能。
  • エンコードは、40ビット(5文字)単位を、8文字に変換していく。
  • 40ビットに満たない場合は、= パティングする。
  • base32hex というのもあり、これは、0-9、A-V、= の33文字を使用する。

RFC

対応表

                     Table 3: The Base 32 Alphabet

     Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding  Value Encoding
         0 A             9 J            18 S            27 3
         1 B            10 K            19 T            28 4
         2 C            11 L            20 U            29 5
         3 D            12 M            21 V            30 6
         4 E            13 N            22 W            31 7
         5 F            14 O            23 X
         6 G            15 P            24 Y         (pad) =
         7 H            16 Q            25 Z
         8 I            17 R            26 2

ref: http://tools.ietf.org/html/rfc4648#section-6

エンコード手順

文字列harasouを base32 でエンコードしてみる。

大まかな流れとしては、2進表記にした文字列harasouを 5ビット単位に分割し、各分割した値を対応表に沿ってテキストに変換する。

  1. 文字列harasouの 2進数表記

    • 01101000 01100001 01110010 01100001 01110011 01101111 01110101

  2. 40ビット単位に区切る。

    • 01101000 01100001 01110010 01100001 01110011
    • 01101111 01110101

  3. 40ビット単位を 8分割する(5ビット単位にする)。最後が 5ビットに満たない場合は 0パディングする。

    • 01101 00001 10000 10111 00100 11000 01011 10011
    • 01101 11101 11010 10000

  4. 分割した各値の10進表記

    • 13 _1 16 23 _4 24 11 19
    • 13 29 26 16

  5. 分割した各値を対応表に沿ってテキストにする。

    • N B Q X E Y L T
    • N 5 2 Q

  6. 5バイト(40ビット)ちょうどで区切れなかった場合は、不足したバイト数に合わせた = パディングを行う。

    • N B Q X E Y L T
    • N 5 2 Q = = = =

  7. エンコード結果

    • NBQXEYLTN52Q====

補足

=パディングについて補足すると、エンコード対象を 5バイト(40ビット)単位で区切った際に、最後の固まりが、

  • 5バイトに 1バイト満たない場合、=を 1つ付加
  • 5バイトに 2バイト満たない場合、=を 3つ付加
  • 5バイトに 3バイト満たない場合、=を 4つ付加
  • 5バイトに 4バイト満たない場合、=を 6つ付加

といった感じになる。

例）
     最後のかたまり -> エンコード結果
5バイト丁度： AAAAA -> IFAUCQKB
1バイト不足： AAAA_ -> IFAUCQI= (「=」を1つ付加)
2バイト不足： AAA__ -> IFAUC=== (「=」を3つ付加)
3バイト不足： AA___ -> IFAQ==== (「=」を4つ付加)
4バイト不足： A____ -> IE====== (「=」を6つ付加)

実装

やってる処理は上のようなものだが、実装は様々。