Mega Code Archive

 
Categories / Java / Network Protocol
 

Base64 encoding and decoding with URL and filename safe alphabet as defined by RFC 3548, section 4

/*  * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more  * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with  * this work for additional information regarding copyright ownership.  * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0  * (the "License"); you may not use this file except in compliance with  * the License.  You may obtain a copy of the License at  *  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0  *  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.  * See the License for the specific language governing permissions and  * limitations under the License.  */ /**  * Provides Base64 encoding and decoding with URL and filename safe alphabet as defined by RFC 3548,  * section 4. <p/> This Base64 encoder is modified to meet URL requirements. The changes are: '+' =>  * '*', '/' => '-', and no padding. <p/> This class is taken from the Apache commons-codec, and  * adjusted to fit the Wicket framework's needs, especially external dependencies have been removed.  * </p>  * <p/> This class implements section <cite>4. Base 64 Encoding with URL and Filename Safe Alphabet</cite>  * from RFC 3548 <cite>The Base16, Base32, and Base64 Data Encodings</cite> by Simon Josefsson.  * </p>  *   * @author Apache Software Foundation  * @author Juergen Donnerstag  *   * @since 1.2  */ public class Base64UrlSafe {   /**    * The base length.    */   static final int BASELENGTH = 255;   /**    * Lookup length.    */   static final int LOOKUPLENGTH = 64;   /**    * Used to calculate the number of bits in a byte.    */   static final int EIGHTBIT = 8;   /**    * Used when encoding something which has fewer than 24 bits.    */   static final int SIXTEENBIT = 16;   /**    * Used to determine how many bits data contains.    */   static final int TWENTYFOURBITGROUP = 24;   /**    * Used to get the number of Quadruples.    */   static final int FOURBYTE = 4;   /**    * Used to test the sign of a byte.    */   static final int SIGN = -128;   /**    * Contains the Base64 values <code>0</code> through <code>63</code> accessed by using    * character encodings as indices. <p/> For example, <code>base64Alphabet['+']</code> returns    * <code>62</code>.    * </p>    * <p/> The value of undefined encodings is <code>-1</code>.    * </p>    */   private static byte[] base64Alphabet = new byte[BASELENGTH];   /**    * <p/> Contains the Base64 encodings <code>A</code> through <code>Z</code>, followed by    * <code>a</code> through <code>z</code>, followed by <code>0</code> through    * <code>9</code>, followed by <code>+</code>, and <code>/</code>.    * </p>    * <p/> This array is accessed by using character values as indices.    * </p>    * <p/> For example, <code>lookUpBase64Alphabet[62] </code> returns <code>'+'</code>.    * </p>    */   private static byte[] lookUpBase64Alphabet = new byte[LOOKUPLENGTH];   // Populating the lookup and character arrays   static   {     for (int i = 0; i < BASELENGTH; i++)     {       base64Alphabet[i] = (byte)-1;     }     for (int i = 'Z'; i >= 'A'; i--)     {       base64Alphabet[i] = (byte)(i - 'A');     }     for (int i = 'z'; i >= 'a'; i--)     {       base64Alphabet[i] = (byte)(i - 'a' + 26);     }     for (int i = '9'; i >= '0'; i--)     {       base64Alphabet[i] = (byte)(i - '0' + 52);     }     base64Alphabet['*'] = 62;     base64Alphabet['-'] = 63;     for (int i = 0; i <= 25; i++)     {       lookUpBase64Alphabet[i] = (byte)('A' + i);     }     for (int i = 26, j = 0; i <= 51; i++, j++)     {       lookUpBase64Alphabet[i] = (byte)('a' + j);     }     for (int i = 52, j = 0; i <= 61; i++, j++)     {       lookUpBase64Alphabet[i] = (byte)('0' + j);     }     lookUpBase64Alphabet[62] = (byte)'*';     lookUpBase64Alphabet[63] = (byte)'-';   }   /**    * Returns whether or not the <code>octet</code> is in the base 64 alphabet.    *     * @param octet    *            The value to test    * @return <code>true</code> if the value is defined in the the base 64 alphabet,    *         <code>false</code> otherwise.    */   private static boolean isBase64(byte octet)   {     if (octet < 0 || base64Alphabet[octet] == -1)     {       return false;     }     else     {       return true;     }   }   /**    * Tests a given byte array to see if it contains only valid characters within the Base64    * alphabet.    *     * @param arrayOctect    *            byte array to test    * @return <code>true</code> if all bytes are valid characters in the Base64 alphabet or if    *         the byte array is empty; false, otherwise    */   public static boolean isArrayByteBase64(byte[] arrayOctect)   {     arrayOctect = discardWhitespace(arrayOctect);     int length = arrayOctect.length;     if (length == 0)     {       // shouldn't a 0 length array be valid base64 data?       // return false;       return true;     }     for (int i = 0; i < length; i++)     {       if (!isBase64(arrayOctect[i]))       {         return false;       }     }     return true;   }   /**    * Decodes an Object using the base64 algorithm. This method is provided in order to satisfy the    * requirements of the Decoder interface, and will throw a DecoderException if the supplied    * object is not of type byte[].    *     * @param pObject    *            Object to decode    * @return An object (of type byte[]) containing the binary data which corresponds to the byte[]    *         supplied.    * @throws IllegalArgumentException    *             if the parameter supplied is not of type byte[]    */   public Object decode(Object pObject)   {     if (!(pObject instanceof byte[]))     {       throw new IllegalArgumentException(           "Parameter supplied to Base64 decode is not a byte[]");     }     return decode((byte[])pObject);   }   /**    * Decodes a byte[] containing containing characters in the Base64 alphabet.    *     * @param pArray    *            A byte array containing Base64 character data    * @return a byte array containing binary data    */   public byte[] decode(byte[] pArray)   {     return decodeBase64(pArray);   }   /**    * Encodes binary data using the base64 algorithm.    *     * @param binaryData    *            Array containing binary data to encode.    * @return Base64-encoded data.    */   public static byte[] encodeBase64(byte[] binaryData)   {     int lengthDataBits = binaryData.length * EIGHTBIT;     int fewerThan24bits = lengthDataBits % TWENTYFOURBITGROUP;     int numberTriplets = lengthDataBits / TWENTYFOURBITGROUP;     byte encodedData[] = null;     int encodedDataLength = 0;     if (fewerThan24bits != 0)     {       // data not divisible by 24 bit       encodedDataLength = (numberTriplets + 1) * 4;     }     else     {       // 16 or 8 bit       encodedDataLength = numberTriplets * 4;     }     if (fewerThan24bits == EIGHTBIT)     {       encodedDataLength -= 2;     }     else if (fewerThan24bits == SIXTEENBIT)     {       encodedDataLength -= 1;     }     encodedData = new byte[encodedDataLength];     byte k = 0, l = 0, b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0;     int encodedIndex = 0;     int dataIndex = 0;     int i = 0;     // log.debug("number of triplets = " + numberTriplets);     for (i = 0; i < numberTriplets; i++)     {       dataIndex = i * 3;       b1 = binaryData[dataIndex];       b2 = binaryData[dataIndex + 1];       b3 = binaryData[dataIndex + 2];       // log.debug("b1= " + b1 +", b2= " + b2 + ", b3= " + b3);       l = (byte)(b2 & 0x0f);       k = (byte)(b1 & 0x03);       byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte)(b1 >> 2) : (byte)((b1) >> 2 ^ 0xc0);       byte val2 = ((b2 & SIGN) == 0) ? (byte)(b2 >> 4) : (byte)((b2) >> 4 ^ 0xf0);       byte val3 = ((b3 & SIGN) == 0) ? (byte)(b3 >> 6) : (byte)((b3) >> 6 ^ 0xfc);       encodedData[encodedIndex] = lookUpBase64Alphabet[val1];       // log.debug( "val2 = " + val2 );       // log.debug( "k4 = " + (k<<4) );       // log.debug( "vak = " + (val2 | (k<<4)) );       encodedData[encodedIndex + 1] = lookUpBase64Alphabet[val2 | (k << 4)];       encodedData[encodedIndex + 2] = lookUpBase64Alphabet[(l << 2) | val3];       encodedData[encodedIndex + 3] = lookUpBase64Alphabet[b3 & 0x3f];       encodedIndex += 4;     }     // form integral number of 6-bit groups     dataIndex = i * 3;     if (fewerThan24bits == EIGHTBIT)     {       b1 = binaryData[dataIndex];       k = (byte)(b1 & 0x03);       // log.debug("b1=" + b1);       // log.debug("b1<<2 = " + (b1>>2) );       byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte)(b1 >> 2) : (byte)((b1) >> 2 ^ 0xc0);       encodedData[encodedIndex] = lookUpBase64Alphabet[val1];       encodedData[encodedIndex + 1] = lookUpBase64Alphabet[k << 4];     }     else if (fewerThan24bits == SIXTEENBIT)     {       b1 = binaryData[dataIndex];       b2 = binaryData[dataIndex + 1];       l = (byte)(b2 & 0x0f);       k = (byte)(b1 & 0x03);       byte val1 = ((b1 & SIGN) == 0) ? (byte)(b1 >> 2) : (byte)((b1) >> 2 ^ 0xc0);       byte val2 = ((b2 & SIGN) == 0) ? (byte)(b2 >> 4) : (byte)((b2) >> 4 ^ 0xf0);       encodedData[encodedIndex] = lookUpBase64Alphabet[val1];       encodedData[encodedIndex + 1] = lookUpBase64Alphabet[val2 | (k << 4)];       encodedData[encodedIndex + 2] = lookUpBase64Alphabet[l << 2];     }     return encodedData;   }   /**    * Decodes Base64 data into octets    *     * @param base64Data    *            Byte array containing Base64 data    * @return Array containing decoded data.    */   public static byte[] decodeBase64(byte[] base64Data)   {     // RFC 2045 requires that we discard ALL non-Base64 characters     base64Data = discardNonBase64(base64Data);     // handle the edge case, so we don't have to worry about it later     if (base64Data.length == 0)     {       return new byte[0];     }     int numberQuadruple = (base64Data.length + 3) / FOURBYTE;     byte decodedData[] = new byte[base64Data.length - numberQuadruple];     byte b1 = 0, b2 = 0, b3 = 0, b4 = 0;     // Throw away anything not in base64Data     int encodedIndex = 0;     int dataIndex = 0;     for (int i = 0; i < numberQuadruple; i++)     {       dataIndex = i * 4;       b1 = base64Alphabet[base64Data[dataIndex]];       b2 = base64Alphabet[base64Data[dataIndex + 1]];       if ((dataIndex + 3) < base64Data.length)       {         // No PAD e.g 3cQl         b3 = base64Alphabet[base64Data[dataIndex + 2]];         b4 = base64Alphabet[base64Data[dataIndex + 3]];         decodedData[encodedIndex] = (byte)(b1 << 2 | b2 >> 4);         decodedData[encodedIndex + 1] = (byte)(((b2 & 0xf) << 4) | ((b3 >> 2) & 0xf));         decodedData[encodedIndex + 2] = (byte)(b3 << 6 | b4);       }       else if ((dataIndex + 2) < base64Data.length)       {         // One PAD e.g. 3cQ[Pad]         b3 = base64Alphabet[base64Data[dataIndex + 2]];         decodedData[encodedIndex] = (byte)(b1 << 2 | b2 >> 4);         decodedData[encodedIndex + 1] = (byte)(((b2 & 0xf) << 4) | ((b3 >> 2) & 0xf));       }       else if ((dataIndex + 1) < base64Data.length)       {         // Two PAD e.g. 3c[Pad][Pad]         decodedData[encodedIndex] = (byte)(b1 << 2 | b2 >> 4);       }       encodedIndex += 3;     }     return decodedData;   }   /**    * Discards any whitespace from a base-64 encoded block.    *     * @param data    *            The base-64 encoded data to discard the whitespace from.    * @return The data, less whitespace (see RFC 2045).    */   static byte[] discardWhitespace(byte[] data)   {     byte groomedData[] = new byte[data.length];     int bytesCopied = 0;     for (int i = 0; i < data.length; i++)     {       switch (data[i])       {         case (byte)' ' :         case (byte)'\n' :         case (byte)'\r' :         case (byte)'\t' :           break;         default :           groomedData[bytesCopied++] = data[i];       }     }     byte packedData[] = new byte[bytesCopied];     System.arraycopy(groomedData, 0, packedData, 0, bytesCopied);     return packedData;   }   /**    * Discards any characters outside of the base64 alphabet, per the requirements on page 25 of    * RFC 2045 - "Any characters outside of the base64 alphabet are to be ignored in base64 encoded    * data."    *     * @param data    *            The base-64 encoded data to groom    * @return The data, less non-base64 characters (see RFC 2045).    */   static byte[] discardNonBase64(byte[] data)   {     byte groomedData[] = new byte[data.length];     int bytesCopied = 0;     for (int i = 0; i < data.length; i++)     {       if (isBase64(data[i]))       {         groomedData[bytesCopied++] = data[i];       }     }     byte packedData[] = new byte[bytesCopied];     System.arraycopy(groomedData, 0, packedData, 0, bytesCopied);     return packedData;   }   // Implementation of the Encoder Interface   /**    * Encodes an Object using the base64 algorithm. This method is provided in order to satisfy the    * requirements of the Encoder interface, and will throw an EncoderException if the supplied    * object is not of type byte[].    *     * @param pObject    *            Object to encode    * @return An object (of type byte[]) containing the base64 encoded data which corresponds to    *         the byte[] supplied.    * @throws IllegalArgumentException    *             if the parameter supplied is not of type byte[]    */   public Object encode(Object pObject)   {     if (!(pObject instanceof byte[]))     {       throw new IllegalArgumentException(           "Parameter supplied to Base64 encode is not a byte[]");     }     return encode((byte[])pObject);   }   /**    * Encodes a byte[] containing binary data, into a byte[] containing characters in the Base64    * alphabet.    *     * @param pArray    *            a byte array containing binary data    * @return A byte array containing only Base64 character data    */   public byte[] encode(byte[] pArray)   {     return encodeBase64(pArray);   } }