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Base64編碼是使用64個可打印ASCII字符（A-Z、a-z、0-9、+、/）將任意字節序列數據編碼成ASCII字符串，另有“=”符號用作後綴用途。
| 數值 | 字符 | 數值 | 字符 | 數值 | 字符 | 數值 | 字符 |
| 0 | A | 16 | Q | 32 | g | 48 | w |
| 1 | B | 17 | R | 33 | h | 49 | x |
| 2 | C | 18 | S | 34 | i | 50 | y |
| 3 | D | 19 | T | 35 | j | 51 | z |
| 4 | E | 20 | U | 36 | k | 52 | 0 |
| 5 | F | 21 | V | 37 | l | 53 | 1 |
| 6 | G | 22 | W | 38 | m | 54 | 2 |
| 7 | H | 23 | X | 39 | n | 55 | 3 |
| 8 | I | 24 | Y | 40 | o | 56 | 4 |
| 9 | J | 25 | Z | 41 | p | 57 | 5 |
| 10 | K | 26 | a | 42 | q | 58 | 6 |
| 11 | L | 27 | b | 43 | r | 59 | 7 |
| 12 | M | 28 | c | 44 | s | 60 | 8 |
| 13 | N | 29 | d | 45 | t | 61 | 9 |
| 14 | O | 30 | e | 46 | u | 62 | + |
| 15 | P | 31 | f | 47 | v | 63 | / |
Base64將輸入字符串按字節切分，取得每個字節對應的二進製值（若不足8比特則高位補0），然後將這些二進製數值串聯起來，再按照6比特一組進行切分（因為2^6=64），最後一組若不足6比特則末尾補0。將每組二進製值轉換成十進製，然後在上述表格中找到對應的符號並串聯起來就是Base64編碼結果。
Base64可用於任意數據的底層二進製數據編碼，以應用於隻能傳輸ASCII字符的場合。不過最常用於文本數據的處理傳輸，例如在MIME格式的電子郵件中，Base64可以用來編碼郵件內容，方便在不同語言計算機間傳輸而不亂碼，注意是傳輸而不是顯示，例如在西歐地區計算機上使用utf-8編碼即可正常顯示中文（安裝有對應字庫），但是它未必能正常傳輸中文，這時轉換為Base64便無此顧慮。
Base64編碼若無特別說明，通常約定非ASCII字符按照UTF-8字符集進行編碼處理。
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