Как кодировать (декодировать) base64 на C?

У меня есть двоичные данные в переменной без знака. Мне нужно преобразовать их в PEM base64 в c. Я посмотрел в библиотеке openssl, но не нашел никакой функции. Есть ли у кого-нибудь идеи?

Вот тот, который я использую:

#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>


static char encoding_table[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
                                'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
                                'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
                                'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
                                'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
                                'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
                                'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
                                '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'};
static char *decoding_table = NULL;
static int mod_table[] = {0, 2, 1};


char *base64_encode(const unsigned char *data,
                    size_t input_length,
                    size_t *output_length) {

    *output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);

    char *encoded_data = malloc(*output_length);
    if (encoded_data == NULL) return NULL;

    for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

        uint32_t octet_a = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
        uint32_t octet_b = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
        uint32_t octet_c = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;

        uint32_t triple = (octet_a << 0x10) + (octet_b << 0x08) + octet_c;

        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];
    }

    for (int i = 0; i < mod_table[input_length % 3]; i++)
        encoded_data[*output_length - 1 - i] = '=';

    return encoded_data;
}


unsigned char *base64_decode(const char *data,
                             size_t input_length,
                             size_t *output_length) {

    if (decoding_table == NULL) build_decoding_table();

    if (input_length % 4 != 0) return NULL;

    *output_length = input_length / 4 * 3;
    if (data[input_length - 1] == '=') (*output_length)--;
    if (data[input_length - 2] == '=') (*output_length)--;

    unsigned char *decoded_data = malloc(*output_length);
    if (decoded_data == NULL) return NULL;

    for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

        uint32_t sextet_a = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
        uint32_t sextet_b = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
        uint32_t sextet_c = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
        uint32_t sextet_d = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];

        uint32_t triple = (sextet_a << 3 * 6)
        + (sextet_b << 2 * 6)
        + (sextet_c << 1 * 6)
        + (sextet_d << 0 * 6);

        if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 2 * 8) & 0xFF;
        if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 1 * 8) & 0xFF;
        if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 0 * 8) & 0xFF;
    }

    return decoded_data;
}


void build_decoding_table() {

    decoding_table = malloc(256);

    for (int i = 0; i < 64; i++)
        decoding_table[(unsigned char) encoding_table[i]] = i;
}


void base64_cleanup() {
    free(decoding_table);
}

Имейте в виду, что это не выполняет никакой проверки ошибок при декодировании - данные в кодировке, отличной от base 64, будут обрабатываться.

Я знаю, что этот вопрос довольно старый, но меня смущало количество предоставленных решений - каждое из них утверждало, что оно быстрее и лучше. Я собрал проект на github для сравнения кодировщиков и декодеров base64: https://github.com/gaspardpetit/base64/

На этом этапе я не ограничивал себя алгоритмами C - если одна реализация хорошо работает на C ++, ее можно легко перенести на C. Также тесты проводились с использованием Visual Studio 2015. Если кто-то хочет обновить этот ответ результатами из clang / gcc, будь моим гостем.

САМЫЕ БЫСТРЫЕ КОДЕРЫ: Двумя самыми быстрыми реализациями кодировщика, которые я нашел, были Jouni Malinen по адресу http://web.mit.edu/freebsd/head/contrib/wpa/src/utils/base64.c и Apache по адресу https://opensource.apple .com / источник / QuickTimeStreamingServer / QuickTimeStreamingServer-452 / CommonUtilitiesLib / base64.c .

Вот время (в микросекундах) для кодирования 32K данных с использованием различных алгоритмов, которые я тестировал до сих пор:

jounimalinen                25.1544
apache                      25.5309
NibbleAndAHalf              38.4165
internetsoftwareconsortium  48.2879
polfosol                    48.7955
wikibooks_org_c             51.9659
gnome                       74.8188
elegantdice                 118.899
libb64                      120.601
manuelmartinez              120.801
arduino                     126.262
daedalusalpha               126.473
CppCodec                    151.866
wikibooks_org_cpp           343.2
adp_gmbh                    381.523
LihO                        406.693
libcurl                     3246.39
user152949                  4828.21

(Решение Рене Ниффенеггера, указанное в другом ответе на этот вопрос, указано здесь как adp_gmbh).

Вот тот, что от Йоуни Малинена, который я немного изменил, чтобы вернуть std :: string:

/*
* Base64 encoding/decoding (RFC1341)
* Copyright (c) 2005-2011, Jouni Malinen <j@w1.fi>
*
* This software may be distributed under the terms of the BSD license.
* See README for more details.
*/

// 2016-12-12 - Gaspard Petit : Slightly modified to return a std::string 
// instead of a buffer allocated with malloc.

#include <string>

static const unsigned char base64_table[65] =
    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

/**
* base64_encode - Base64 encode
* @src: Data to be encoded
* @len: Length of the data to be encoded
* @out_len: Pointer to output length variable, or %NULL if not used
* Returns: Allocated buffer of out_len bytes of encoded data,
* or empty string on failure
*/
std::string base64_encode(const unsigned char *src, size_t len)
{
    unsigned char *out, *pos;
    const unsigned char *end, *in;

    size_t olen;

    olen = 4*((len + 2) / 3); /* 3-byte blocks to 4-byte */

    if (olen < len)
        return std::string(); /* integer overflow */

    std::string outStr;
    outStr.resize(olen);
    out = (unsigned char*)&outStr[0];

    end = src + len;
    in = src;
    pos = out;
    while (end - in >= 3) {
        *pos++ = base64_table[in[0] >> 2];
        *pos++ = base64_table[((in[0] & 0x03) << 4) | (in[1] >> 4)];
        *pos++ = base64_table[((in[1] & 0x0f) << 2) | (in[2] >> 6)];
        *pos++ = base64_table[in[2] & 0x3f];
        in += 3;
    }

    if (end - in) {
        *pos++ = base64_table[in[0] >> 2];
        if (end - in == 1) {
            *pos++ = base64_table[(in[0] & 0x03) << 4];
            *pos++ = '=';
        }
        else {
            *pos++ = base64_table[((in[0] & 0x03) << 4) |
                (in[1] >> 4)];
            *pos++ = base64_table[(in[1] & 0x0f) << 2];
        }
        *pos++ = '=';
    }

    return outStr;
}

САМЫЕ БЫСТРЫЕ ДЕКОДЕРЫ: Вот результаты декодирования, и я должен признать, что немного удивлен:

polfosol                    45.2335
wikibooks_org_c             74.7347
apache                      77.1438
libb64                      100.332
gnome                       114.511
manuelmartinez              126.579
elegantdice                 138.514
daedalusalpha               151.561
jounimalinen                206.163
arduino                     335.95
wikibooks_org_cpp           350.437
CppCodec                    526.187
internetsoftwareconsortium  862.833
libcurl                     1280.27
LihO                        1852.4
adp_gmbh                    1934.43
user152949                  5332.87

Фрагмент кода Polfosol из фрагмента кода декодирования base64 на C ++ является самым быстрым почти в 2 раза.

Вот код для полноты:

static const int B64index[256] = { 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 62, 63, 62, 62, 63, 52, 53, 54, 55,
56, 57, 58, 59, 60, 61,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,
7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25,  0,
0,  0,  0, 63,  0, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 };

std::string b64decode(const void* data, const size_t len)
{
    unsigned char* p = (unsigned char*)data;
    int pad = len > 0 && (len % 4 || p[len - 1] == '=');
    const size_t L = ((len + 3) / 4 - pad) * 4;
    std::string str(L / 4 * 3 + pad, '\0');

    for (size_t i = 0, j = 0; i < L; i += 4)
    {
        int n = B64index[p[i]] << 18 | B64index[p[i + 1]] << 12 | B64index[p[i + 2]] << 6 | B64index[p[i + 3]];
        str[j++] = n >> 16;
        str[j++] = n >> 8 & 0xFF;
        str[j++] = n & 0xFF;
    }
    if (pad)
    {
        int n = B64index[p[L]] << 18 | B64index[p[L + 1]] << 12;
        str[str.size() - 1] = n >> 16;

        if (len > L + 2 && p[L + 2] != '=')
        {
            n |= B64index[p[L + 2]] << 6;
            str.push_back(n >> 8 & 0xFF);
        }
    }
    return str;
}

Но вы также можете сделать это в openssl ( openssl encкоманда делает это ....), посмотрите на BIO_f_base64()функцию

Вот мое решение с использованием OpenSSL.

/* A BASE-64 ENCODER AND DECODER USING OPENSSL */
#include <openssl/pem.h>
#include <string.h> //Only needed for strlen().

char *base64encode (const void *b64_encode_this, int encode_this_many_bytes){
    BIO *b64_bio, *mem_bio;      //Declares two OpenSSL BIOs: a base64 filter and a memory BIO.
    BUF_MEM *mem_bio_mem_ptr;    //Pointer to a "memory BIO" structure holding our base64 data.
    b64_bio = BIO_new(BIO_f_base64());                      //Initialize our base64 filter BIO.
    mem_bio = BIO_new(BIO_s_mem());                           //Initialize our memory sink BIO.
    BIO_push(b64_bio, mem_bio);            //Link the BIOs by creating a filter-sink BIO chain.
    BIO_set_flags(b64_bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL);  //No newlines every 64 characters or less.
    BIO_write(b64_bio, b64_encode_this, encode_this_many_bytes); //Records base64 encoded data.
    BIO_flush(b64_bio);   //Flush data.  Necessary for b64 encoding, because of pad characters.
    BIO_get_mem_ptr(mem_bio, &mem_bio_mem_ptr);  //Store address of mem_bio's memory structure.
    BIO_set_close(mem_bio, BIO_NOCLOSE);   //Permit access to mem_ptr after BIOs are destroyed.
    BIO_free_all(b64_bio);  //Destroys all BIOs in chain, starting with b64 (i.e. the 1st one).
    BUF_MEM_grow(mem_bio_mem_ptr, (*mem_bio_mem_ptr).length + 1);   //Makes space for end null.
    (*mem_bio_mem_ptr).data[(*mem_bio_mem_ptr).length] = '\0';  //Adds null-terminator to tail.
    return (*mem_bio_mem_ptr).data; //Returns base-64 encoded data. (See: "buf_mem_st" struct).
}

char *base64decode (const void *b64_decode_this, int decode_this_many_bytes){
    BIO *b64_bio, *mem_bio;      //Declares two OpenSSL BIOs: a base64 filter and a memory BIO.
    char *base64_decoded = calloc( (decode_this_many_bytes*3)/4+1, sizeof(char) ); //+1 = null.
    b64_bio = BIO_new(BIO_f_base64());                      //Initialize our base64 filter BIO.
    mem_bio = BIO_new(BIO_s_mem());                         //Initialize our memory source BIO.
    BIO_write(mem_bio, b64_decode_this, decode_this_many_bytes); //Base64 data saved in source.
    BIO_push(b64_bio, mem_bio);          //Link the BIOs by creating a filter-source BIO chain.
    BIO_set_flags(b64_bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL);          //Don't require trailing newlines.
    int decoded_byte_index = 0;   //Index where the next base64_decoded byte should be written.
    while ( 0 < BIO_read(b64_bio, base64_decoded+decoded_byte_index, 1) ){ //Read byte-by-byte.
        decoded_byte_index++; //Increment the index until read of BIO decoded data is complete.
    } //Once we're done reading decoded data, BIO_read returns -1 even though there's no error.
    BIO_free_all(b64_bio);  //Destroys all BIOs in chain, starting with b64 (i.e. the 1st one).
    return base64_decoded;        //Returns base-64 decoded data with trailing null terminator.
}

/*Here's one way to base64 encode/decode using the base64encode() and base64decode functions.*/
int main(void){
    char data_to_encode[] = "Base64 encode this string!";  //The string we will base-64 encode.

    int bytes_to_encode = strlen(data_to_encode); //Number of bytes in string to base64 encode.
    char *base64_encoded = base64encode(data_to_encode, bytes_to_encode);   //Base-64 encoding.

    int bytes_to_decode = strlen(base64_encoded); //Number of bytes in string to base64 decode.
    char *base64_decoded = base64decode(base64_encoded, bytes_to_decode);   //Base-64 decoding.

    printf("Original character string is: %s\n", data_to_encode);  //Prints our initial string.
    printf("Base-64 encoded string is: %s\n", base64_encoded);  //Prints base64 encoded string.
    printf("Base-64 decoded string is: %s\n", base64_decoded);  //Prints base64 decoded string.

    free(base64_encoded);                //Frees up the memory holding our base64 encoded data.
    free(base64_decoded);                //Frees up the memory holding our base64 decoded data.
}

glib имеет функции для кодирования base64: https://developer.gnome.org/glib/stable/glib-Base64-Encoding.html

libb64 имеет API C и C ++. Это легкая и, пожалуй, самая быстрая общедоступная реализация. Это также выделенная автономная библиотека кодирования base64, которая может быть приятной, если вам не нужны все остальные вещи, которые возникают при использовании более крупной библиотеки, такой как OpenSSL или glib.

GNU coreutils имеет его в lib / base64. Он немного раздут, но работает с такими вещами, как EBCDIC. Вы также можете поиграть самостоятельно, например,

char base64_digit (n) unsigned n; {
  if (n < 10) return n - '0';
  else if (n < 10 + 26) return n - 'a';
  else if (n < 10 + 26 + 26) return n - 'A';
  else assert(0);
  return 0;
}

unsigned char base64_decode_digit(char c) {
  switch (c) {
    case '=' : return 62;
    case '.' : return 63;
    default  :
      if (isdigit(c)) return c - '0';
      else if (islower(c)) return c - 'a' + 10;
      else if (isupper(c)) return c - 'A' + 10 + 26;
      else assert(0);
  }
  return 0xff;
}

unsigned base64_decode(char *s) {
  char *p;
  unsigned n = 0;

  for (p = s; *p; p++)
    n = 64 * n + base64_decode_digit(*p);

  return n;
}

По этим подаркам узнайте всех, что вам не следует путать «игру в одиночку» с «внедрением стандарта». Иш.

Мне нужна была реализация C ++, работающая над std :: string . Ни один из ответов не удовлетворил мои потребности, мне нужно было простое двухфункциональное решение для кодирования и декодирования, но мне было лень писать собственный код, поэтому я нашел следующее:

http://www.adp-gmbh.ch/cpp/common/base64.html

Кредиты на код принадлежат Рене Ниффенеггеру.

Введем приведенный ниже код на случай, если сайт отключится:

base64.cpp

/* 
   base64.cpp and base64.h

   Copyright (C) 2004-2008 René Nyffenegger

   This source code is provided 'as-is', without any express or implied
   warranty. In no event will the author be held liable for any damages
   arising from the use of this software.

   Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
   including commercial applications, and to alter it and redistribute it
   freely, subject to the following restrictions:

   1. The origin of this source code must not be misrepresented; you must not
      claim that you wrote the original source code. If you use this source code
      in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
      appreciated but is not required.

   2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
      misrepresented as being the original source code.

   3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.

   René Nyffenegger rene.nyffenegger@adp-gmbh.ch

*/

#include "base64.h"
#include <iostream>

static const std::string base64_chars = 
             "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
             "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
             "0123456789+/";


static inline bool is_base64(unsigned char c) {
  return (isalnum(c) || (c == '+') || (c == '/'));
}

std::string base64_encode(unsigned char const* bytes_to_encode, unsigned int in_len) {
  std::string ret;
  int i = 0;
  int j = 0;
  unsigned char char_array_3[3];
  unsigned char char_array_4[4];

  while (in_len--) {
    char_array_3[i++] = *(bytes_to_encode++);
    if (i == 3) {
      char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
      char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
      char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
      char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

      for(i = 0; (i <4) ; i++)
        ret += base64_chars[char_array_4[i]];
      i = 0;
    }
  }

  if (i)
  {
    for(j = i; j < 3; j++)
      char_array_3[j] = '\0';

    char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
    char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
    char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
    char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

    for (j = 0; (j < i + 1); j++)
      ret += base64_chars[char_array_4[j]];

    while((i++ < 3))
      ret += '=';

  }

  return ret;

}

std::string base64_decode(std::string const& encoded_string) {
  int in_len = encoded_string.size();
  int i = 0;
  int j = 0;
  int in_ = 0;
  unsigned char char_array_4[4], char_array_3[3];
  std::string ret;

  while (in_len-- && ( encoded_string[in_] != '=') && is_base64(encoded_string[in_])) {
    char_array_4[i++] = encoded_string[in_]; in_++;
    if (i ==4) {
      for (i = 0; i <4; i++)
        char_array_4[i] = base64_chars.find(char_array_4[i]);

      char_array_3[0] = (char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4);
      char_array_3[1] = ((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2);
      char_array_3[2] = ((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3];

      for (i = 0; (i < 3); i++)
        ret += char_array_3[i];
      i = 0;
    }
  }

  if (i) {
    for (j = i; j <4; j++)
      char_array_4[j] = 0;

    for (j = 0; j <4; j++)
      char_array_4[j] = base64_chars.find(char_array_4[j]);

    char_array_3[0] = (char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4);
    char_array_3[1] = ((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2);
    char_array_3[2] = ((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3];

    for (j = 0; (j < i - 1); j++) ret += char_array_3[j];
  }

  return ret;
}

base64.h

#include <string>

std::string base64_encode(unsigned char const* , unsigned int len);
std::string base64_decode(std::string const& s);

использование

const std::string s = "test";
std::string encoded = base64_encode(reinterpret_cast<const unsigned char*>(s.c_str()), s.length());
  std::string decoded = base64_decode(encoded);

Вот декодер, которым я пользуюсь много лет ...

    static const char  table[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
    static const int   BASE64_INPUT_SIZE = 57;

    BOOL isbase64(char c)
    {
       return c && strchr(table, c) != NULL;
    }

    inline char value(char c)
    {
       const char *p = strchr(table, c);
       if(p) {
          return p-table;
       } else {
          return 0;
       }
    }

    int UnBase64(unsigned char *dest, const unsigned char *src, int srclen)
    {
       *dest = 0;
       if(*src == 0) 
       {
          return 0;
       }
       unsigned char *p = dest;
       do
       {

          char a = value(src[0]);
          char b = value(src[1]);
          char c = value(src[2]);
          char d = value(src[3]);
          *p++ = (a << 2) | (b >> 4);
          *p++ = (b << 4) | (c >> 2);
          *p++ = (c << 6) | d;
          if(!isbase64(src[1])) 
          {
             p -= 2;
             break;
          } 
          else if(!isbase64(src[2])) 
          {
             p -= 2;
             break;
          } 
          else if(!isbase64(src[3])) 
          {
             p--;
             break;
          }
          src += 4;
          while(*src && (*src == 13 || *src == 10)) src++;
       }
       while(srclen-= 4);
       *p = 0;
       return p-dest;
    }

Если людям нужно решение на C ++, я объединяю это решение OpenSSL (как для кодирования, так и для декодирования). Вам нужно будет установить связь с «криптографической» библиотекой (то есть OpenSSL). Это было проверено на утечки с помощью valgrind (хотя вы могли бы добавить дополнительный код проверки ошибок, чтобы сделать его немного лучше - я знаю, по крайней мере, функция записи должна проверять возвращаемое значение).

#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <stdlib.h>

string base64_encode( const string &str ){

    BIO *base64_filter = BIO_new( BIO_f_base64() );
    BIO_set_flags( base64_filter, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL );

    BIO *bio = BIO_new( BIO_s_mem() );
    BIO_set_flags( bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL );

    bio = BIO_push( base64_filter, bio );

    BIO_write( bio, str.c_str(), str.length() );

    BIO_flush( bio );

    char *new_data;

    long bytes_written = BIO_get_mem_data( bio, &new_data );

    string result( new_data, bytes_written );
    BIO_free_all( bio );

    return result;

}



string base64_decode( const string &str ){

    BIO *bio, *base64_filter, *bio_out;
    char inbuf[512];
    int inlen;
    base64_filter = BIO_new( BIO_f_base64() );
    BIO_set_flags( base64_filter, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL );

    bio = BIO_new_mem_buf( (void*)str.c_str(), str.length() );

    bio = BIO_push( base64_filter, bio );

    bio_out = BIO_new( BIO_s_mem() );

    while( (inlen = BIO_read(bio, inbuf, 512)) > 0 ){
        BIO_write( bio_out, inbuf, inlen );
    }

    BIO_flush( bio_out );

    char *new_data;
    long bytes_written = BIO_get_mem_data( bio_out, &new_data );

    string result( new_data, bytes_written );

    BIO_free_all( bio );
    BIO_free_all( bio_out );

    return result;

}

Я написал один для использования с C ++, он очень быстрый, работает с потоками, бесплатно и с открытым исходным кодом:

https://tmplusplus.svn.sourceforge.net/svnroot/tmplusplus/trunk/src/

Не стесняйтесь использовать его, если он соответствует вашим целям.

Изменить: добавлен код, встроенный по запросу.

Повышение производительности достигается за счет использования таблицы поиска для кодирования и декодирования. _UINT8есть в unsigned charбольшинстве ОС.

/** Static Base64 character encoding lookup table */
const char CBase64::encodeCharacterTable[65] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

/** Static Base64 character decoding lookup table */
const char CBase64::decodeCharacterTable[256] = {
    -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1
    ,-1,62,-1,-1,-1,63,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21
    ,22,23,24,25,-1,-1,-1,-1,-1,-1,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,-1,-1,-1,-1,-1,
    -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,
    -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1
    ,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,
    -1,-1,-1}; 

/*!
\brief Encodes binary data to base 64 character data
\param in The data to encode
\param out The encoded data as characters
*/
void CBase64::Encode(std::istream &in, std::ostringstream &out)
{
    char buff1[3];
    char buff2[4];
    _UINT8 i=0, j;
    while(in.readsome(&buff1[i++], 1))
        if (i==3)
        {
            out << encodeCharacterTable[(buff1[0] & 0xfc) >> 2];
            out << encodeCharacterTable[((buff1[0] & 0x03) << 4) + ((buff1[1] & 0xf0) >> 4)];
            out << encodeCharacterTable[((buff1[1] & 0x0f) << 2) + ((buff1[2] & 0xc0) >> 6)];
            out << encodeCharacterTable[buff1[2] & 0x3f];
            i=0;
        }

    if (--i)
    {
        for(j=i;j<3;j++) buff1[j] = '\0';

        buff2[0] = (buff1[0] & 0xfc) >> 2;
        buff2[1] = ((buff1[0] & 0x03) << 4) + ((buff1[1] & 0xf0) >> 4);
        buff2[2] = ((buff1[1] & 0x0f) << 2) + ((buff1[2] & 0xc0) >> 6);
        buff2[3] = buff1[2] & 0x3f;

        for (j=0;j<(i+1);j++) out << encodeCharacterTable[buff2[j]];

        while(i++<3) out << '=';
    }

}

/*!
\brief Decodes base 64 character data to binary data
\param in The character data to decode
\param out The decoded data
*/
void CBase64::Decode(std::istringstream &in, std::ostream &out)
{
    char buff1[4];
    char buff2[4];
    _UINT8 i=0, j;

    while(in.readsome(&buff2[i], 1) && buff2[i] != '=')
    {
        if (++i==4)
        {
            for (i=0;i!=4;i++)
                buff2[i] = decodeCharacterTable[buff2[i]];

            out << (char)((buff2[0] << 2) + ((buff2[1] & 0x30) >> 4));
            out << (char)(((buff2[1] & 0xf) << 4) + ((buff2[2] & 0x3c) >> 2));
            out << (char)(((buff2[2] & 0x3) << 6) + buff2[3]);

            i=0;
        }
    }

    if (i) 
    {
        for (j=i;j<4;j++) buff2[j] = '\0';
        for (j=0;j<4;j++) buff2[j] = decodeCharacterTable[buff2[j]];

        buff1[0] = (buff2[0] << 2) + ((buff2[1] & 0x30) >> 4);
        buff1[1] = ((buff2[1] & 0xf) << 4) + ((buff2[2] & 0x3c) >> 2);
        buff1[2] = ((buff2[2] & 0x3) << 6) + buff2[3];

        for (j=0;j<(i-1); j++) out << (char)buff1[j];
    }
}

Небольшое улучшение кода от ryyst (получившего наибольшее количество голосов) заключается в том, что он не использует динамически распределенную таблицу декодирования, а, скорее, предварительно вычисляет статическую константную таблицу. Это исключает использование указателя и инициализацию таблицы, а также предотвращает утечку памяти, если кто-то забывает очистить таблицу декодирования с помощью base64_cleanup () (кстати, в base64_cleanup () после вызова free (decoding_table) нужно иметь decoding_table = NULL, иначе случайный вызов base64_decode после base64_cleanup () приведет к сбою или неопределенному поведению). Другим решением может быть использование std :: unique_ptr ... но я доволен тем, что в стеке есть const char [256], и вообще избегаю использования указателей - в этом случае код выглядит чище и короче.

Таблица декодирования рассчитывается следующим образом:

const char encoding_table[] = { 
    'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
    'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
    'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
    'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
    'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
    'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
    'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
    '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/' };

unsigned char decoding_table[256];

for (int i = 0; i < 256; i++)
    decoding_table[i] = '\0';

for (int i = 0; i < 64; i++)
    decoding_table[(unsigned char)encoding_table[i]] = i;

for (int i = 0; i < 256; i++)
    cout << "0x" << (int(decoding_table[i]) < 16 ? "0" : "") << hex << int(decoding_table[i]) << (i != 255 ? "," : "") << ((i+1) % 16 == 0 ? '\n' : '\0');

cin.ignore();

и модифицированный код, который я использую:

        static const char encoding_table[] = { 
            'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
            'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
            'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
            'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
            'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
            'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
            'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
            '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/' };

        static const unsigned char decoding_table[256] = {
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3e, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3f,
            0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39, 0x3a, 0x3b, 0x3c, 0x3d, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e,
            0x0f, 0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17, 0x18, 0x19, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x1a, 0x1b, 0x1c, 0x1d, 0x1e, 0x1f, 0x20, 0x21, 0x22, 0x23, 0x24, 0x25, 0x26, 0x27, 0x28,
            0x29, 0x2a, 0x2b, 0x2c, 0x2d, 0x2e, 0x2f, 0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };

        char* base64_encode(const unsigned char *data, size_t input_length, size_t &output_length) {

            const int mod_table[] = { 0, 2, 1 };

            output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);

            char *encoded_data = (char*)malloc(output_length);

            if (encoded_data == nullptr)
                return nullptr;

            for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

                uint32_t octet_a = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
                uint32_t octet_b = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
                uint32_t octet_c = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;

                uint32_t triple = (octet_a << 0x10) + (octet_b << 0x08) + octet_c;

                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];

            }

            for (int i = 0; i < mod_table[input_length % 3]; i++)
                encoded_data[output_length - 1 - i] = '=';

            return encoded_data;

        };

        unsigned char* base64_decode(const char *data, size_t input_length, size_t &output_length) {        

            if (input_length % 4 != 0)
                return nullptr;

            output_length = input_length / 4 * 3;

            if (data[input_length - 1] == '=') (output_length)--;
            if (data[input_length - 2] == '=') (output_length)--;

            unsigned char* decoded_data = (unsigned char*)malloc(output_length);

            if (decoded_data == nullptr)
                return nullptr;

            for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

                uint32_t sextet_a = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
                uint32_t sextet_b = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
                uint32_t sextet_c = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
                uint32_t sextet_d = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];

                uint32_t triple = (sextet_a << 3 * 6)
                    + (sextet_b << 2 * 6)
                    + (sextet_c << 1 * 6)
                    + (sextet_d << 0 * 6);

                if (j < output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 2 * 8) & 0xFF;
                if (j < output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 1 * 8) & 0xFF;
                if (j < output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 0 * 8) & 0xFF;

            }

            return decoded_data;

        };