Base32
Base32与Base64类似，都是 二进制数据文本化 的编码方式，常见字符集为 A–Z 和 2–7，并使用 = 作填充。它的目的是便于在只适合传文本的场景中传输/存储二进制数据。与 Base64 一样：Base32 不是加密，只是编码。
Base32 的原理¶
(1) 核心思想¶
5 字节 → 8 个字符（因为 40 bit → 8×5 bit）
- 原始数据按 1字节（8 bit）输入。
- Base32 把数据按 5 bit 为一个编码单元（因为 \(2^5=32\)）。
- 因为 5 字节 = 40 bit，刚好能切成 8 组 5 bit，输出 8 个字符。
- 每个 5 bit 值范围是 0~31，用 32 个字符映射即可。
(2) 具体流程（编码）¶
假设有 5 个字节 b1 b2 b3 b4 b5：
- 拼成 40 bit：
b1|b2|b3|b4|b5 - 切成 8 段：
s1(5) s2(5) ... s8(5) - 每段转成十进制索引（0~31）
- 查 Base32 字母表映射成字符输出
小提示：实际实现会做“比特缓冲区”（bit buffer），不断塞入 8bit、吐出 5bit。
(3) 为什么会有 =（Padding）¶
当输入字节数不是 5 的倍数时，最后一组不够 40 bit，需要补齐让输出长度规整（常见做法是让输出长度是 8 的倍数）：
- 先在末尾补 0 bit 到能整切 5 bit
- 再用
=替换那些“完全由补 0 推导出来”的输出字符，用来告诉解码器末尾哪些是填充
(4) 解码过程（反向还原）¶
解码就是反过来：
- 每个 Base32 字符查表得到 0~31 的 5-bit 值（忽略末尾
=） - 拼接成 bit 流
- 每 8 bit 还原成字节输出
- 根据
=的数量丢弃补出来的末尾字节
(5) 空间开销与“为什么是 32”¶
- Base32：5 字节 → 8 字符，若按 ASCII/UTF-8 存储，体积变为
8/5 = 1.6，膨胀约 60%（比 Base64 的 ~33% 更大）。 - 选择 32 是因为 \(2^5=32\)，用 5 bit 正好表示 32 种符号，并且字符集更“保守”（适合大小写不敏感或易混淆场景的变体也很多）。
RFC 4648 标准的 Base32 索引表¶
| 数值 | 字符 | 数值 | 字符 | 数值 | 字符 | 数值 | 字符 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | A | 8 | I | 16 | Q | 24 | Y |
| 1 | B | 9 | J | 17 | R | 25 | Z |
| 2 | C | 10 | K | 18 | S | 26 | 2 |
| 3 | D | 11 | L | 19 | T | 27 | 3 |
| 4 | E | 12 | M | 20 | U | 28 | 4 |
| 5 | F | 13 | N | 21 | V | 29 | 5 |
| 6 | G | 14 | O | 22 | W | 30 | 6 |
| 7 | H | 15 | P | 23 | X | 31 | 7 |
索引 0~31 对应字符：
（即：0->A ... 25->Z, 26->2 ... 31->7）
例子¶
例1. 无需补 =¶
以字符串 "foo" 为例（3 字节）：
- ASCII 十进制：
f o o→102 111 111 - 二进制：
01100110 01101111 01101111 - 按 5 bit 切分（不够的先在末尾补 0）：
01100 11001 10111 10111 01111 00000 01100转10进制为12，11001为25，10111为23 ，10111同样是23，01111为15，00000是0- 对应索引：
12 25 23 23 15 0查表：M Z X X P A - 因为原文只有 3 字节，按 Base32 规范常输出到 8 的倍数，所以结果会补
=成 8 长度： 最终："foo"→MZXW6===（这是经典结果，你在很多工具里都能对上）
你会发现：Base32 经常让输出长度凑到 8 的倍数（因此
=也更常见）。
例2. 补 =¶
以 "f"（1 字节）为例：
f= 102 =01100110- 取 5 bit：
01100（12 →M），剩余110需要补 0 组成 5 bit：11000（24 →Y） - 这时有效字符是
MY，剩下的为了凑成 8 个字符，用=补齐： 最终："f"→MY======
例3. 解码¶
M→12→01100，Y→24→11000- 拼 bits：
01100 11000→0110011000 - 每 8 bit 取一个字节：
01100110= 102 ='f' - 后面多出来的
00以及=对应的填充丢弃即可 最终：MY======→f
练习题¶
题目地址：NO.0966 - Base32
- 题目名称：Base32
- 题目难度：1
- 题目ID：NO.0966