深入剖析Base64加解密中遇到的坑點(diǎn)

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2025年2月11日 9:29 本文熱度 912

前言

最近開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到了關(guān)于使用base64加密傳輸遇到的神奇問(wèn)題。需求就是用戶(hù)的id在鏈接上露出時(shí)需要加密處理，于是后端把下發(fā)的用戶(hù)id改成了base64加密處理后下發(fā)了，前端只需要把加密后的用戶(hù)id原樣傳給后端就行。就是這個(gè)看似簡(jiǎn)單的流程，前端啥也沒(méi)干只是原樣透?jìng)鳎蠖擞懈怕誓玫降挠脩?hù)id不對(duì)。

問(wèn)題描述

本地寫(xiě)個(gè)后端服務(wù)模擬當(dāng)時(shí)的情景：

后端框架：nest

@Get('getUserInfo') 
getUserInfo(@Req() req) {
  const query = req.query
  const cookie = req.cookies
  console.log('cookie', cookie)
  // 優(yōu)先取參數(shù)中的userId，沒(méi)有則取cookie中的uid
  const userId = query.userId || cookie.uid
  // base64加密
  const token = Buffer.from(userId).toString('base64')
  console.log('加密后的token', token)
  // 返回base64加密后的token
  return {
    code: 0,
    data: {
      userId,
      // base64加密
      token
    }
  }
}

前端請(qǐng)求后：

服務(wù)這邊能夠正常拿到cookie并使用base64加密，然后把加密后的token返回給前端

前端也正常拿到了后端返回的加密后的token

最后前端只需要在用戶(hù)分享時(shí)把加密的token帶在鏈接上，從這個(gè)鏈接進(jìn)入時(shí)再把鏈接上加密的token帶給后端即可，中間不需要做任何處理。

就是這個(gè)過(guò)程，出現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象，絕大多數(shù)用戶(hù)都是OK，但是會(huì)有一些用戶(hù)的token帶給后端時(shí)，后端解不出來(lái)了。

心想這跟前端好像沒(méi)啥關(guān)系，因?yàn)榍岸藟焊鶝](méi)處理后端返回的token，后端給我啥，我只是原樣給他傳了啥。

經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，所有有問(wèn)題的用戶(hù)id都是加密后的token中包含了+符號(hào)

比如這樣的：zm+3DQ/gYeMzQ/HM2L76+CA==傳到后端時(shí)，所有的+都變成了空格，導(dǎo)致后端解出來(lái)是錯(cuò)的

URL是如何進(jìn)行編碼的

這個(gè)問(wèn)題的主要原因還是因?yàn)閁RL被編碼造成的，由于請(qǐng)求是get請(qǐng)求，所以最終所有的參數(shù)都是拼接在鏈接上的，最開(kāi)始前端傳給后端的token是沒(méi)有經(jīng)過(guò)編碼的，那它為什么自己編碼了？并且編碼后與預(yù)期的還不一致？

由于種種歷史原因，RFC與W3C都定義過(guò)URL的編碼標(biāo)準(zhǔn)

RFC規(guī)范

在RFC3986中提到：除了 數(shù)字 、 字母 、-_.~ 不會(huì)被轉(zhuǎn)義，其他字符都會(huì)被以百分號(hào)（%）后跟兩位十六進(jìn)制數(shù) %{hex} 的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)義。在這個(gè)規(guī)則中空格會(huì)被轉(zhuǎn)為%20，而+會(huì)被轉(zhuǎn)為%2B

W3C規(guī)范

在W3C規(guī)范中卻又說(shuō)空格可以被編碼為+或%20

為什么會(huì)同時(shí)存在兩種規(guī)范，這不是在挖坑嗎？

因?yàn)閁RL中不能存在空格，所以在URL中的空格會(huì)自動(dòng)替換成+或%20

這就是上面出現(xiàn)+變空格的原因，在你不確定正在以哪一個(gè)規(guī)范進(jìn)行編解碼時(shí)，就很容易出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。它可能是瀏覽器造成的，也可能是開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的規(guī)范不同造成的。

比如Google搜索：

當(dāng)我們搜索s+2時(shí)，地址欄出現(xiàn)的是s%2B2

當(dāng)我們搜索s 2時(shí)，地址欄出現(xiàn)的卻是s+2

這里就是空格被編碼為+了，你要是不了解W3C這條規(guī)范，是不是覺(jué)得匪夷所思了??

前端編碼規(guī)范

在JS中對(duì)字符串進(jìn)行編碼的方法有三個(gè)：escape、encodeURI、encodeURIComponent

escape已經(jīng)被廢棄了，不再推薦使用，所以我們這里只需要關(guān)注后面兩個(gè)的區(qū)別

encodeURI

該函數(shù)只會(huì)編碼URI中完全禁止的字符。該函數(shù)的目的是對(duì)URI進(jìn)行完整的編碼，因此對(duì)以下在URI中具有特殊含義的 ASCII 標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，encodeURI是不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)義的(;/???&=+$,#)

所以對(duì)于encodeURI來(lái)說(shuō)，空格會(huì)被編碼為%20，但是+并不會(huì)編碼。因?yàn)榭崭袷荱RI中禁止的字符，而+不是

總結(jié)來(lái)說(shuō)就是：

encodeURL除了這些A-Z a-z 0-9 ; , / ? : @ & = + $ – _ . ! ~ * ‘ ( ) # 不會(huì)被編碼，其余字符都會(huì)被編碼

encodeURIComponent

功能與encodeURI類(lèi)似，但是encodeURIComponent編碼的范圍更廣，并且該函數(shù)一般用于對(duì)URI的參數(shù)部分進(jìn)行編碼

對(duì)于encodeURIComponent來(lái)說(shuō)，空格會(huì)被編碼為%20，+會(huì)被編碼為%2B

總結(jié)來(lái)說(shuō)就是：

encodeURLComponent除了這些A-Z a-z 0-9 - _ . ! ~ * ' ( ) 不會(huì)被編碼，其余字符都會(huì)被編碼

兩者使用場(chǎng)景的差異

當(dāng)encode的內(nèi)容不作為URI參數(shù)時(shí)，使用encodeURI進(jìn)行編碼

const url = encodeURI('https://www.qidian.com')
// 'https://www.qidian.com'

當(dāng)encode的內(nèi)容作為URI參數(shù)時(shí)，使用encodeURIComponent進(jìn)行編碼

const deepLink = `weixin://webview?url=${encodeURIComponent('https://www.baidu.com')}`
//  weixin://webview?url=https%3A%2F%2Fwww.baidu.com

結(jié)論

對(duì)于JS的編碼方法來(lái)說(shuō)，只有encodeURIComponent會(huì)對(duì)+進(jìn)行編碼，并且編碼規(guī)范是RFC3986，也就是說(shuō)使用這個(gè)方法空格會(huì)被轉(zhuǎn)為%20，而+會(huì)被轉(zhuǎn)為%2B。從而也就不會(huì)出現(xiàn)+變空格或空格變+的問(wèn)題。

上述問(wèn)題是如何產(chǎn)生的？

上面分別介紹了URL的編碼規(guī)范，以及前端編碼方法應(yīng)用的規(guī)范。總結(jié)下來(lái)就是空格不會(huì)在前端產(chǎn)生，前端應(yīng)用的編碼規(guī)范不會(huì)將空格編碼成+，也不會(huì)把+解碼成空格。

并且特意寫(xiě)了個(gè)node服務(wù)來(lái)模擬當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景。

結(jié)論是：只要傳給后端的base64字符串在前端經(jīng)過(guò)了編碼就不會(huì)有問(wèn)題。因?yàn)樯厦嫖覀兘榻B過(guò)瀏覽器的編碼規(guī)范，確實(shí)是會(huì)存在+變空格的問(wèn)題。所以我們需要主動(dòng)編碼，不要把編碼的機(jī)會(huì)留給瀏覽器。

前端編碼了，后端拿到的也是正常的

沒(méi)編碼，后端拿到的+變成空格了

所以當(dāng)時(shí)前端未進(jìn)行編碼時(shí)，從CURL中就能看到+已經(jīng)變成了空格，但后面前端編碼后，curl看是正常的，后端解碼出來(lái)卻還是有問(wèn)題的。

我這邊怎么都復(fù)現(xiàn)不了當(dāng)時(shí)傳給后端是編碼過(guò)的base64字符串，后端拿到的卻還是+變成了空格

沒(méi)辦法，只好找后端同學(xué)問(wèn)問(wèn)他當(dāng)時(shí)是怎么解碼的...

經(jīng)過(guò)一番驗(yàn)證后，結(jié)論是他那邊多解碼了一次，他們框架層有一次自動(dòng)解碼

'zm%2B3DQ%2FgYeMzQ%2FHM2L76CA%3D%3D'   ---->  'zm+3DQ/gYeMzQ/HM2L76CA=='

實(shí)際上這里就已經(jīng)是正確的了，但后端同學(xué)又自己解碼了一次，按理來(lái)說(shuō)再次解碼應(yīng)該也不會(huì)有問(wèn)題

但是?。?！這是因?yàn)?code style="font-family: ui-monospace, SFMono-Regular, "SF Mono", Menlo, Consolas, "Liberation Mono", monospace, sans-serif; padding: 0px 5px; line-height: 1.8; margin: 0px 3px; display: inline-block; overflow-x: auto; vertical-align: middle; border-radius: 3px; background-color: rgb(251, 229, 225); color: rgb(192, 52, 29); border: none !important;">javascript遵循的是RFC3986規(guī)范，但java好像并不是

java自帶的decode方法底層是這樣實(shí)現(xiàn)的

這里是按W3C的規(guī)范，由于URL中不能存在空格，所以URL Encode 會(huì)把空格替換成+，然后解碼也同樣會(huì)將+替換成空格。真相了....

解決方案

按理來(lái)說(shuō)我們只需要保證傳給后端的+字符按RFC3986規(guī)范編碼成了%2B就不會(huì)有問(wèn)題，不要把編碼的機(jī)會(huì)留給瀏覽器，在JS中只需調(diào)用encodeURIComponent即可
后端接收到帶空格的base64字符串時(shí)，通過(guò)正則將空格替換為+，因?yàn)?code style="font-family: ui-monospace, SFMono-Regular, "SF Mono", Menlo, Consolas, "Liberation Mono", monospace, sans-serif; padding: 0px 5px; line-height: 1.8; margin: 0px 3px; display: inline-block; overflow-x: auto; vertical-align: middle; border-radius: 3px; background-color: rgb(251, 229, 225); color: rgb(192, 52, 29); border: none !important;">base64中不會(huì)出現(xiàn)空格
由于標(biāo)準(zhǔn)Base64編碼包含64個(gè)字符A-Z, a-z,0-9,+,/,=，有一種URL safe的base64格式，把其中的+,/換成-,_，也能夠解決上面的問(wèn)題。