c# - Base32 デコード

Question

バイト配列に変換する必要がある base32 文字列があります。また、.NET フレームワークで変換方法を見つけるのに苦労しています。base64 のメソッドは見つかりますが、base32 のメソッドは見つかりません。

Convert.FromBase64String– base32 用のこのようなものは完璧です。

フレームワークにそのようなメソッドはありますか、それとも自分でロールバックする必要がありますか?

Answer 1

base32 エンコーダー/デコーダーが必要だったので、今日の午後、これをまとめるのに数時間費やしました。ここにリストされている標準に準拠していると思います: https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4648#section-6。

public class Base32Encoding
{
    public static byte[] ToBytes(string input)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(input))
        {
            throw new ArgumentNullException("input");
        }

        input = input.TrimEnd('='); //remove padding characters
        int byteCount = input.Length * 5 / 8; //this must be TRUNCATED
        byte[] returnArray = new byte[byteCount];
        
        byte curByte = 0, bitsRemaining = 8;
        int mask = 0, arrayIndex = 0;

        foreach (char c in input)
        {
            int cValue = CharToValue(c);

            if (bitsRemaining > 5)
            {
                mask = cValue << (bitsRemaining - 5);
                curByte = (byte)(curByte | mask);
                bitsRemaining -= 5;
            }
            else
            {
                mask = cValue >> (5 - bitsRemaining);
                curByte = (byte)(curByte | mask);
                returnArray[arrayIndex++] = curByte;
                curByte = (byte)(cValue << (3 + bitsRemaining));
                bitsRemaining += 3;
            }
        }

        //if we didn't end with a full byte
        if (arrayIndex != byteCount)
        {
            returnArray[arrayIndex] = curByte;
        }

        return returnArray;
    }

    public static string ToString(byte[] input)
    {
        if (input == null || input.Length == 0)
        {
            throw new ArgumentNullException("input");
        }

        int charCount = (int)Math.Ceiling(input.Length / 5d) * 8;
        char[] returnArray = new char[charCount];

        byte nextChar = 0, bitsRemaining = 5;
        int arrayIndex = 0;

        foreach (byte b in input)
        {
            nextChar = (byte)(nextChar | (b >> (8 - bitsRemaining)));
            returnArray[arrayIndex++] = ValueToChar(nextChar);
            
            if (bitsRemaining < 4)
            {
                nextChar = (byte)((b >> (3 - bitsRemaining)) & 31);
                returnArray[arrayIndex++] = ValueToChar(nextChar);
                bitsRemaining += 5;
            }
            
            bitsRemaining -= 3;
            nextChar = (byte)((b << bitsRemaining) & 31);
        }

        //if we didn't end with a full char
        if (arrayIndex != charCount)
        {
            returnArray[arrayIndex++] = ValueToChar(nextChar);
            while (arrayIndex != charCount) returnArray[arrayIndex++] = '='; //padding
        }

        return new string(returnArray);
    }

    private static int CharToValue(char c)
    {
        int value = (int)c;
        
        //65-90 == uppercase letters
        if (value < 91 && value > 64)
        {
            return value - 65;
        }
        //50-55 == numbers 2-7
        if (value < 56 && value > 49)
        {
            return value - 24;
        }
        //97-122 == lowercase letters
        if (value < 123 && value > 96)
        {
            return value - 97;
        }

        throw new ArgumentException("Character is not a Base32 character.", "c");
    }

    private static char ValueToChar(byte b)
    {
        if (b < 26)
        {
            return (char)(b + 65);
        }

        if (b < 32)
        {
            return (char)(b + 24);
        }

        throw new ArgumentException("Byte is not a value Base32 value.", "b");
    }

}

Answer 2

ここにある.NETのこのFromBase32String実装を確認してください。

---

編集：上記のリンクは無効でした。アーカイブされたコピーはarchive.orgで見つけることができます

実際のコードは次のとおりです。

using System;
using System.Text;

public sealed class Base32 {

      // the valid chars for the encoding
      private static string ValidChars = "QAZ2WSX3" + "EDC4RFV5" + "TGB6YHN7" + "UJM8K9LP";

      /// <summary>
      /// Converts an array of bytes to a Base32-k string.
      /// </summary>
      public static string ToBase32String(byte[] bytes) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();         // holds the base32 chars
            byte index;
            int hi = 5;
            int currentByte = 0;

            while (currentByte < bytes.Length) {
                  // do we need to use the next byte?
                  if (hi > 8) {
                        // get the last piece from the current byte, shift it to the right
                        // and increment the byte counter
                        index = (byte)(bytes[currentByte++] >> (hi - 5));
                        if (currentByte != bytes.Length) {
                              // if we are not at the end, get the first piece from
                              // the next byte, clear it and shift it to the left
                              index = (byte)(((byte)(bytes[currentByte] << (16 - hi)) >> 3) | index);
                        }

                        hi -= 3;
                  } else if(hi == 8) { 
                        index = (byte)(bytes[currentByte++] >> 3);
                        hi -= 3; 
                  } else {

                        // simply get the stuff from the current byte
                        index = (byte)((byte)(bytes[currentByte] << (8 - hi)) >> 3);
                        hi += 5;
                  }

                  sb.Append(ValidChars[index]);
            }

            return sb.ToString();
      }


      /// <summary>
      /// Converts a Base32-k string into an array of bytes.
      /// </summary>
      /// <exception cref="System.ArgumentException">
      /// Input string <paramref name="s">s</paramref> contains invalid Base32-k characters.
      /// </exception>
      public static byte[] FromBase32String(string str) {
            int numBytes = str.Length * 5 / 8;
            byte[] bytes = new Byte[numBytes];

            // all UPPERCASE chars
            str = str.ToUpper();

            int bit_buffer;
            int currentCharIndex;
            int bits_in_buffer;

            if (str.Length < 3) {
                  bytes[0] = (byte)(ValidChars.IndexOf(str[0]) | ValidChars.IndexOf(str[1]) << 5);
                  return bytes;
            }

            bit_buffer = (ValidChars.IndexOf(str[0]) | ValidChars.IndexOf(str[1]) << 5);
            bits_in_buffer = 10;
            currentCharIndex = 2;
            for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) {
                  bytes[i] = (byte)bit_buffer;
                  bit_buffer >>= 8;
                  bits_in_buffer -= 8;
                  while (bits_in_buffer < 8 && currentCharIndex < str.Length) {
                        bit_buffer |= ValidChars.IndexOf(str[currentCharIndex++]) << bits_in_buffer;
                        bits_in_buffer += 5;
                  }
            }

            return bytes;
      }
}

Answer 3

私はさまざまな Base32 および Base64 エンコーディング/デコーディング メソッドの柔軟な標準ベースの実装をいくつか書きました。特に: base64url (rfc4648 による) とそれに相当する base32。

デフォルトでは、Base32Url クラスは文字 A から Z および 2 から 7 のみでエンコードします。ハイフン、アンダースコア、プラス、スラッシュ、イコールは使用されないため、ほとんどすべての状況で URL トークンとして使用できます。Base32Url は、カスタム アルファベット、大文字と小文字の区別/区別、パディング/パディングなしなどもサポートしています。

これはコードプロジェクトに投稿されています。

Answer 4

私は、VB.NET 用の独自の汎用 Base32 エンコーダー/デコーダーの実装を考え出しました。独立した Web サイトで結果を確認したので、かなり正確なようです。

コードをどのように改善できるかについてのコメントを歓迎します。

Option Compare Text
Imports System.ComponentModel

Public Structure Base32(Of T)

        Private Const csValidStandardBase32Chars As String = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUV"

        <EditorBrowsable(EditorBrowsableState.Never)> _
        Class Base32Nibble

                <EditorBrowsable(EditorBrowsableState.Never)> _
                Friend mStore As New BitArray(5, False)

                Public ReadOnly Property Value As Byte
                        Get
                                Dim result As Byte = 0
                                For index As Byte = 0 To mStore.Count - 1
                                        If mStore(index) Then
                                                result += (2 ^ index)
                                        End If
                                Next
                                Return result
                        End Get
                End Property

                Public Overrides Function ToString() As String
                        Dim nibbleString As String = Nothing
                        For Each bit As Boolean In mStore
                                nibbleString = Math.Abs(CInt(bit)).ToString() & nibbleString
                        Next
                        Return nibbleString
                End Function

        End Class

        Private Shared mNibbles As List(Of Base32Nibble)

        Public ReadOnly Property Count As Long
                Get
                        Return mNibbles.Count
                End Get
        End Property

        Default Public ReadOnly Property Item(ByVal index As Integer) As Base32Nibble
                Get
                        Return DirectCast(mNibbles(index), Base32Nibble)
                End Get
        End Property

        Public Sub New(ByVal Value As T)
                Dim temp As Object = CType(Value, T)
                getNibbles(BitConverter.GetBytes(temp))
        End Sub

        Public Sub New(ByVal Value As Byte())
                getNibbles(Value)
        End Sub

        Public Shared Widening Operator CType(ByVal Value As T) As Base32(Of T)
                Return New Base32(Of T)(Value)
        End Operator

        Public Shared Widening Operator CType(ByVal Value As Byte()) As Base32(Of T)
                Return New Base32(Of T)(Value)
        End Operator

        Public ReadOnly Property Value As String
                Get
                        Dim result As String = Nothing
                        For Each Nib As Base32(Of T).Base32Nibble In mNibbles
                                result = csValidStandardBase32Chars(Nib.Value) & result
                        Next
                        Return result.TrimStart("0")
                End Get
        End Property

        Public Function ToNumeric(ByVal Base32String As String) As T
                Dim result As T = CType(CType(0, Object), T)
                Try
                        If Base32String.Trim.Length > 0 Then
                                Dim pos As Integer = 0
                                Do
                                        Dim temp As Object = getBase32Value(Base32String, pos)
                                        result = result + temp
                                        pos += 1
                                Loop While (pos < Base32String.Length)
                        End If
                Catch ex As Exception
                        ' Catch overflow errors if the generic type T doesn't have enough
                        ' room to store the result
                        System.Diagnostics.Debug.Print(ex.Message)
                End Try
                Return result
        End Function

        Private Shared Sub getNibbles(ByVal Value As Byte())

                Dim valueBytes As New BitArray(Value)
                Dim nib As Base32Nibble = Nothing

                mNibbles = New List(Of Base32Nibble)

                Dim padding As Byte = (1 - (valueBytes.Length / 5 - (valueBytes.Length \ 5))) * 5
                valueBytes.Length = valueBytes.Length + padding

                For element As Short = 0 To valueBytes.Count - 1
                        If (element Mod 5 = 0) Then
                                nib = New Base32Nibble()
                                mNibbles.Add(nib)
                        End If
                        nib.mStore.Item(element Mod 5) = valueBytes.Item(element)
                Next

        End Sub

        Private Function getBase32Char(ByVal InputString As String, ByVal InputPosition As Integer) As String
                Return csValidStandardBase32Chars.IndexOf(Mid(InputString, InputPosition + 1, 1))
        End Function

        Private Function getBase32Value(ByVal InputString As String, ByVal InputPosition As Integer) As T
                Return CType(CType((getBase32Char(InputString, InputPosition) * (32 ^ (InputString.Length - 1 - InputPosition))), Object), T)
        End Function

End Structure

123456789 を Base32 に変換する例を次に示します。

Dim value As Base32(Of Int64) = 123456789
Console.WriteLine( "123456789 in Base32 = " & value.Value)

Answer 5

これが私のすぐに書き留めた解決策です。8 base32 文字の倍数である文字列でのみ機能します。しかし、動作します。

public class Base32
{
  /// <summary>
  /// Decode a Base32 string
  /// This will only work on a multiple of 40 bits (5 bytes)
  /// http://www.garykessler.net/library/base64.html
  /// </summary>
  public static byte[] Decode(string Base32String)
  {
    // Ignore hyphens
    string str = Base32String.Replace("-", "");

    // Convert it to bits
    List<byte> bits = new List<byte>();
    foreach (char c in str)
    {
      int i = CharToValue(c);
      bits.Add((byte)((i & 16) > 0 ? 1 : 0));
      bits.Add((byte)((i & 8) > 0 ? 1 : 0));
      bits.Add((byte)((i & 4) > 0 ? 1 : 0));
      bits.Add((byte)((i & 2) > 0 ? 1 : 0));
      bits.Add((byte)((i & 1) > 0 ? 1 : 0));
    }

    // Convert bits into bytes
    List<byte> bytes = new List<byte>();
    for (int i = 0; i < bits.Count; i += 8)
    {
      bytes.Add((byte)(
        (bits[i + 0] << 7) +
        (bits[i + 1] << 6) +
        (bits[i + 2] << 5) +
        (bits[i + 3] << 4) +
        (bits[i + 4] << 3) +
        (bits[i + 5] << 2) +
        (bits[i + 6] << 1) +
        (bits[i + 7] << 0)));
    }

    return bytes.ToArray();
  }

  static int CharToValue(char c)
  {
    char cl = char.ToLower(c);
    if (cl == 'a') return 0;
    if (cl == 'b') return 1;
    if (cl == 'c') return 2;
    if (cl == 'd') return 3;
    if (cl == 'e') return 4;
    if (cl == 'f') return 5;
    if (cl == 'g') return 6;
    if (cl == 'h') return 7;
    if (cl == 'i') return 8;
    if (cl == 'j') return 9;
    if (cl == 'k') return 10;
    if (cl == 'l') return 11;
    if (cl == 'm') return 12;
    if (cl == 'n') return 13;
    if (cl == 'o') return 14;
    if (cl == 'p') return 15;
    if (cl == 'q') return 16;
    if (cl == 'r') return 17;
    if (cl == 's') return 18;
    if (cl == 't') return 19;
    if (cl == 'u') return 20;
    if (cl == 'v') return 21;
    if (cl == 'w') return 22;
    if (cl == 'x') return 23;
    if (cl == 'y') return 24;
    if (cl == 'z') return 25;
    if (cl == '2') return 26;
    if (cl == '3') return 27;
    if (cl == '4') return 28;
    if (cl == '5') return 29;
    if (cl == '6') return 30;
    if (cl == '7') return 31;
    throw new Exception("Not a base32 string");
  }
}