PythonでBase64エンコードとデコード

Base64というのは、データ(バイト列)を、64種類の文字(と、パディング用の”=”を含めた65文字)で表現するエンコード方法です。
64種類の文字の内訳はアルファベット小文字(a-z)26種類、大文字(A-Z)26種類、数値(0-9)10種類、記号(+,/)2種類です。
文字データしかやり取りのできないプロトコルで一般のデータを送受したりするために使われます。

詳しくはWikipediaをご参照ください。
参考: Base64 – Wikipedia

今回の記事は、このBase64のエンコードをPythonで実装する方法の紹介です。

Pythonには標準ライブラリに専用のモジュールが用意されています。
参考: base64 — Base16, Base32, Base64, Base85 データの符号化 — Python 3.9.4 ドキュメント

まず、文字列をbase64エンコーディングしてみましょう。
使い方は簡単で、base64.b64encodeに、バイトデータを渡してあげるだけです。
string型のデータはそのままでは受け取れない(エラー:a bytes-like object is required, not ‘str’　が発生する)ので、
元のテキストをencode()メソッドを使ってbyteデータに変換するのがポイントです。

import base64


text = "ハローワールド！"
print(base64.b64encode(text.encode()))
# b'44OP44Ot44O844Ov44O844Or44OJ77yB'

出力結果が b’〜’　となっているのでわかる通り、結果はbyte型で得られます。
base64の結果を文字列で欲しい時は、decode()する必要があります。

print(base64.b64encode(text.encode()).decode())
# 44OP44Ot44O844Ov44O844Or44OJ77yB

逆に、Base64のデータを、元のデータに戻したい場合は、base64.b64decode()を使います。
不思議なことに、このメソッドは、string型のデータもbyte型のデータも両方受け取ってくれます。
結果はbyte型で受け取ることになるので、元の文字列型のデータとして結果を得たい場合は、改めてdecode()する必要があります。

# byteを渡した場合
print(base64.b64decode(b'44OP44Ot44O844Ov44O844Or44OJ77yB'))
# b'\xe3\x83\x8f\xe3\x83\xad\xe3\x83\xbc\xe3\x83\xaf\xe3\x83\xbc\xe3\x83\xab\xe3\x83\x89\xef\xbc\x81'
print(base64.b64decode(b'44OP44Ot44O844Ov44O844Or44OJ77yB').decode())
# ハローワールド！

# stringを渡した場合
print(base64.b64decode('44OP44Ot44O844Ov44O844Or44OJ77yB'))
# b'\xe3\x83\x8f\xe3\x83\xad\xe3\x83\xbc\xe3\x83\xaf\xe3\x83\xbc\xe3\x83\xab\xe3\x83\x89\xef\xbc\x81'
print(base64.b64decode('44OP44Ot44O844Ov44O844Or44OJ77yB').decode())
# ハローワールド！

以上で、文字列データをBase64エンコード/デコードできました。
ただ、Base64の本領は、文字列ではない一般のデータを文字列で表現できることにあります。
なので、サンプルとして画像データをBase64エンコードするコードも紹介しておきます。
といっても、やることは単純で、画像をバイナリとして読み込んで、文字列のときと同じメソッドに渡すだけです。

結果はものすごく長いデータになるので出力しませんが、以下のようなコードで、img_base64変数に、
sample.jpg ファイルをBase64した結果が格納されます。

with open("./sample.jpg", "rb") as f:
    img = f.read()

img_base64 = base64.b64encode(img)

元々がbyte型なので文字列の時より単純ですね。
逆変換も文字列の時と同様にbase64.b64decodeでできます。
逆変換した結果を別のファイル名で保存して、元の画像と同じものであることを確認しておきましょう。(結果省略)

with open("./sample2.jpg", "wb") as f:
    f.write(base64.b64decode(img_base64))