Base54


公開 (UL): 2021-06-01
更新 (UD): 2021-06-01
閲覧 (DL): 2021-09-26

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 Base54 は,任意バイト列をアルファベットと数字で表現する方式。Base64 と同等の機能だが,記号(+,/,=)と,アルファベットのうち数字と紛らわしい I,L,O,S を除いた大/小文字の 54 文字を使う。MD5 などで求めたハッシュ値をパスワードとして扱う時などに最適。
  Base54 is an explaination of any bytes like Base64 encoding, but it doesn't use punctions (+, /, =) and alphabets I, L, O and S both cases, because they are confusing with digits 1, 0 and 5. E.g., you can treat the result of Base54 as "password" easy.

 パスワードとしての利用は,ファイルを他者に見られないよう保護したい時に使うパスワードを生成するために,このサイトで使う PPOP で採用している。PPOP については,以下を参照。

▼ PPOP
http://treeware.jp-help.net/?ssss9

 なお,このサイトの管理者(石川)が勝手に作った規格のため,必死になって検索で調べたりしないよーに。

● 概略 / SYNOPSIS

 「User-ID+パスワード種」から MD5 で求めた 128 ビットバイナリ値を Base54 で文字列化したものをパスワードとして使う例。

▼ Perl での使用例
  use	Base54;		# This module
  use	Digest::MD5;	# an example
  my	$pws ="PasswordSeed";
  	print " User-ID :";
  my	$uid = <STDIN>; chomp $uid;
  my	$pwright = encode_base54( md5( "$pws:$uid" ) );
  	print "Password :";
  my	$pwinput = <STDIN>; chomp $pwinput;
  	print( ($pwinput eq $pwright)?"OK!\n":"NG!\n" );

● 関数 / FUNCTION

 Perl のモジュールで,使えるようになる関数は以下の2つ。

ソースコードは公開未定

◆ encode_base54( $bytestring )

 任意バイト列から Base54 文字列を作って返す。使用される文字は,数字と,アルファベットから I,L,O,S を除いた 22 文字のそれぞれ大文字と小文字の 44 文字,合わせて 54 文字。
 必要な文字数は以下の式で求められる。

▼ バイト数→Base54 文字数
  base54chars = int( ( bytelength * 32 + 22 )/ 23 )

◆ decode_base54( $base54string )

 Base54 文字列から元のバイト列に直して返す。Base54 の文字数から求まるバイト数は以下の通り。

▼ Base54 文字数→バイト数
  bytelength = int( ( base54chars * 23 )/ 32 )

● 詳細 / DETAIL

 54^4 ≒ 2^23 であることを利用し,54 種類の文字を使って,任意のバイト列を 23 ビットごとに区切り4文字ずつ符号化する。Base64 とは異なり,下位ビットから符号化する。バイトの並びは Intel 形式の整数(Little-endian integer)に近い扱いになる。
 使用する文字は,数字と,アルファベットから I,L,O,S を除いた 22 文字のそれぞれ大文字と小文字の 44 文字の,合わせて 54 文字。以下の順に「数字」として扱う。0~F(大文字)は 16 進数と同じで,a(小文字)は 32,z は 53 を表す「数字」として扱う。

▼ Base54 文字→値
  0123456789ABCDEFGHJKMNPQRTUVWXYZabcdefghjkmnpqrtuvwxyz

 文字列の作り方は,23 ビット整数の 54 の「剰余」を求めて上記の文字に割り当て,54 の商に対してまた 54 の「剰余」を求めて……を3回繰り返し,最後の「商」を4文字目として扱う。
 たとえば,3バイトの並びが 0x12, 0x34, 0x56 の場合,16 進数の 0x563412 として扱う。23 ビット整数として文字化すると……。

▼ 0x563412→Base54 文字
  0x563412 = 5649426(10)
  5649426 mod 54 = 0 →"0"
  int( 5649426 / 54 )= 104619, 104619 mod 54 = 21 →"N"
  int( 104619 / 54 )= 1937, 1937 mod 54 = 47 →"t"
  int( 1937 / 54 )=35 →"d"
  result: "0Ntd"

 3バイトから 23 ビットを符号化すると1ビット余るので,それは次の 22 ビットの最下ビットに追加して符号化していく。たとえば上記の次に 0x78, 0x9A, 0xBC というバイト並びが来る場合は,ここから 22 ビット取り出した 0x3C9A78 を左に1ビットシフトして,前述の最上位ビットの0(ゼロ)を加算した 0x7934F0 から文字列を求める。
 余った2ビット(2)は,続くバイトから 21 ビット持ってきて左に2ビットシフトし,2を加算した結果から文字列を求める。以降同様。

 バイト列終端で 23 ビットに満たなかったビットは,上位ビットを0(ゼロ)で埋めて 23 ビット整数として扱って文字にする。余ったビット数に応じて追加する文字数を決める。

 冗長度は約 139%(=32/23)となる(Base64 は 133%=4/3)。



© M.Ishikawa; TREEWARE 2021.