如何在新式數位身分證進行 PKI 簽章、加密資料的傳遞？

在使用 PKI 時經常會在網路上傳送簽章或加密後的資料，進行安全且私密的資料交換，但是要如何將二進位簽章或加密資料放入 HTML 這類的文字資料中呢？常見的做法是將二進位資料編碼成可列印（printable）的資料，而最普遍的編碼方式為 Hex 和 Base64 編碼。

2021 年將全面換發新式數位身分證（New eID），而在新式數位身分證的應用介面（API）裡有許多資料，像是自然人憑證中的 PKI 簽章與加密資料都需運用到 Base64 編碼進行交換與傳遞，現在就來了解一下什麼是 Hex 和 Base64 編碼。

Hex 是以兩個 16 進位符號（0~9、A、B、C、D、E、F）來表示每個 byte 資料，如此就可表示所有二進位資料。然而 Hex 編碼的缺點在於資料長度會變成原來的兩倍，如果將大量資料用 Hex 編碼則在網路傳輸上會需要更多的時間，所以資料量大時建議使用 Base64 編碼。

Base64 則是用 64 個字元符號來表示資料，處理邏輯如下：

1. 先將資料每 3 個 byte 分成一組，最後資料不足 3 個 byte 則以 0 補足。
2. 每組資料再分成 4 段，每段 6 個 bit。2⁶=64 正好對應 64 個字元符號來編碼。3 個 byte 可分成 4 段，所以編碼後的資料長度會比原資料長度略長，為原資料的 4/3。字元符號的對應編碼如下表：

   數值	字元
   0	A
   1	B
   2	C
   3	D
   4	E
   5	F
   6	G
   7	H
   8	I
   9	J
   10	K
   11	L
   12	M
   13	N
   14	O
   15	P

   數值	字元
   16	Q
   17	R
   18	S
   19	T
   20	U
   21	V
   22	W
   23	X
   24	Y
   25	Z
   26	a
   27	b
   28	c
   29	d
   30	e
   31	f

   數值	字元
   32	g
   33	h
   34	i
   35	j
   36	k
   37	l
   38	m
   39	n
   40	o
   41	p
   42	q
   43	r
   44	s
   45	t
   46	u
   47	v

   數值	字元
   48	w
   49	x
   50	y
   51	z
   52	0
   53	1
   54	2
   55	3
   56	4
   57	5
   58	6
   59	7
   60	8
   61	9
   62	+
   63	/

3. 將所有資料依表編碼。
4. 最後在資料後面補 0 的部分，編碼則以 ＝ 表示。

現在就把 ARES 用 Base64 表示看看：

所以 ARES 經 Base64 編碼後就是「QVJFUw==」。

看到這裡或許有點一個頭兩個大了，不過不用擔心，多數的程式語言都有提供 Base64 的函式庫可以使用，例如：dotnet 的 Convert. 類別或是 Java 的 java.util.Base64 類別都提供 Base64 編碼（encode）和解碼（decode）方法。

最後要提醒的是，由於 Base64 會用到＋和＝兩個符號，若放在 URL 裡傳輸會發生衝突，因為 URL 編碼器會把標準 Base64 中的 ／ 和 ＋ 字元變形，如：％XX 的形式（URL 編碼）。因此使用時要將 Base64 資料經 URL 編碼用 post 方式傳送並指定 Content-Type: application/x-www-form-urlencoded，就可避免兩者的衝突。