Base64URL から Base64 への変換：パディングを復元

Base64URL を Base64 に変換する手順

1. Base64URL を 入力 · Base64URL に貼り付けます。パディングはあってもなくてもよく、入力に標準の + や / が含まれていても問題ありません。
2. 出力 · Base64 に標準の Base64 が表示されます。- と _ は + と / に変わり、パディングも復元されています。
3. 出力の下では パディング（=） が既定でオンになっています。折り返し を使うと、結果を PEM 用に 64 文字、MIME 用に 76 文字で改行できます。
4. 出力をコピー を押します。逆方向は Base64 → Base64URL の切り替えか、Base64 から Base64URL へ を使います。

付け足すパディングの数

Base64 は 4 文字単位のグループで動作します。Base64URL では通常、最後のグループを埋める = が省略されるので、長さを見れば何個戻せばよいかがわかります。

よく知られたペイロードの例 eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ は 70 文字で、余りは 2 なので、末尾に == を付けた同じ文字列になります。詳しい理屈は パディングの解説 をご覧ください。

標準の Base64 が必要になる理由

多くのデコーダーは標準のアルファベットしか受け付けず、Base64URL を渡すとそれぞれ違った形で失敗します。

• GNU coreutils の base64 -d は、最初の - や _ までにデコードできた分を出力してから、base64: invalid input を表示します。
• Java の Base64.getDecoder() は IllegalArgumentException を投げます。URL セーフな入力には Base64.getUrlDecoder() を使います。
• .NET の Convert.FromBase64String は、-、_、= の欠落に対して FormatException を投げます。
• Python の base64.b64decode は危険です。既定では、標準のアルファベット以外の文字をエラーを出さずに捨ててしまいます。b64decode("PDw_Pz8-Pg==") は b'<<???>>' ではなく b'<<\x0f\xcf\xc3\xe0' を返します。

トークンを扱うコードでは、最後のケースをテストしておく価値があります。例外が出ないまま誤ったバイト列ができると、たいていずっと後になって、署名検証の失敗やデータの破損として表面化します。

コードで Base64URL を Base64 にする

import base64

def b64url_to_bytes(s: str) -> bytes:
    return base64.urlsafe_b64decode(s + "=" * (-len(s) % 4))

b64url_to_bytes("PDw_Pz8-Pg")                              # b'<<???>>'
base64.b64encode(b64url_to_bytes("PDw_Pz8-Pg")).decode()   # 'PDw/Pz8+Pg=='

-len(s) % 4 は不足している = の数で、有効な入力なら 0、1、2 のいずれかです。urlsafe_b64decode にはパディングが必要なので、呼び出しの前に付け足しています。

function b64urlToB64(s) {
  const b = s.replace(/-/g, "+").replace(/_/g, "/");
  return b + "=".repeat((4 - (b.length % 4)) % 4);
}
b64urlToB64("PDw_Pz8-Pg");   // 'PDw/Pz8+Pg=='

Node.js なら、Buffer.from(s, "base64url").toString("base64") の 1 回の呼び出しで同じことができます。各言語の標準ライブラリにある URL セーフなデコーダーについては、Python、Java、C# のページをご覧ください。

よくある問題

• 「最後の文字グループが不完全です」。 長さを 4 で割った余りが 1 です。文字列の一部が失われています。改行の位置や、URL が途中で切れたことが原因であることが多いです。
• 入力に . がある。 JWT は 3 つの Base64URL セグメントをドットでつないでいます。セグメントを 1 つずつ変換してください。JWT デコーダー ならトークン全体をそのまま読めます。
• 文字列に %3D がある。 値が Base64URL のうえにさらにパーセントエンコードされています。先に URL デコード でデコードしてください。

よくある質問