Base91 エンコード・デコード（basE91）

Base91 をエンコード・デコードする手順

1. テキストを 入力 · テキスト に入力するか貼り付けます。エンコードされた文字列が 出力 · basE91 に表示されます。
2. バイナリデータの場合は、変換元 を Hex（16進数） か Base64 にして、その形式で貼り付けます。
3. デコードするには、方向の切り替えで basE91 → テキスト をクリックします。入力中の改行は無視されます。アルファベット以外の文字があるとデコードが止まり、その位置が示されます。
4. 結果は 出力をコピー または ダウンロード で取り出せます。デコードしたバイナリデータには バイトを保存 を使ってください。

basE91 の仕組み

basE91 は Joachim Henke が公開したものです。Base64 は 6 ビットごとに 1 文字を割り当てます。basE91 では、入力のビットをキューに集めて 13 ビットずつ取り出します。2 文字で表せる値は 91 × 91 = 8281 通りで、13 ビットに必要な 8192 通りより少し多くなります。この余裕は最適化に使われます。次の 13 ビットの値が 88 以下なら、エンコーダーは代わりに 14 ビットを取り出し、それでも 2 文字で書きます。

そのため、出力の長さは内容に左右されます。ランダムなデータでは 14 ビットのグループはまれ（全グループの 1.1% 未満）なので、オーバーヘッドは 16/13、約 23% に近くなります。ゼロのビットが多いデータはさらに詰まります。1000 個のゼロバイトは 1143 文字になり、オーバーヘッドは 14% です。

可変長のグループには副作用があります。固定のブロックサイズがないため、文字列の途中からデコードしたり、任意の位置で分割したりできません。Base64 なら 4 文字の倍数の位置ならどこでも分割できます。

アルファベットと、それが問題になる場所

basE91 のアルファベットは A–Z、a–z、0–9 と次の 29 文字です。

!#$%&()*+,./:;<=>?@[]^_`{|}~"

空白、'、-、\ は含まれません。空白と ' はシェルや引用符で囲んだ文字列で問題を起こし、\ はほぼどこでもエスケープ文字です。それでも二重引用符は含まれており、<、>、& も同様なので、JSON、HTML、XML の中の basE91 にはエスケープが必要で、そのエスケープが Base64 に対する利点の一部を食いつぶします。最も向いているのは、テキストファイル、シングルクォートで囲んだシェルの引数、バイナリセーフなプロトコルのフィールドなど、印字可能な ASCII なら何でも受け付ける場所です。

Python での basE91 エンコーダー

標準ライブラリに basE91 はありません。Henke のアルゴリズムは短いので、そのまま組み込めます。

ALPHABET = ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
            "0123456789!#$%&()*+,./:;<=>?@[]^_`{|}~\"")

def b91encode(data: bytes) -> str:
    out, queue, nbits = [], 0, 0
    for byte in data:
        queue |= byte << nbits
        nbits += 8
        if nbits > 13:
            value = queue & 8191
            if value > 88:
                queue >>= 13
                nbits -= 13
            else:
                value = queue & 16383
                queue >>= 14
                nbits -= 14
            out += ALPHABET[value % 91], ALPHABET[value // 91]
    if nbits:
        out.append(ALPHABET[queue % 91])
        if nbits > 7 or queue > 90:
            out.append(ALPHABET[queue // 91])
    return "".join(out)

b91encode(b"test")    # 'fPNKd'

どの入力に対しても、このページと同じ出力になります。Python でのバイト列の扱いについては Python のページ をご覧ください。

Base91 を選ぶべきとき

出力の 1 バイト 1 バイトが重要で、通信路が印字可能な ASCII をほぼすべて受け付ける場合に basE91 を選んでください。コンパクトなログや、長さに厳しい上限があるテキストフィールドなどです。JSON、URL、HTML、メールに入れるものなら、Base64 のほうが安全で、長さもほとんど変わりません。固定ブロックで 25% のオーバーヘッドがよければ、PDF と PostScript で標準化されている Ascii85 があります。

よくある質問