第２３７章 base64をエンコードする

今回はS-JISで書かれたものをbase64でエンコードします。



「エンコード」ボタンを押すとエンコードされます。 エンコードされる文字列が２バイト文字と１バイト文字が混在していても 常に１組の「=?ISO-2022-JP?B?........?=」で表すことにします。



では、エンコードする方法を考えてみます。 第２３５章に手動で エンコードする方法が解説してあります。 これをプログラム化します。 原文をJISに変換した文字列を格納する配列をszOrg, エンコードしたものを格納する配列をszDestとすると 


１．原文をJISに変換する(szOrg)
２．szOrgから６ビットずつに区切る
３．szDestに「=?ISO-2022-JP?B?」をコピー
３．記号に変換して１バイトずつszDestに格納
４．最後にszDestに「?=」を付け加える
２．はどのようにすればよいのでしょうか。

szOrgを３バイトずつの組にします。 (szOrg[i], szOrg[i+1], szOrg[i+2])

それぞれを２進で表して(各数字は０または１)

(12345678) (12345678) (12345678)

これを６ビットずつ区切り直すと

(123456) (781234) (567812) (345678)

これらを記号に変換してszDestに格納します。Fを記号に変換する関数とすると

szDest[iR] = F((00123456));
szDest[iR+1] = F((00781234));
szDest[iR + 2] = F((00567812));
szDest[iR + 3] = F((00345678));

とこんな具合になるはずです。

szDest[x]の先頭２ビットは０であることに注意してください。

szDest[iR]はどのように求めればよいのでしょうか。
これは簡単です。szOrg[i]を右に２ビットシフトすればよいですね。


szDest[iR] = F((szOrg[i]) >> 2);
szDest[iR + 1]はszOrg[i]の上位６ビットを０にしてこれを４ビット左シフトしたものに、 szOrg[i + 1]を右に４ビットシフトしたものを足せばよいですね。
上位６ビットを０で埋めるにはどうしたらよいのでしょうか。 これは(00000011)とのビット単位のand(&)を求めればよいですね。 

szDest[iR + 1] = F(((szOrg[i] & 0x3) << 4) + ((szOrg[i + 1]) >> 4));
同様にしてszDest[iR + 2]やszDest[iR + 3]は 

szDest[iR + 2] = F(((szOrg[i + 1] & 0xf) << 2) + ((szOrg[i + 2]) >> 6));
szDest[iR + 3] = F(szOrg[i + 2] & 0x3f);
さて、JISに変換した文字列が常に３の倍数であればよいのですが 当然あまりが出ることもあります。これを考慮してプログラム化すると 

void encode(char *lpszOrg, char *lpszDest)
{
    int i = 0, iR = 16;

    strcpy(lpszDest, "=?ISO-2022-JP?B?");

    while (1) {
        if (lpszOrg[i] == '\0') {
            break;
        }
        lpszDest[iR] = convtobase((lpszOrg[i]) >> 2);
        if (lpszOrg[i + 1] == '\0') {
            lpszDest[iR + 1] = convtobase(((lpszOrg[i] & 0x3) << 4) );
            lpszDest[iR + 2] = '=';
            lpszDest[iR + 3] = '=';
            lpszDest[iR + 4] = '\0';
            break;
        }
        lpszDest[iR + 1] = convtobase(((lpszOrg[i] & 0x3) << 4) + ((lpszOrg[i + 1]) >> 4));
        if (lpszOrg[i + 2] == '\0') {
            lpszDest[iR + 2] = convtobase((lpszOrg[i + 1] & 0xf) << 2);
            lpszDest[iR + 3] = '=';
            lpszDest[iR + 4] = '\0';
            break;
        }
        lpszDest[iR + 2] = convtobase(((lpszOrg[i + 1] & 0xf) << 2) + ((lpszOrg[i + 2]) >> 6));
        lpszDest[iR + 3] = convtobase(lpszOrg[i + 2] & 0x3f);
        lpszDest[iR + 4] = '\0';
        i += 3;
        iR += 4;
    }
    strcat(lpszDest, "?=");
    return;
}
とこんな感じになります。convtobaseは記号に変換する関数です。 では、convtobase関数はどうすればよいでしょうか。 これは簡単です。 

char convtobase(char c)
{
    if (c <= 0x19)
        return c + 'A';
    if (c >= 0x1a && c <= 0x33)
        return c - 0x1a + 'a';
    if (c >= 0x34 && c <= 0x3d)
        return c - 0x34 + '0';
    if (c == 0x3e)
        return '+';
    if (c == 0x3f)
        return '/';
    return '=';
}
第２３５章の変換方法をよく読めばわかります。

では、プログラムを見てみましょう。 


// base6402.rcの一部

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Menu
//

MYMENU MENU DISCARDABLE 
BEGIN
    POPUP "ファイル(&F)"
    BEGIN
        MENUITEM "終了(&X)...",                 IDM_END
    END
    POPUP "オプション(&O)"
    BEGIN
        MENUITEM "BASE64デコード(&D)...",       IDM_DECODE
        MENUITEM "BASE64エンコード(&E)...",     IDM_ENCODE
    END
END

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Dialog
//

MYDLG DIALOG DISCARDABLE  0, 0, 201, 135
STYLE DS_MODALFRAME | DS_CENTER | WS_POPUP | WS_CAPTION | WS_SYSMENU
CAPTION "BASE64デコード"
FONT 9, "ＭＳ Ｐゴシック"
BEGIN
    EDITTEXT        IDC_EDIT1,7,7,187,55,ES_MULTILINE | ES_AUTOVSCROLL | 
                    ES_AUTOHSCROLL | ES_WANTRETURN | WS_VSCROLL | WS_HSCROLL
    PUSHBUTTON      "デコード",IDC_BUTTON1,72,114,50,14
    DEFPUSHBUTTON   "クリア",IDOK,15,114,50,14
    PUSHBUTTON      "閉じる",IDCANCEL,129,114,50,14
    EDITTEXT        IDC_EDIT2,7,65,187,38,ES_MULTILINE | ES_AUTOVSCROLL | 
                    ES_AUTOHSCROLL | ES_READONLY | ES_WANTRETURN | 
                    WS_VSCROLL | WS_HSCROLL
END

MYDLG2 DIALOG DISCARDABLE  0, 0, 187, 127
STYLE DS_MODALFRAME | DS_CENTER | WS_POPUP | WS_CAPTION | WS_SYSMENU
CAPTION "base64エンコード"
FONT 9, "ＭＳ Ｐゴシック"
BEGIN
    EDITTEXT        IDC_EDIT1,7,7,173,38,ES_MULTILINE | ES_AUTOVSCROLL | 
                    ES_AUTOHSCROLL | ES_WANTRETURN | WS_VSCROLL | WS_HSCROLL
    DEFPUSHBUTTON   "エンコード",IDOK,68,106,50,14
    PUSHBUTTON      "クリア",IDC_BUTTON1,7,107,50,14
    PUSHBUTTON      "閉じる",IDCANCEL,129,106,50,14
    EDITTEXT        IDC_EDIT2,7,57,173,38,ES_MULTILINE | ES_AUTOVSCROLL | 
                    ES_AUTOHSCROLL | ES_READONLY | ES_WANTRETURN | 
                    WS_VSCROLL | WS_HSCROLL
END
メニューに「BASE64エンコード」が増えました。
「base64」エンコードダイアログが増えました。 

//        base6402.cpp

#ifndef STRICT
    #define STRICT
#endif
#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include <mbstring.h>

#include "resource.h"

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK MyDecodeProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK MyEncodeProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
ATOM InitApp(HINSTANCE);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
void decode(char *, char *);
char charconv(char);
void MyJisToSJis(char *, char *);
void GetString(char *, char *);
void MySJisToJis(char *, char *);
void encode(char *, char *);
char convtobase(char);

char szClassName[] = "base6402";    //ウィンドウクラス
HINSTANCE hInst;

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hCurInst, HINSTANCE hPrevInst,
                   LPSTR lpsCmdLine, int nCmdShow)
{
    MSG msg;
    
    hInst = hCurInst;
    if (!InitApp(hCurInst))
        return FALSE;
    if (!InitInstance(hCurInst, nCmdShow)) 
        return FALSE;
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
    return msg.wParam;
}

//ウィンドウ・クラスの登録

ATOM InitApp(HINSTANCE hInst)
{
    WNDCLASSEX wc;
    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wc.lpfnWndProc = WndProc;    //プロシージャ名
    wc.cbClsExtra = 0;
    wc.cbWndExtra = 0;
    wc.hInstance = hInst;//インスタンス
    wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wc.lpszMenuName = "MYMENU";    //メニュー名
    wc.lpszClassName = (LPCSTR)szClassName;
    wc.hIconSm = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    return (RegisterClassEx(&wc));
}

//ウィンドウの生成

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInst, int nCmdShow)
{
    HWND hWnd;

    hWnd = CreateWindow(szClassName,
            "猫でもわかるbase64", //タイトルバーにこの名前が表示されます
            WS_OVERLAPPEDWINDOW, //ウィンドウの種類
            CW_USEDEFAULT,    //Ｘ座標
            CW_USEDEFAULT,    //Ｙ座標
            300,    //幅
            200,    //高さ
            NULL, //親ウィンドウのハンドル、親を作るときはNULL
            NULL, //メニューハンドル、クラスメニューを使うときはNULL
            hInst, //インスタンスハンドル
            NULL);
    if (!hWnd)
        return FALSE;
    ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hWnd);
    return TRUE;
}

//ウィンドウプロシージャ

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    int id;

    switch (msg) {
        case WM_COMMAND:
            switch (LOWORD(wp)) {
                case IDM_END:
                    SendMessage(hWnd, WM_CLOSE, 0, 0);
                    break;
                case IDM_DECODE:
                    DialogBox(hInst, "MYDLG", hWnd, (DLGPROC)MyDecodeProc);
                    break;
                case IDM_ENCODE:
                    DialogBox(hInst, "MYDLG2", hWnd, (DLGPROC)MyEncodeProc);
                    break;
            }
            break;
        case WM_CLOSE:
            id = MessageBox(hWnd,
                "終了してもよいですか",
                "終了確認",
                MB_YESNO | MB_ICONQUESTION);
            if (id == IDYES) {
                DestroyWindow(hWnd);
            }
            break;
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return (DefWindowProc(hWnd, msg, wp, lp));
    }
    return 0;
}

LRESULT CALLBACK MyDecodeProc(HWND hDlg, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    static HWND hEdit1, hEdit2;
    int len;
    HGLOBAL hMem, hMem2;
    char *lpszOrg, *lpszResult;

    switch (msg) {
        case WM_INITDIALOG:
            hEdit1 = GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT1);
            hEdit2 = GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT2);
            return TRUE;
        case WM_COMMAND:
            switch (LOWORD(wp)) {
                case IDCANCEL:
                    EndDialog(hDlg, IDCANCEL);
                    return TRUE;
                case IDOK:
                    Edit_SetText(hEdit1, "");
                    Edit_SetText(hEdit2, "");
                    return TRUE;
                case IDC_BUTTON1:
                    len = GetWindowTextLength(hEdit1);
                    hMem = GlobalAlloc(GHND, len + 1);
                    lpszOrg = (char *)GlobalLock(hMem);
                    hMem2 = GlobalAlloc(GHND, len + 1);
                    lpszResult = (char *)GlobalLock(hMem2);
                    if (lpszOrg == NULL || lpszResult == NULL) {
                        MessageBox(hDlg, "メモリ確保に失敗", "Error", MB_OK);
                        return TRUE;
                    }
                    Edit_GetText(hEdit1, lpszOrg, len + 1);
                    GetString(lpszOrg, lpszResult);
                    Edit_SetText(hEdit2, lpszResult);
                    GlobalUnlock(hMem2);
                    GlobalFree(hMem2);
                    GlobalUnlock(hMem);
                    GlobalFree(hMem);
                    return TRUE;

            }
            return FALSE;
    }
    return FALSE;
}

void decode(char *lpszStr, char *lpszResult)
{
    int len, i, iR;
    char a1, a2, a3, a4;

    len = strlen(lpszStr);
    i = 0;
    iR = 0;
    while (1) {
        if (i >= len)
            break;
        a1 = charconv(lpszStr[i]);
        a2 = charconv(lpszStr[i+1]);
        a3 = charconv(lpszStr[i+2]);
        a4 = charconv(lpszStr[i+3]);
        lpszResult[iR] = (a1 << 2) + (a2 >>4);
        lpszResult[iR + 1] = (a2 << 4) + (a3 >>2);
        lpszResult[iR + 2] = (a3 << 6) + a4;
        i += 4;
        iR += 3;
    }
    return;
}

char charconv(char c)
{
    char str[256];

    if (c >= 'A' && c <= 'Z')
        return (c - 'A');
    if (c >= 'a' && c <= 'z')
        return (c - 'a' + 0x1a);
    if (c >= '0' && c <= '9')
        return (c - '0' + 0x34);
    if (c == '+')
        return 0x3e;
    if (c == '/')
        return 0x3f;
    if (c == '=')
        return '\0';
    wsprintf(str, "不正な文字[%c]を検出しました", c);
    MessageBox(NULL, str, "Error", MB_OK);
    return '\0';
}

void MyJisToSJis(char *lpOrg, char *lpDest)
{
    int i = 0, iR = 0, c;
    BOOL bSTART = FALSE;//JIS->SJIS変換が必要かどうか

    while (1) {
        if (lpOrg[i] == 0x1b && lpOrg[i + 1] == 0x24 && lpOrg[i + 2] == 0x42 ||
            lpOrg[i] == 0x1b && lpOrg[i + 1] == 0x24 && lpOrg[i + 2] == 0x40) {
            bSTART = TRUE;
            i += 3;
            continue;
        }
        if (lpOrg[i] == 0x1b && lpOrg[i + 1] == 0x28 && lpOrg[i + 2] == 0x42 ||
            lpOrg[i] == 0x1b && lpOrg[i + 1] == 0x28 && lpOrg[i + 2] == 0x4a) {
            bSTART = FALSE;
            i += 3;
            continue;
        }
        if (lpOrg[i] >= 0x21 && lpOrg[i] <= 0x7e && bSTART) {
            c = MAKEWORD(lpOrg[i + 1], lpOrg[i]);
            lpDest[iR] = (char)HIBYTE(_mbcjistojms(c));
            lpDest[iR + 1] = (char)LOBYTE(_mbcjistojms(c));
            i += 2;
            iR += 2;
            continue;
        }
        if (i == 0 && lpOrg[0] == '\n') {
            lpDest[iR] = '\r';
            lpDest[iR + 1] = '\n';
            i++;
            iR += 2;
            continue;
        }
        if (lpOrg[i] == '\n' && lpOrg[i - 1] != '\r') {
            lpDest[iR] = '\r';
            lpDest[iR + 1] = '\n';
            i++;
            iR += 2;
            continue;
        }
        if (lpOrg[i] == '=') {
            i++;
            continue;
        }
        if (lpOrg[i] == '\0') {
            lpDest[iR] = lpOrg[i];
            break;
        }
        lpDest[iR] = lpOrg[i];
        iR++;
        i++;
    }
    return;
}

void GetString(char *szOrg, char *szResult)
{

    char *token;
    char szBuf[1024], szBuf2[1024];
    int len, mod;
    BOOL bCopy = TRUE; //?をコピーしてよいか

    token = strtok(szOrg, "=\r\n\t");
    while (token != NULL) {
        if (strstr(token, "?ISO-2022-JP?B?") != token &&
            strstr(token, "?iso-2022-jp?B?") != token) {
            if (strcmp(token, "?") != 0 && bCopy == TRUE) {
                MyJisToSJis(token, szBuf);
                strcat(szResult, szBuf);
            }
        } else {
            strcpy(szBuf, token + 15);
            if (szBuf[strlen(szBuf) - 1] == '?')
                szBuf[strlen(szBuf) - 1] = '=';
            len = strlen(szBuf);
            mod = len % 4;
            switch (mod) {
                case 1:
                    strcat(szBuf, "===");
                    bCopy = FALSE;
                    break;
                case 2:
                    strcat(szBuf, "==");
                    bCopy = FALSE;
                    break;
                case 3:
                    strcat(szBuf, "=");
                    bCopy = FALSE;
                    break;
            }
            decode(szBuf, szBuf2);
            MyJisToSJis(szBuf2, szBuf);
            strcat(szResult, szBuf);
        }
        bCopy = TRUE;
        token = strtok(NULL, "=\r\n\t");
    }
    return;
}

LRESULT CALLBACK MyEncodeProc(HWND hDlg, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    static HWND hEdit1, hEdit2;
    char *lpszOrg, *lpszBuf, *lpszDest;
    HGLOBAL hMemOrg, hMemBuf, hMemDest;
    int len;

    switch (msg) {
        case WM_INITDIALOG:
            hEdit1 = GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT1);
            hEdit2 = GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT2);
            return TRUE;
        case WM_COMMAND:
            switch (LOWORD(wp)) {
                case IDOK:
                    len = GetWindowTextLength(hEdit1);
                    hMemOrg = GlobalAlloc(GHND, len + 1);
                    lpszOrg = (char *)GlobalLock(hMemOrg);
                    hMemBuf = GlobalAlloc(GHND, (len + 1) * 2 + 50);
                    lpszBuf = (char *)GlobalLock(hMemBuf);
                    hMemDest = GlobalAlloc(GHND, (len + 1) * 2 + 50);
                    lpszDest = (char *)GlobalLock(hMemDest);

                    if (lpszOrg == NULL || lpszBuf == NULL || lpszDest == NULL) {
                        MessageBox(hDlg, "メモリ確保に失敗しました", "Error", MB_OK);
                        return TRUE;
                    }
                    Edit_GetText(hEdit1, lpszOrg, (len + 1));
                    MySJisToJis(lpszOrg, lpszBuf);
                    encode(lpszBuf, lpszDest);
                    Edit_SetText(hEdit2, lpszDest);

                    GlobalUnlock(hMemOrg);
                    GlobalFree(hMemOrg);
                    GlobalUnlock(hMemBuf);
                    GlobalFree(hMemBuf);
                    GlobalUnlock(hMemDest);
                    GlobalFree(hMemDest);
                    return TRUE;
                case IDCANCEL:
                    EndDialog(hDlg, IDCANCEL);
                    return TRUE;
                case IDC_BUTTON1:
                    Edit_SetText(hEdit1, "");
                    Edit_SetText(hEdit2, "");
                    return TRUE;
            }
            return FALSE;
    }
    return FALSE;
}

void MySJisToJis(char *lpszOrg, char *lpszDest)
{
    int i = 0, iR = 0, c;
    BOOL bSTART = FALSE;

    while (1) {
        if (_ismbblead(lpszOrg[i]) && bSTART == FALSE) {
            lpszDest[iR] = 0x1b;
            lpszDest[iR + 1] = 0x24;
            lpszDest[iR + 2] = 0x42;
            c = MAKEWORD(lpszOrg[i + 1], lpszOrg[i]);
            lpszDest[iR + 3] = (char)HIBYTE(_mbcjmstojis(c));
            lpszDest[iR + 4] = (char)LOBYTE(_mbcjmstojis(c));
            bSTART = TRUE;
            i += 2;
            iR += 5;
            if (!_ismbblead(lpszOrg[i])) {
                lpszDest[iR] = 0x1b;
                lpszDest[iR + 1] = 0x28;
                lpszDest[iR + 2] = 0x42;
                bSTART = FALSE;
                iR += 3;
            }
            continue;
        }
        if (_ismbblead(lpszOrg[i]) && bSTART) {
            c = MAKEWORD(lpszOrg[i + 1], lpszOrg[i]);
            lpszDest[iR] = (char)HIBYTE(_mbcjmstojis(c));
            lpszDest[iR + 1] = (char)LOBYTE(_mbcjmstojis(c));
            i += 2;
            iR += 2;
            if (!_ismbblead(lpszOrg[i])) {
                lpszDest[iR] = 0x1b;
                lpszDest[iR + 1] = 0x28;
                lpszDest[iR + 2] = 0x42;
                bSTART = FALSE;
                iR += 3;
            }
            continue;
        }
        if (lpszOrg[i] == '\r') {
            lpszDest[iR] = '\n';
            i += 2;
            iR++;
            continue;
        }
        if (lpszOrg[i] == '\0') {
            lpszDest[iR] = lpszOrg[i];
            break;
        }
        lpszDest[iR] = lpszOrg[i];
        iR++;
        i++;
    }
    return;
}

void encode(char *lpszOrg, char *lpszDest)
{
    int i = 0, iR = 16;

    strcpy(lpszDest, "=?ISO-2022-JP?B?");

    while (1) {
        if (lpszOrg[i] == '\0') {
            break;
        }
        lpszDest[iR] = convtobase((lpszOrg[i]) >> 2);
        if (lpszOrg[i + 1] == '\0') {
            lpszDest[iR + 1] = convtobase(((lpszOrg[i] & 0x3) << 4) );
            lpszDest[iR + 2] = '=';
            lpszDest[iR + 3] = '=';
            lpszDest[iR + 4] = '\0';
            break;
        }
        lpszDest[iR + 1] = convtobase(((lpszOrg[i] & 0x3) << 4) + ((lpszOrg[i + 1]) >> 4));
        if (lpszOrg[i + 2] == '\0') {
            lpszDest[iR + 2] = convtobase((lpszOrg[i + 1] & 0xf) << 2);
            lpszDest[iR + 3] = '=';
            lpszDest[iR + 4] = '\0';
            break;
        }
        lpszDest[iR + 2] = convtobase(((lpszOrg[i + 1] & 0xf) << 2) + ((lpszOrg[i + 2]) >> 6));
        lpszDest[iR + 3] = convtobase(lpszOrg[i + 2] & 0x3f);
        lpszDest[iR + 4] = '\0';
        i += 3;
        iR += 4;
    }
    strcat(lpszDest, "?=");
    return;
}


char convtobase(char c)
{
    if (c <= 0x19)
        return c + 'A';
    if (c >= 0x1a && c <= 0x33)
        return c - 0x1a + 'a';
    if (c >= 0x34 && c <= 0x3d)
        return c - 0x34 + '0';
    if (c == 0x3e)
        return '+';
    if (c == 0x3f)
        return '/';
    return '=';
}
MyEncodeProcのIDOKのところを見てください。lpszOrgなどの 領域を動的に確保しています。lpszOrgはともかくlpszDestは どの位のメモリを確保すればよいのでしょうか。bade64エンコードを すると３バイトの文字列が４バイトに増えます。また、「=?ISO-2022-JP?B?」 などの文字列が付け加わります。さらにJISに変換するときにエスケープ符号列 が加わります。筆者は元の文字列の長さの２倍も確保すれば大丈夫と考えました。 しかし、これではだめなのです。変換前の文字列を１バイトとすると 変換後の文字列を格納するのに２バイト分しかメモリが用意されません。 これでは全然だめですね。

base64のエンコードとデコードがわかったら、またメールのプログラムを 改良できますね。

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Update 30/Oct/1999 By Y.Kumei
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