Como codificar base64 (decodificar) em C?

Eu tenho dados binários em uma variável de caracteres não assinada. Eu preciso convertê-los para PEM base64 em c. Eu olhei na biblioteca openssl, mas não consegui encontrar nenhuma função. Alguém tem alguma ideia?

Aqui está o que eu estou usando:

#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>


static char encoding_table[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
                                'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
                                'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
                                'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
                                'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
                                'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
                                'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
                                '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/'};
static char *decoding_table = NULL;
static int mod_table[] = {0, 2, 1};


char *base64_encode(const unsigned char *data,
                    size_t input_length,
                    size_t *output_length) {

    *output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);

    char *encoded_data = malloc(*output_length);
    if (encoded_data == NULL) return NULL;

    for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

        uint32_t octet_a = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
        uint32_t octet_b = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
        uint32_t octet_c = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;

        uint32_t triple = (octet_a << 0x10) + (octet_b << 0x08) + octet_c;

        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
        encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];
    }

    for (int i = 0; i < mod_table[input_length % 3]; i++)
        encoded_data[*output_length - 1 - i] = '=';

    return encoded_data;
}


unsigned char *base64_decode(const char *data,
                             size_t input_length,
                             size_t *output_length) {

    if (decoding_table == NULL) build_decoding_table();

    if (input_length % 4 != 0) return NULL;

    *output_length = input_length / 4 * 3;
    if (data[input_length - 1] == '=') (*output_length)--;
    if (data[input_length - 2] == '=') (*output_length)--;

    unsigned char *decoded_data = malloc(*output_length);
    if (decoded_data == NULL) return NULL;

    for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

        uint32_t sextet_a = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
        uint32_t sextet_b = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
        uint32_t sextet_c = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
        uint32_t sextet_d = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];

        uint32_t triple = (sextet_a << 3 * 6)
        + (sextet_b << 2 * 6)
        + (sextet_c << 1 * 6)
        + (sextet_d << 0 * 6);

        if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 2 * 8) & 0xFF;
        if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 1 * 8) & 0xFF;
        if (j < *output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 0 * 8) & 0xFF;
    }

    return decoded_data;
}


void build_decoding_table() {

    decoding_table = malloc(256);

    for (int i = 0; i < 64; i++)
        decoding_table[(unsigned char) encoding_table[i]] = i;
}


void base64_cleanup() {
    free(decoding_table);
}

Lembre-se de que isso não realiza nenhuma verificação de erro durante a decodificação - os dados codificados que não são de base 64 serão processados.

Sei que essa pergunta é bastante antiga, mas estava ficando confusa com a quantidade de soluções fornecidas - cada uma delas alegando ser mais rápida e melhor. Eu montei um projeto no github para comparar os codificadores e decodificadores base64: https://github.com/gaspardpetit/base64/

Neste ponto, não me limitei aos algoritmos C - se uma implementação tiver um bom desempenho em C ++, ela pode ser facilmente transportada para C. Também foram realizados testes usando o Visual Studio 2015. Se alguém quiser atualizar esta resposta com resultados de clang / gcc, seja meu convidado.

ENCODERS MAIS RÁPIDOS: As duas implementações de codificador mais rápidas que encontrei foram as de Jouni Malinen em http://web.mit.edu/freebsd/head/contrib/wpa/src/utils/base64.c e o Apache em https://opensource.apple .com / source / QuickTimeStreamingServer / QuickTimeStreamingServer-452 / CommonUtilitiesLib / base64.c .

Aqui está o tempo (em microssegundos) para codificar 32K de dados usando os diferentes algoritmos que testei até agora:

jounimalinen                25.1544
apache                      25.5309
NibbleAndAHalf              38.4165
internetsoftwareconsortium  48.2879
polfosol                    48.7955
wikibooks_org_c             51.9659
gnome                       74.8188
elegantdice                 118.899
libb64                      120.601
manuelmartinez              120.801
arduino                     126.262
daedalusalpha               126.473
CppCodec                    151.866
wikibooks_org_cpp           343.2
adp_gmbh                    381.523
LihO                        406.693
libcurl                     3246.39
user152949                  4828.21

(A solução de René Nyffenegger, creditada em outra resposta a esta pergunta, está listada aqui como adp_gmbh).

Aqui está o Jouni Malinen que eu modifiquei levemente para retornar um std :: string:

/*
* Base64 encoding/decoding (RFC1341)
* Copyright (c) 2005-2011, Jouni Malinen <j@w1.fi>
*
* This software may be distributed under the terms of the BSD license.
* See README for more details.
*/

// 2016-12-12 - Gaspard Petit : Slightly modified to return a std::string 
// instead of a buffer allocated with malloc.

#include <string>

static const unsigned char base64_table[65] =
    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

/**
* base64_encode - Base64 encode
* @src: Data to be encoded
* @len: Length of the data to be encoded
* @out_len: Pointer to output length variable, or %NULL if not used
* Returns: Allocated buffer of out_len bytes of encoded data,
* or empty string on failure
*/
std::string base64_encode(const unsigned char *src, size_t len)
{
    unsigned char *out, *pos;
    const unsigned char *end, *in;

    size_t olen;

    olen = 4*((len + 2) / 3); /* 3-byte blocks to 4-byte */

    if (olen < len)
        return std::string(); /* integer overflow */

    std::string outStr;
    outStr.resize(olen);
    out = (unsigned char*)&outStr[0];

    end = src + len;
    in = src;
    pos = out;
    while (end - in >= 3) {
        *pos++ = base64_table[in[0] >> 2];
        *pos++ = base64_table[((in[0] & 0x03) << 4) | (in[1] >> 4)];
        *pos++ = base64_table[((in[1] & 0x0f) << 2) | (in[2] >> 6)];
        *pos++ = base64_table[in[2] & 0x3f];
        in += 3;
    }

    if (end - in) {
        *pos++ = base64_table[in[0] >> 2];
        if (end - in == 1) {
            *pos++ = base64_table[(in[0] & 0x03) << 4];
            *pos++ = '=';
        }
        else {
            *pos++ = base64_table[((in[0] & 0x03) << 4) |
                (in[1] >> 4)];
            *pos++ = base64_table[(in[1] & 0x0f) << 2];
        }
        *pos++ = '=';
    }

    return outStr;
}

DECODERS MAIS RÁPIDOS: Aqui estão os resultados da decodificação e devo admitir que estou um pouco surpreso:

polfosol                    45.2335
wikibooks_org_c             74.7347
apache                      77.1438
libb64                      100.332
gnome                       114.511
manuelmartinez              126.579
elegantdice                 138.514
daedalusalpha               151.561
jounimalinen                206.163
arduino                     335.95
wikibooks_org_cpp           350.437
CppCodec                    526.187
internetsoftwareconsortium  862.833
libcurl                     1280.27
LihO                        1852.4
adp_gmbh                    1934.43
user152949                  5332.87

O fragmento de Polfosol do fragmento de decodificação base64 em c ++ é o mais rápido por um fator de quase 2x.

Aqui está o código para completar:

static const int B64index[256] = { 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 62, 63, 62, 62, 63, 52, 53, 54, 55,
56, 57, 58, 59, 60, 61,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,
7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25,  0,
0,  0,  0, 63,  0, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40,
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 };

std::string b64decode(const void* data, const size_t len)
{
    unsigned char* p = (unsigned char*)data;
    int pad = len > 0 && (len % 4 || p[len - 1] == '=');
    const size_t L = ((len + 3) / 4 - pad) * 4;
    std::string str(L / 4 * 3 + pad, '\0');

    for (size_t i = 0, j = 0; i < L; i += 4)
    {
        int n = B64index[p[i]] << 18 | B64index[p[i + 1]] << 12 | B64index[p[i + 2]] << 6 | B64index[p[i + 3]];
        str[j++] = n >> 16;
        str[j++] = n >> 8 & 0xFF;
        str[j++] = n & 0xFF;
    }
    if (pad)
    {
        int n = B64index[p[L]] << 18 | B64index[p[L + 1]] << 12;
        str[str.size() - 1] = n >> 16;

        if (len > L + 2 && p[L + 2] != '=')
        {
            n |= B64index[p[L + 2]] << 6;
            str.push_back(n >> 8 & 0xFF);
        }
    }
    return str;
}

Mas você também pode fazê-lo no openssl ( openssl enccomando o faz ....), veja a BIO_f_base64()função

Aqui está a minha solução usando o OpenSSL.

/* A BASE-64 ENCODER AND DECODER USING OPENSSL */
#include <openssl/pem.h>
#include <string.h> //Only needed for strlen().

char *base64encode (const void *b64_encode_this, int encode_this_many_bytes){
    BIO *b64_bio, *mem_bio;      //Declares two OpenSSL BIOs: a base64 filter and a memory BIO.
    BUF_MEM *mem_bio_mem_ptr;    //Pointer to a "memory BIO" structure holding our base64 data.
    b64_bio = BIO_new(BIO_f_base64());                      //Initialize our base64 filter BIO.
    mem_bio = BIO_new(BIO_s_mem());                           //Initialize our memory sink BIO.
    BIO_push(b64_bio, mem_bio);            //Link the BIOs by creating a filter-sink BIO chain.
    BIO_set_flags(b64_bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL);  //No newlines every 64 characters or less.
    BIO_write(b64_bio, b64_encode_this, encode_this_many_bytes); //Records base64 encoded data.
    BIO_flush(b64_bio);   //Flush data.  Necessary for b64 encoding, because of pad characters.
    BIO_get_mem_ptr(mem_bio, &mem_bio_mem_ptr);  //Store address of mem_bio's memory structure.
    BIO_set_close(mem_bio, BIO_NOCLOSE);   //Permit access to mem_ptr after BIOs are destroyed.
    BIO_free_all(b64_bio);  //Destroys all BIOs in chain, starting with b64 (i.e. the 1st one).
    BUF_MEM_grow(mem_bio_mem_ptr, (*mem_bio_mem_ptr).length + 1);   //Makes space for end null.
    (*mem_bio_mem_ptr).data[(*mem_bio_mem_ptr).length] = '\0';  //Adds null-terminator to tail.
    return (*mem_bio_mem_ptr).data; //Returns base-64 encoded data. (See: "buf_mem_st" struct).
}

char *base64decode (const void *b64_decode_this, int decode_this_many_bytes){
    BIO *b64_bio, *mem_bio;      //Declares two OpenSSL BIOs: a base64 filter and a memory BIO.
    char *base64_decoded = calloc( (decode_this_many_bytes*3)/4+1, sizeof(char) ); //+1 = null.
    b64_bio = BIO_new(BIO_f_base64());                      //Initialize our base64 filter BIO.
    mem_bio = BIO_new(BIO_s_mem());                         //Initialize our memory source BIO.
    BIO_write(mem_bio, b64_decode_this, decode_this_many_bytes); //Base64 data saved in source.
    BIO_push(b64_bio, mem_bio);          //Link the BIOs by creating a filter-source BIO chain.
    BIO_set_flags(b64_bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL);          //Don't require trailing newlines.
    int decoded_byte_index = 0;   //Index where the next base64_decoded byte should be written.
    while ( 0 < BIO_read(b64_bio, base64_decoded+decoded_byte_index, 1) ){ //Read byte-by-byte.
        decoded_byte_index++; //Increment the index until read of BIO decoded data is complete.
    } //Once we're done reading decoded data, BIO_read returns -1 even though there's no error.
    BIO_free_all(b64_bio);  //Destroys all BIOs in chain, starting with b64 (i.e. the 1st one).
    return base64_decoded;        //Returns base-64 decoded data with trailing null terminator.
}

/*Here's one way to base64 encode/decode using the base64encode() and base64decode functions.*/
int main(void){
    char data_to_encode[] = "Base64 encode this string!";  //The string we will base-64 encode.

    int bytes_to_encode = strlen(data_to_encode); //Number of bytes in string to base64 encode.
    char *base64_encoded = base64encode(data_to_encode, bytes_to_encode);   //Base-64 encoding.

    int bytes_to_decode = strlen(base64_encoded); //Number of bytes in string to base64 decode.
    char *base64_decoded = base64decode(base64_encoded, bytes_to_decode);   //Base-64 decoding.

    printf("Original character string is: %s\n", data_to_encode);  //Prints our initial string.
    printf("Base-64 encoded string is: %s\n", base64_encoded);  //Prints base64 encoded string.
    printf("Base-64 decoded string is: %s\n", base64_decoded);  //Prints base64 decoded string.

    free(base64_encoded);                //Frees up the memory holding our base64 encoded data.
    free(base64_decoded);                //Frees up the memory holding our base64 decoded data.
}

glib tem funções para codificação base64: https://developer.gnome.org/glib/stable/glib-Base64-Encoding.html

A libb64 possui APIs C e C ++. É leve e talvez a implementação mais rápida disponível publicamente. É também uma biblioteca de codificação base64 autônoma dedicada, o que pode ser bom se você não precisar de todas as outras coisas resultantes do uso de uma biblioteca maior, como OpenSSL ou glib.

O coreutils do GNU possui em lib / base64. É um pouco inchado, mas lida com coisas como EBCDIC. Você também pode brincar sozinho, por exemplo,

char base64_digit (n) unsigned n; {
  if (n < 10) return n - '0';
  else if (n < 10 + 26) return n - 'a';
  else if (n < 10 + 26 + 26) return n - 'A';
  else assert(0);
  return 0;
}

unsigned char base64_decode_digit(char c) {
  switch (c) {
    case '=' : return 62;
    case '.' : return 63;
    default  :
      if (isdigit(c)) return c - '0';
      else if (islower(c)) return c - 'a' + 10;
      else if (isupper(c)) return c - 'A' + 10 + 26;
      else assert(0);
  }
  return 0xff;
}

unsigned base64_decode(char *s) {
  char *p;
  unsigned n = 0;

  for (p = s; *p; p++)
    n = 64 * n + base64_decode_digit(*p);

  return n;
}

Conheça todas as pessoas com esses presentes que você não deve confundir "brincar sozinho" com "implementar um padrão". Yeesh.

Eu precisava da implementação C ++ trabalhando em std :: string . Nenhuma das respostas satisfez minhas necessidades, eu precisava de uma solução simples de duas funções para codificação e decodificação, mas estava com preguiça de escrever meu próprio código, então achei o seguinte:

http://www.adp-gmbh.ch/cpp/common/base64.html

Os créditos para o código vão para René Nyffenegger.

Colocando o código abaixo no caso de o site cair:

base64.cpp

/* 
   base64.cpp and base64.h

   Copyright (C) 2004-2008 René Nyffenegger

   This source code is provided 'as-is', without any express or implied
   warranty. In no event will the author be held liable for any damages
   arising from the use of this software.

   Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
   including commercial applications, and to alter it and redistribute it
   freely, subject to the following restrictions:

   1. The origin of this source code must not be misrepresented; you must not
      claim that you wrote the original source code. If you use this source code
      in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
      appreciated but is not required.

   2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
      misrepresented as being the original source code.

   3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.

   René Nyffenegger rene.nyffenegger@adp-gmbh.ch

*/

#include "base64.h"
#include <iostream>

static const std::string base64_chars = 
             "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
             "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
             "0123456789+/";


static inline bool is_base64(unsigned char c) {
  return (isalnum(c) || (c == '+') || (c == '/'));
}

std::string base64_encode(unsigned char const* bytes_to_encode, unsigned int in_len) {
  std::string ret;
  int i = 0;
  int j = 0;
  unsigned char char_array_3[3];
  unsigned char char_array_4[4];

  while (in_len--) {
    char_array_3[i++] = *(bytes_to_encode++);
    if (i == 3) {
      char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
      char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
      char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
      char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

      for(i = 0; (i <4) ; i++)
        ret += base64_chars[char_array_4[i]];
      i = 0;
    }
  }

  if (i)
  {
    for(j = i; j < 3; j++)
      char_array_3[j] = '\0';

    char_array_4[0] = (char_array_3[0] & 0xfc) >> 2;
    char_array_4[1] = ((char_array_3[0] & 0x03) << 4) + ((char_array_3[1] & 0xf0) >> 4);
    char_array_4[2] = ((char_array_3[1] & 0x0f) << 2) + ((char_array_3[2] & 0xc0) >> 6);
    char_array_4[3] = char_array_3[2] & 0x3f;

    for (j = 0; (j < i + 1); j++)
      ret += base64_chars[char_array_4[j]];

    while((i++ < 3))
      ret += '=';

  }

  return ret;

}

std::string base64_decode(std::string const& encoded_string) {
  int in_len = encoded_string.size();
  int i = 0;
  int j = 0;
  int in_ = 0;
  unsigned char char_array_4[4], char_array_3[3];
  std::string ret;

  while (in_len-- && ( encoded_string[in_] != '=') && is_base64(encoded_string[in_])) {
    char_array_4[i++] = encoded_string[in_]; in_++;
    if (i ==4) {
      for (i = 0; i <4; i++)
        char_array_4[i] = base64_chars.find(char_array_4[i]);

      char_array_3[0] = (char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4);
      char_array_3[1] = ((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2);
      char_array_3[2] = ((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3];

      for (i = 0; (i < 3); i++)
        ret += char_array_3[i];
      i = 0;
    }
  }

  if (i) {
    for (j = i; j <4; j++)
      char_array_4[j] = 0;

    for (j = 0; j <4; j++)
      char_array_4[j] = base64_chars.find(char_array_4[j]);

    char_array_3[0] = (char_array_4[0] << 2) + ((char_array_4[1] & 0x30) >> 4);
    char_array_3[1] = ((char_array_4[1] & 0xf) << 4) + ((char_array_4[2] & 0x3c) >> 2);
    char_array_3[2] = ((char_array_4[2] & 0x3) << 6) + char_array_4[3];

    for (j = 0; (j < i - 1); j++) ret += char_array_3[j];
  }

  return ret;
}

base64.h

#include <string>

std::string base64_encode(unsigned char const* , unsigned int len);
std::string base64_decode(std::string const& s);

Uso

const std::string s = "test";
std::string encoded = base64_encode(reinterpret_cast<const unsigned char*>(s.c_str()), s.length());
  std::string decoded = base64_decode(encoded);

Aqui está o decodificador que uso há anos ...

    static const char  table[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
    static const int   BASE64_INPUT_SIZE = 57;

    BOOL isbase64(char c)
    {
       return c && strchr(table, c) != NULL;
    }

    inline char value(char c)
    {
       const char *p = strchr(table, c);
       if(p) {
          return p-table;
       } else {
          return 0;
       }
    }

    int UnBase64(unsigned char *dest, const unsigned char *src, int srclen)
    {
       *dest = 0;
       if(*src == 0) 
       {
          return 0;
       }
       unsigned char *p = dest;
       do
       {

          char a = value(src[0]);
          char b = value(src[1]);
          char c = value(src[2]);
          char d = value(src[3]);
          *p++ = (a << 2) | (b >> 4);
          *p++ = (b << 4) | (c >> 2);
          *p++ = (c << 6) | d;
          if(!isbase64(src[1])) 
          {
             p -= 2;
             break;
          } 
          else if(!isbase64(src[2])) 
          {
             p -= 2;
             break;
          } 
          else if(!isbase64(src[3])) 
          {
             p--;
             break;
          }
          src += 4;
          while(*src && (*src == 13 || *src == 10)) src++;
       }
       while(srclen-= 4);
       *p = 0;
       return p-dest;
    }

Caso as pessoas precisem de uma solução c ++, eu montei essa solução OpenSSL (para codificar e decodificar). Você precisará vincular à biblioteca "crypto" (que é OpenSSL). Isso foi verificado quanto a vazamentos com o valgrind (embora você possa adicionar algum código adicional de verificação de erro para torná-lo um pouco melhor - eu sei que pelo menos a função de gravação deve verificar o valor de retorno).

#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <stdlib.h>

string base64_encode( const string &str ){

    BIO *base64_filter = BIO_new( BIO_f_base64() );
    BIO_set_flags( base64_filter, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL );

    BIO *bio = BIO_new( BIO_s_mem() );
    BIO_set_flags( bio, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL );

    bio = BIO_push( base64_filter, bio );

    BIO_write( bio, str.c_str(), str.length() );

    BIO_flush( bio );

    char *new_data;

    long bytes_written = BIO_get_mem_data( bio, &new_data );

    string result( new_data, bytes_written );
    BIO_free_all( bio );

    return result;

}



string base64_decode( const string &str ){

    BIO *bio, *base64_filter, *bio_out;
    char inbuf[512];
    int inlen;
    base64_filter = BIO_new( BIO_f_base64() );
    BIO_set_flags( base64_filter, BIO_FLAGS_BASE64_NO_NL );

    bio = BIO_new_mem_buf( (void*)str.c_str(), str.length() );

    bio = BIO_push( base64_filter, bio );

    bio_out = BIO_new( BIO_s_mem() );

    while( (inlen = BIO_read(bio, inbuf, 512)) > 0 ){
        BIO_write( bio_out, inbuf, inlen );
    }

    BIO_flush( bio_out );

    char *new_data;
    long bytes_written = BIO_get_mem_data( bio_out, &new_data );

    string result( new_data, bytes_written );

    BIO_free_all( bio );
    BIO_free_all( bio_out );

    return result;

}

Eu escrevi um para uso com C ++, é muito rápido, trabalha com fluxos, gratuitos e de código aberto:

https://tmplusplus.svn.sourceforge.net/svnroot/tmplusplus/trunk/src/

Sinta-se livre para usá-lo se ele se adequar ao seu objetivo.

Editar: Adicionado código embutido por solicitação.

O aumento de desempenho é obtido usando uma tabela de pesquisa para codificação e decodificação. _UINT8é um unsigned charna maioria dos sistemas operacionais.

/** Static Base64 character encoding lookup table */
const char CBase64::encodeCharacterTable[65] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";

/** Static Base64 character decoding lookup table */
const char CBase64::decodeCharacterTable[256] = {
    -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1
    ,-1,62,-1,-1,-1,63,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21
    ,22,23,24,25,-1,-1,-1,-1,-1,-1,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,-1,-1,-1,-1,-1,
    -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,
    -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1
    ,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,
    -1,-1,-1}; 

/*!
\brief Encodes binary data to base 64 character data
\param in The data to encode
\param out The encoded data as characters
*/
void CBase64::Encode(std::istream &in, std::ostringstream &out)
{
    char buff1[3];
    char buff2[4];
    _UINT8 i=0, j;
    while(in.readsome(&buff1[i++], 1))
        if (i==3)
        {
            out << encodeCharacterTable[(buff1[0] & 0xfc) >> 2];
            out << encodeCharacterTable[((buff1[0] & 0x03) << 4) + ((buff1[1] & 0xf0) >> 4)];
            out << encodeCharacterTable[((buff1[1] & 0x0f) << 2) + ((buff1[2] & 0xc0) >> 6)];
            out << encodeCharacterTable[buff1[2] & 0x3f];
            i=0;
        }

    if (--i)
    {
        for(j=i;j<3;j++) buff1[j] = '\0';

        buff2[0] = (buff1[0] & 0xfc) >> 2;
        buff2[1] = ((buff1[0] & 0x03) << 4) + ((buff1[1] & 0xf0) >> 4);
        buff2[2] = ((buff1[1] & 0x0f) << 2) + ((buff1[2] & 0xc0) >> 6);
        buff2[3] = buff1[2] & 0x3f;

        for (j=0;j<(i+1);j++) out << encodeCharacterTable[buff2[j]];

        while(i++<3) out << '=';
    }

}

/*!
\brief Decodes base 64 character data to binary data
\param in The character data to decode
\param out The decoded data
*/
void CBase64::Decode(std::istringstream &in, std::ostream &out)
{
    char buff1[4];
    char buff2[4];
    _UINT8 i=0, j;

    while(in.readsome(&buff2[i], 1) && buff2[i] != '=')
    {
        if (++i==4)
        {
            for (i=0;i!=4;i++)
                buff2[i] = decodeCharacterTable[buff2[i]];

            out << (char)((buff2[0] << 2) + ((buff2[1] & 0x30) >> 4));
            out << (char)(((buff2[1] & 0xf) << 4) + ((buff2[2] & 0x3c) >> 2));
            out << (char)(((buff2[2] & 0x3) << 6) + buff2[3]);

            i=0;
        }
    }

    if (i) 
    {
        for (j=i;j<4;j++) buff2[j] = '\0';
        for (j=0;j<4;j++) buff2[j] = decodeCharacterTable[buff2[j]];

        buff1[0] = (buff2[0] << 2) + ((buff2[1] & 0x30) >> 4);
        buff1[1] = ((buff2[1] & 0xf) << 4) + ((buff2[2] & 0x3c) >> 2);
        buff1[2] = ((buff2[2] & 0x3) << 6) + buff2[3];

        for (j=0;j<(i-1); j++) out << (char)buff1[j];
    }
}

Uma pequena melhoria no código do ryyst (que obteve o maior número de votos) é não usar a tabela de decodificação alocada dinamicamente, mas a tabela pré-computada const estática. Isso elimina o uso de ponteiro e inicialização da tabela e também evita vazamento de memória se alguém esquecer de limpar a tabela de decodificação com base64_cleanup () (a propósito, em base64_cleanup (), depois de chamar free (decoding_table), deve-se ter decoding_table = NULL, caso contrário, chamar acidentalmente base64_decode após base64_cleanup () travar ou causar comportamento indeterminado). Outra solução poderia ser usar std :: unique_ptr ... mas estou satisfeito em ter const char [256] na pilha e evitar o uso de ponteiros - o código parece mais limpo e mais curto dessa maneira.

A tabela de decodificação é calculada da seguinte maneira:

const char encoding_table[] = { 
    'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
    'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
    'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
    'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
    'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
    'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
    'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
    '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/' };

unsigned char decoding_table[256];

for (int i = 0; i < 256; i++)
    decoding_table[i] = '\0';

for (int i = 0; i < 64; i++)
    decoding_table[(unsigned char)encoding_table[i]] = i;

for (int i = 0; i < 256; i++)
    cout << "0x" << (int(decoding_table[i]) < 16 ? "0" : "") << hex << int(decoding_table[i]) << (i != 255 ? "," : "") << ((i+1) % 16 == 0 ? '\n' : '\0');

cin.ignore();

e o código modificado que estou usando é:

        static const char encoding_table[] = { 
            'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H',
            'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P',
            'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X',
            'Y', 'Z', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f',
            'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n',
            'o', 'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v',
            'w', 'x', 'y', 'z', '0', '1', '2', '3',
            '4', '5', '6', '7', '8', '9', '+', '/' };

        static const unsigned char decoding_table[256] = {
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3e, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3f,
            0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39, 0x3a, 0x3b, 0x3c, 0x3d, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e,
            0x0f, 0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17, 0x18, 0x19, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x1a, 0x1b, 0x1c, 0x1d, 0x1e, 0x1f, 0x20, 0x21, 0x22, 0x23, 0x24, 0x25, 0x26, 0x27, 0x28,
            0x29, 0x2a, 0x2b, 0x2c, 0x2d, 0x2e, 0x2f, 0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
            0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 };

        char* base64_encode(const unsigned char *data, size_t input_length, size_t &output_length) {

            const int mod_table[] = { 0, 2, 1 };

            output_length = 4 * ((input_length + 2) / 3);

            char *encoded_data = (char*)malloc(output_length);

            if (encoded_data == nullptr)
                return nullptr;

            for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

                uint32_t octet_a = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
                uint32_t octet_b = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;
                uint32_t octet_c = i < input_length ? (unsigned char)data[i++] : 0;

                uint32_t triple = (octet_a << 0x10) + (octet_b << 0x08) + octet_c;

                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 3 * 6) & 0x3F];
                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 2 * 6) & 0x3F];
                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 1 * 6) & 0x3F];
                encoded_data[j++] = encoding_table[(triple >> 0 * 6) & 0x3F];

            }

            for (int i = 0; i < mod_table[input_length % 3]; i++)
                encoded_data[output_length - 1 - i] = '=';

            return encoded_data;

        };

        unsigned char* base64_decode(const char *data, size_t input_length, size_t &output_length) {        

            if (input_length % 4 != 0)
                return nullptr;

            output_length = input_length / 4 * 3;

            if (data[input_length - 1] == '=') (output_length)--;
            if (data[input_length - 2] == '=') (output_length)--;

            unsigned char* decoded_data = (unsigned char*)malloc(output_length);

            if (decoded_data == nullptr)
                return nullptr;

            for (int i = 0, j = 0; i < input_length;) {

                uint32_t sextet_a = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
                uint32_t sextet_b = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
                uint32_t sextet_c = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];
                uint32_t sextet_d = data[i] == '=' ? 0 & i++ : decoding_table[data[i++]];

                uint32_t triple = (sextet_a << 3 * 6)
                    + (sextet_b << 2 * 6)
                    + (sextet_c << 1 * 6)
                    + (sextet_d << 0 * 6);

                if (j < output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 2 * 8) & 0xFF;
                if (j < output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 1 * 8) & 0xFF;
                if (j < output_length) decoded_data[j++] = (triple >> 0 * 8) & 0xFF;

            }

            return decoded_data;

        };