body = s3_client.get_object(Bucket=settings.AWS_STORAGE_BUCKET_NAME ,Key=ret['image'])["Body"]
raw_data = body.read() # binary
ret['image'] = base64.b64encode(raw_data).decode('utf-8') # string

다음과 같이 이미지의 Binary 코드를 JSON에 입력하기 위해 utf-8(unicode) 문자열로 디코드되는 과정을 추적해보고자 한다.

Binary Code

>>> with open('example.png', 'rb') as f:
>>>     a = f.read()

다음과 같이 이미지 파일을 binary로 열면 다음과 같은 결과가 나온다.
b'\x89PNG\r\n\x1a\n\x00\x00\x00\rIHDR\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x01\x08\x06\x0...

• 이 바이너리를 JSON에 바로 넣으면 되지 않을까?
  • JSON은 오직 문자열만 받기 때문에 불가능.
  • 모든 컴퓨터에서 동일하게 문자열을 해석하기 위해 문자열을 표현할 때는 ASCII 코드를 사용해야한다.

ASCII

모든 컴퓨터에서 동일하게 문자열을 해석하고 사용하기 위해 만들어진 표준.
ASCII는 기본적으로 7비트 데이터이다. 그 이유는 127개 만으로도 표준에서 정의한 문자 모두를 표현할 수 있기 때문이다.
즉 마지막 비트는 0이 된다.

인코딩(Binary->ASCII)

하지만 우리가 변환할 이미지의 바이너리 코드는 8비트로 이루어져있다.
따라서 8비트로 이루어진 바이너리 코드를 ASCII 코드처럼 변경하는 "인코딩" 작업이 필요다.

• 그러면 Binary에서 ASCII로 인코딩하고 JSON에 넣으면 되겠네. -> 그래도 안된다.
  • 그 이유는 ASCII는 7비트 데이터라고 했는데 나머지 1비트를 운영체제마다 다르게 해석하기 때문이다.
    • Window 운영체제에서 바이너리 코드를 ASCII 코드로 변환한 결과가 CR(Carrage Return)이라고 하면(ASCII의 127개 문자에 벗어났다.), Linux 운영체제와 다른 해석 체계를 갖고 있기 때문에 안전하지 못한 인코딩 방식이다.
      => 그래서 Base64 방식으로 인코딩해야한다.

(* 이 글 제목에 아래와 같은 아이콘이 보이는 사람도 있을 것이고 이상한 문자로 보일 수도 있다. 이는 현재 본인이 사용하는 시스템에 따라 저 아이콘이 보일지 안보일지 결정되기 때문이다.)

Base64

Base64는 ASCII 코드에서 127개의 문자만으로 인코딩하는 방식이다.
이로써 얻는 장점은 어떤 운영체제던 ASCII 코드에서 127개만큼은 동일하게 해석한다는 점이다.

Base64 인코딩(Binary->Binary)

Binary를 Base64로 인코딩한 결과는 아래와 같다.

>>> base64.b64encode(a)
b'iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAIAAAABCAYAAAD0In+KAAABWmlDQ1BJQ0MgUHJvZmlsZQAAKJF1kD

결과 문자를 보면 알 수 있듯이 바이너리 코드임을 알 수 있다.
JSON에 넣기 위해 문자열로 표현해야한다.

Unicode

디코딩(Binary->Unicode)

UTF-8 방식을 통해 바이너리 코드를 유니코드로 변환하면(base64 바이너리 코드를 유니코드로 디코딩) 다음과 같다.

>>> encoded = base64.b64encode(a)
>>> encoded.decode('utf-8')
'iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAIAAAABCAYAAAD0In+KAAABWmlDQ1BJQ0MgUHJvZmlsZQAAKJF1kD

앞에 b' 빼고 동일함을 볼 수 있다. 그 이유는 앞에서 설명한 바와 같이 ASKII코드의 127개 문자만으로 인코딩했기 때문이다.

참고: https://taehyeki.tistory.com/155 - 바이너리, 인코딩, 디코딩, ASCII, MIME, base64를 쉽게 이해하자! [taehyeki]