Base64 인코딩은 8비트 이상의 이진 데이터를 ASCII 문자로 변환하는 인코딩 방식입니다. 이 방식은 주로 이메일이나 HTTP 요청 등에서 바이너리 데이터를 전송해야 할 때 사용됩니다. 이유는 다음과 같습니다.
ASCII 문자로 변환하면 데이터를 안전하게 전송할 수 있습니다.
2진(bit) 데이터는 일반적으로 8비트 이상으로 직접 전송하면 데이터가 손실될 수 있습니다.
Base64는 8비트 이상의 2진 데이터를 안전하게 ASCII 문자로 변환하여 전송합니다.
Base64의 64는 64비트를 의미하지 않습니다. 여기에서 "64"는 Base64 인코딩 방식에서 사용되는 문자 집합의 크기를 나타냅니다. Base64는 데이터를 6비트씩 잘라서 총 64개의 문자(영문 대소문자, 숫자 0-9, 그리고 +와 /)로 표현하는 방식을 의미합니다.
💥 짜르는 방식
2진(bit) 데이터를 6bit씩 자른 뒤, base64 색인표에 따라 치환하여 ASCII 문자열로 바꿔줍니다. 그런데 그냥 ASCII 문자열이 아니라, ASCII 중제어문자와 일부 특수문자를 제외한 64개의 안전한 출력문자만 사용하여 바꿉니다.
binary data를 바로 ASCII 인코딩을 하면 문제가 발생할 수 있기 때문에, base64 인코딩을 한다.
문자열로 전송하는 게 어떤 게 좋아?
문자열로 변환하면 더 많은 응용 프로그램에서 사용할 수 있습니다.
이진 데이터를 직접 전송하는 것은 어렵기 때문에, 문자열로 변환하여 전송하는 것이 더 쉽습니다.
또한, Base64로 인코딩된 문자열은 문자열로 다루기 쉽기 때문에, 다양한 응용 프로그램에서 사용될 수 있습니다.
데이터 크기도 줄여.
데이터 크기도 줄일 수 있습니다.
Base64로 인코딩하면 데이터 크기가 약 33% 정도 줄어듭니다. 이는 이진 데이터를 문자열로 변환하여 전송하는 것이 더 효율적이기 때문입니다.
💥 URL 인코딩이랑 달라.
URL인코딩은 퍼센트인코딩으로, url상에서 문자를 표현하기 위한 인코딩이다. 예를 들어 http://naver.com/에 query=고양이 라는 데이터를 표현하면 http://naver.com/?query=%B%A%C <-대략 이런식으로 바꾸는 처리를 말한다.
웹 브라우저가 URL을 처리할 때 기본적으로 사용하는 인코딩 방식은 Percent Encoding(퍼센트 인코딩) 또는 URL Encoding(URL 인코딩)이라고 합니다.
🏷️ Percent Encoding의 특징
- URL에서 사용할 수 없는 문자(예: 공백, 특수문자)를 특정 코드(%)와 함께 변환하여 안전하게 전송
- 예를 들어, 공백(
" ") →%20으로 변환 "@","#","?"같은 특수문자도%기호와 함께 인코딩됨
🛠 예제
hello world→hello%20worldC++→C%2B%2B서울&부산→%EC%84%9C%EC%9A%B8%26%EB%B6%80%EC%82%B0
특히 GET 방식에서 브라우저는 자동으로 사용자가 입력한 데이터를 Percent Encoding 방식으로 변환하여 서버로 전송합니다.
서버는 이를 디코딩하여 원래 문자열로 복원합니다.
그럼 이미지 또는 영상은 어떤 값으로 나오게 돼? 이것도 ASCII code 로 처리하나?
이미지와 영상은 기계어 이진수(0과 1)로 표현되며, ASCII 코드로 처리되지는 않습니다. ASCII 코드는 문자와 기호를 표현하는 데 사용되는 방식이고, 이미지나 영상은 훨씬 더 복잡한 구조를 가지고 있습니다.
이미지의 데이터 표현
이미지는 픽셀 단위로 구성됩니다. 각 픽셀은 특정 색상 정보를 나타내며, 색상은 보통 RGB(Red, Green, Blue) 모델로 표현됩니다. 예를 들어:
- RGB 이미지의 경우 각 픽셀이 3개의 값(빨강, 초록, 파랑)으로 구성됩니다.
- 색상 정보는 8비트(256단계)로 표현되며, 이를 통해 총 16,777,216개의 색상을 나타낼 수 있습니다.
이미지는 파일로 저장될 때 비트맵(Bitmap), JPEG, PNG 같은 형식으로 압축되거나 처리됩니다. 이런 파일들은 픽셀 데이터를 이진수로 변환하여 저장합니다.
영상의 데이터 표현
영상은 이미지 프레임의 연속으로 이루어져 있으며, 각 프레임은 위와 같은 방식으로 픽셀 단위로 표현됩니다.
- FPS (Frame Per Second): 초당 몇 개의 이미지를 보여줄지 결정합니다.
- 영상은 추가적으로 오디오 데이터와 함께 압축됩니다.
이미지/영상 파일의 저장 방식
- RAW 파일: 압축되지 않은 데이터로, 각 픽셀의 RGB 값을 이진수로 저장.
- 압축 파일(JPEG, MP4): 데이터를 효율적으로 저장하기 위해 특정 알고리즘을 사용해 압축.
결론적으로 이미지와 영상은 ASCII 코드보다는 바이너리 데이터, 즉 이진수로 처리되며, 디지털 세계에서는 이 값을 다양한 방식으로 해석하여 표현합니다.
문자열, 이미지, 영상에서는 스트리밍이라는 용어가 있어. 스트리밍이라는 것은 이진수를 어떻게 처리해?
스트리밍은 문자열, 이미지, 영상 등 디지털 데이터를 네트워크를 통해 실시간으로 전송하고 처리하는 기술을 의미합니다. 이진수로 표현된 데이터를 스트리밍하는 과정은 다음과 같은 방식으로 이루어집니다:
1. 이진수로 데이터 인코딩
모든 디지털 데이터는 결국 0과 1로 이루어진 이진수로 변환됩니다. 예를 들어:
- 문자열은 텍스트를 ASCII 또는 UTF-8과 같은 문자 인코딩 방식으로 변환합니다.
- 이미지는 픽셀 정보를 압축 알고리즘(JPEG, PNG 등)으로 처리하여 전송 가능한 이진 데이터로 만듭니다.
- 영상은 프레임 단위로 데이터를 압축하며, H.264와 같은 코덱으로 처리하여 효율적으로 이진수로 변환합니다.
2. 네트워크를 통한 전송
이진수로 변환된 데이터는 작은 단위(패킷)로 쪼개져 인터넷 프로토콜(IP)을 통해 전송됩니다.
- 데이터 패킷은 원본 파일을 작은 조각으로 나눈 형태로, 각각 고유의 헤더를 가지고 있어 목적지에서 올바른 순서로 재조립될 수 있습니다.
3. 스트리밍 기술
스트리밍 과정에서는 실시간 처리가 중요합니다. 이를 위해 다음과 같은 방법이 사용됩니다:
- 버퍼링: 데이터를 잠시 저장하여 끊김 없이 재생되도록 합니다.
- 비트 레이트: 전송 속도에 맞춰 데이터 품질을 조정합니다. 네트워크 상황에 따라 고화질/저화질로 동적 변경됩니다.
- 코덱: 데이터를 압축하고 복원하는 방식으로, 스트리밍에서 효율성을 높이는 핵심 역할을 합니다.
4. 클라이언트 측 처리
스트리밍된 데이터는 클라이언트(사용자의 기기)에서 디코딩되어 사용자가 읽거나 재생할 수 있는 형태로 복원됩니다:
- 문자열은 다시 문자로 변환됩니다.
- 이미지는 픽셀로 복구됩니다.
- 영상은 프레임과 오디오 데이터를 결합하여 보여줍니다.
스트리밍의 중요성
스트리밍은 실시간 데이터를 효율적으로 전달하기 위해 개발된 기술로, 현대의 인터넷 환경에서 가장 핵심적인 기술 중 하나입니다. YouTube, Netflix, Twitch 같은 플랫폼은 이 기술을 활용해 대용량 데이터(영상, 음악 등)를 빠르게 제공하고 있습니다.
