ASN.1编码学习笔记 一

１．什么是ASN.1（抽象语法记法一)?

        ASN.1是ITU-T的一个标准集，它用来编码及表示通用数据类型，这些数据类型有可打印串值，八位位组串值，位串值，整数值以及用可移值方式组合而成 的其他类型序列值．简单的说，ASN.1指定了以何种方式对非平凡的数据类型进行编码，以便其他任何平台及第三方工具都能够解释其内容．比如，字母a在一 些平台以ASCII编码为十进制数值97,而在其他非ASCII平台上，可能会是另外的编码．而ASN.1指定了一种编码方式，在任何平台上，字母a的编 码都是统一的．

 

 

２．ASN.1语法．

        ASN.1语法遵循传统的巴科斯范式BNF风格．最基本的表达式如：　Name ::= type . 表示为定义某个名称为Name的元素，它的类型为type．　例如：　MyName ::= IA5String . 表示为定义了一个名为MyName的元素或变量，其类型为ASN.1类型IA5String (类似于ASCII字符串).

 

２．１　ASN.1显式值(Explict Value)．

　　有些时候，我们需要定义一种ASN.1类型，它的子集元素包含预定义值．　Name ::= type (Explict Value) .  显式值(Explict Value)．必须是ASN.1类型允许选择的值，而且也必须是元素所允许的值．例： MyName ::= IA5String (Tom) 表示MyName是字符串Tom的IA5String编码．　又例如： MyName ::= IA5String(Tom|Joe) 表示字符串的值既可以是Tom, 也可以是Joe.

        这种语法的使用是为了扩展确定的解码器．例：

        PublicKey ::= SEQUENCE {

            KeyType       BOOLEAN(0),

            Modulus        INTEGER,

            PubExponent INTEGER

        }

 

        PrivateKey ::= SEQUENCE {

            KeyType       BOOLEAN(1)

            Modulus         INTEGER,

            PubExponent  INTEGER,

            PrivateExponent INTEGER

          }

 

２．２　ASN.1容器(container)

        容器是值一个包含了其他相同或者不同类型元素的数据类型（例如序列值SEQUENCE或集合值SET类型）．目的是为了组合一些复 杂的数据类型集．ASN.1规范定义了4种容器类型：序列，单一序列(SEQUENCE OF)，集合和单一集合(SET OF)．虽然它们意义不同，但是语法是一样的．

        Name ::= Container {Name Type [ Name Type...]}   方括号中的内容和容器的元素个数都是可选项．还可以进行嵌套定义．

例：

　　UserRecord ::= SEQUENCE {

           Name   SEQUENCE {

               First IA5String,

               Last  IA5String

            },

           DoB     UTCTIME

        }

将其粗略的翻译成Ｃ语言中的结构如下：

　　struct UserRecord {

           struct Name {

             char *First,

             char *Last

           };

          time_t DoB;

        }

将其粗略的翻译成Object Pascal语言中的记录如下（Object Pascal不支持嵌套记录):

       Type

            Name = record

              First : String;

              Last  : String;

            end;

            UserRecord = record

              aName : Name;

              DoB    : DateTime;

            end;

 

２．３ASN.1修改器

        ASN.1定义了各种修改器，如可选(OPTIONAL),默认(DEFAULT),和选择(CHOICE). 他们可以改变表达式的声明．典型地用于定义一种要求编码灵活，而定义又不繁琐的类型．

       ＜１＞．可选(OPTIONAL)。顾名思义，其表示改变一个元素以便在编码时它的类型是可选择的．即编码器可以忽略这个元素，解码器不能假设它将出现． 但当邻接的两个元素具有相同的类型时，会给解码器带来一些问题．

        定义： Name ::= Type OPTIONAL

　　例如：

　　　　　 Float ::= SEQUENCE {

                                         Exponent     INTEGER OPTIONAL,

                                         Mantissa     INTEGER,

                                         Sign             BOOLEAN

                       }

         当解码器读取这个结构时，在它看来第一个整数(INTEGER)可能是Exponent,也有可能认为是Mantissa．　一般建议不使用这种方式定义 结构．

　　＜２＞．默认(DEFAULT)．默认修改器允许容器包含默认值．如果待编码的数据值等同于它的默认值，那么它将在发送的数据流中被忽略．例 如：

　　　　　 Command ::= SEQUENCE {

                                         Token         IA5String(NOP) DEFAULT,

                                         Parameter   INTEGER

                       }

         如果编码器把Token看成是代表字符串NOP,那么序列将按照定义的那样编码为：

                      Command ::= SEQUENCE {

                                        Parameter    INTEGER

                      }

        ＜３＞．选择(CHOICE). 选择修改器允许一个元素在给定的实例中可以有多个可能值．实质上说，解码器将尝试所有期望的解码算法，直到有一个类型符合为止．当一个复杂的容器中包含其 他容器时，时候选择器就十分有用了．例如：

　　　　　 UserKey ::= SEQUENCE {

                                       Name             IA5String,

                                       StartDate       UTCTIME,

                                       Expire            UTCTIME,

                                       KeyData        CHOICE {

                                              ECCKey        ECCKeyType,

                                              RSAKey        RSAKeyType

                                       }

                        }

         上例简单的允许ＥＣＣ也允许ＲＳＡ密钥的公钥证书．