ASN.1协议DER编码方法和实例演示

openssl之ASN.1系列之2---ASN.1编码方法简介
    ---根据openssl源代码、SSLeay Documents以及其它相关材料写成
    作者：DragonKing(Eric Wang)
    Mail: wzhah@263.net
    版权声明：未经作者授权，本文不能在任何商业性质的出版物或网站上进行转载
    发布网站：http://openssl.126.com
    OpenSSL版本：openssl-0.9.7
    参考资料：“Computer Network”,“A Layman's Guide to a Subset of ASN.1, BER, and DER”
    
    
    ASN.1对象的编码是ASN.1标准的重要部分，目前，通常采用的是BER，而DER则是其一个子集。本文将对该编码方法作简单的介绍。
    一个标准的ASN.1编码对象有四个域：对象标识域、数据长度域、数据域以及结束标志(可选，在长度不可知情况下需要，openssl中没有该标志)。
    【对象标识域】
    对象标识域有两种形式，低Tag数字(Tag值在0到30)和高Tag数字(Tag值大于30)形式。
    低Tag数字形式只有一个字节，包含三部分，从低位为1开始编号，8和7位是Tag类型，共有四种，分别是universal(0 0)、application(0 1)、context-specific(1 0)和private(1 1)；第6位是0，表明编码类型是基本类型，第5-1位是Tag值。
    高Tag数字形式可以有两个或多个字节，第一个字节跟低Tag数字形式一样，但低5位值全为1，而在后续的第二个和其后的字节中给出Tag值，这些字节都只使用了低7位为数据位，最高位都设为0，但最后一个字节的最高位设为1,采用高位优先，经可能少的数字原则。
    【数据长度域】
    数据长度域也有两种形式，短形式和长形式。
    短形式的数据长度域只有一个字节，第8位为0，其它低7位给出数据长度。
    长形式的数据长度域有2到127个字节。第一个字节的第8位为1，其它低7位给出后面该域使用的字节的数量，从该域第二个字节开始给出数据的长度，基于256，高位优先。
    【数据域】
    数据域给出了具体的数据值。该域的编码对不同的数据类型不一样，这里就不在一一详述了，有兴趣的可以参看参考资料。
    【一个编码例子】
    下面是SSLDocument给出的对一个对象进行DER编码的例子，更多的例子可以参看本文给出的参考资料。
    例子使用的对象是ASN.1定义的BIT STRING类型的对象，其编码的步骤如下：
    1.对位串使用"0"进行填补，使其长度为8的整数倍(如果已经是整数倍，则不需要进行填补)；
    2.计算填补的位数并写下来，成为数据内容的第一个字节；
    3.写入填补后的位串，高位字节优先。这些数据跟前面的一个字节组成数据内容的全部字节；
    4.在这些数据前面加上一个头字节，这个字节定义如下（编号是从低位为1开始）：
     第8、7位：00(universal类型)
     第 6 位 ：0(表明是基本类型，有限长度的编码)
     第5－1位：0x03(表明是BIT STRING)
    这个字节定义了对象标识域；
    5.然后在对象标识域字节和数据字节之间加入下面计算的定义的字节：
     计算有多少字节的数据内容(对象标识域数据除外)，如果少于127字节，那么就定义一个字节如下：
     第8位：0
     第7－1位：数据内容的字节数量
     如果数据内容的字节数量大于127，就需要定义两个或多个字节，其中，第一个字节的定义如下：
     第8位：1
     第7－1位：该域后面还有多少字节
     其后的字节是数据内容的字节数量，每字节基于256，高位优先
    下面是一个实际的数据例子：
    位串：'01000100111011'
    1.补齐两个0在后面，成为8的整数倍，得到'0100010011101100'；
    2.'02'作为第一个数据内容的字节；
    3.'44 ec'作为其余的数据内容的字节；
    4.'03'作为前面的对象标识字节;
    5.因为BIT STRING的tag值3<=127，所以只有一个字节的长度域'03';
    那么得到的这个位串的DER编码就是03 03 02 44 ec，其中，第一个字节是对象标识域，第二个字节是数据长度域，其他为数据域。