asn.1和基本编码规则详解
ASN1简单介绍
ASN1简单介绍ASN.1 in ActionLJ 2006-06-27内容提要?ASN.1背景ASN.1基本概念和语法ASN.1编码介绍ASN.1示例ASN.1 = Abstract Syntax Notation One ?目标:传送语法互联网上数据传输时的表现形式，通常用8位位组的流表示?中立作为标准的计算机对象描述规则，平台无关，实现无关?抽象以字节为基础单位，能够描述各种复杂的对象结构SyntaxASN.1 --Abstract Syntax Notation OneRulesBER --ASN.1 Basic Encoding RulesDER --ASN.1 Distinguished Encoding RulesBER(ASN.1 Basic Encoding Rules)定义了一种或几种方法，使用ASN.1语法将数据对象转换成二进制字节码DER(ASN.1 Distinguished Encoding Rules)?BER的子集，定义了唯一一种方法，使用ASN.1语法将数据对象转换成二进制字节码BER DER特点标准性高效性扩展性比其他任何一种语言更为丰富的数据结构基本类型简单类型“原子”的，无分量结构类型有分量标记类型从其他类型衍生而来其他类型CHOICE, ANY赋值操作符::=::=用来对类型和值命名，并可用这些名字定义其他类型和值基本描述语法DigestInfo ::= SEQUENCE {digestAlgorithm DigestAlgorithm,digest Digest }DigestAlgorithm ::= AlgorithmIdentifierDigest ::= OCTET STRINGAlgorithmIdentifier ::= SEQUENCE {algorithm OBJECT IDENTIFIER,parameters ANY DEFINED BY algorithm OPTIONAL } ASN.1中绝大部分类型(除CHOICE和ANY)都有一个标记符标记符= 标记符类型+ 标记符ID标记符类型Universal标准类型Application应用相关(同种ID在不同应用中可能意义不同) Private定义属于特定组织的类型Context-Specify上下文相关的类型，定义特定的结构常用标准ASN.1标记符示例:Integer0x02Bit String0x03OCTET String0x04Null0x05Object Identifier0x06UTF8 String0x12Printable String0x13UTC Time0x17Sequence0x30Set0x31长度表示(DER编码标准)长度小于127(包含)，1字节编码:38表示为[0010 0110]长度大于127，多字节编码，第一字节为长度字节数，并且bit8为1:201表示为[1000 0001] [1100 1001]TLV ?TLV Schema = Tag, Length and Value SchemaILC ?ILC Schema = Identifier, Length and Conents Schema Tag Length Value示例06 07 2A 86 4A 86 F7 0D 0106072A 86 4A 86 F7 0D 0130 82 02 51 30 82 01 BA A0 03 02 01...3082 02 5130 82 01 BA A0 03 02 01...OID = Object Identifier表示一个诸如算法，属性类型或注册机构对象定义的一个整数序列OID的值由注册机构来赋予，每个注册机构负责定义一个特定的序列开头的所属序列pkcs-1 OBJECT IDENTIFIER ::={iso(1) member-body(2) US(840) rsadsi(113549) pkcs(1)1}OID含义1.2ISO成员体1.2.840美国1.2.840.113549RSA数据安全公司1.2.840.113549.1RSA数据安全公司，PKCSBouncy Castleorg.bouncycastle.asn1.*PKIToolv2.0/doc/4e12512733.html,.jit.ida.util.pki.a sn1.*Integer编码示例SignedData :: = SEQUENCE {version Version... }Version ::= Integer提示... 02 01 02 ...DERIntegerDERInteger version = new DERInteger(new BigInteger(2));OID编码示例pkcs-1 OBJECT IDENTIFIER ::= {iso(1) member-body(2) US(840) rsadsi(113549) pkcs(1) 1 } rsaEncryption OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-1 1 }SHA1WithRSAEncryption OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-1 5 }?提示1.2.840.113549.1.1.5提示... 06 09 2A 86 48 86 F7 0D 01 01 05 ...DERObjectIdentifierDERObjectIdentifier sha1_rsa =new DERObjectIdentifier(“1.2.840.113549.1.1.5”);PrintableString编码示例Country Name ::= PRINTABLE STRING提示...13 02 43 4E ...DERPrintableStringDERPrintableString cn = new DERPrintableString(“CN”);Sequence编码示例SEQUENCE一个或多个给定类型的有序集合?SEQUENCE OF0个或多个给定类型的有序集合RSAPublicKey ::= SEQUENCE { modulus INTEGER, --npublicExponent INTEGER --e }DERSequenceDERInteger modulus = ... ;DERInteger publicExponent = ... ;DEREncodableVector derVector = new DEREncodableVector();derVector.add(modulus);derVector.add(publicExponent);DERSequence sequence = new DERSequence(derVector);。
asn1的ber编码
asn.1的ber编码ASN.1即抽象语法符号，用来定义应用程序数据和表示[wiki]协议[/wiki]数据单元的抽象语言。
优点是独立于机器、语言及应用程序的内部表示。
适用于描述现代通信中复杂的、变化的、可扩展的数据结构。
比如[wiki]3G[/wiki]和V o[wiki]IP[/wiki]均采用了ASN.1。
ASN.1分两大部分：语法规则和编码规则。
语法规则1. ASN.1定义示例Age ::= INTEGER (0..120)User ::= SEQUENCE {name IA5String (SIZE(1..128)),ageAge DEFAULT 18,address IA5String OPTIONAL,...}2. 简单类型基本类型字符串类型对象类型其它类型3. 构造类型SEQUENCE，对应于C语言中的structSEQUENCE OF，对应于数组SET，类似于SEQUENCE，但不考虑分量顺序SET OF，集合类型，每一分量类型相同，不考虑顺序4. 类型定义语法：typereference ::= Type示例：1) Counter ::= INTEGER2) UserAccount ::= SEQUENCE {usernamePrintableString,passwordPrintableString,account INTEGER}5. 赋值语法：valuereference Type ::= V alue示例：1) current Counter ::= 12342) myAccountUserAccount ::= {username “tly”,password “guesswhat”,account 2345}编码规则1. BER1) 三种情况及其格式：a.简单类型（Primitive），定长；Identifier | Length | Contentb.构造类型（Constructed），定长；Identifier | Length | I | L | C | I | L | C | ...c.构造类型（Constructed），不定长；Identifier | Length | I | L | C | I | L | C | EOC|2) Identifier编码格式：8 7 6 5 4 3 2 1Class | P/C | Tag number分两种情况：a.Tag number < 31b.Tag number >= 313) Length及Content编码分三种情况：a.短形（L < 128），定长b.长形（L >= 128），定长c.不定长，仅用于构造类型4) 示例a.INTEGER 490000 0010 0000 0001 0011 0001erAccount ::= SEQUENCE {username IA5String,account INTEGER}myAccountUserAccount ::= {username “john”,account 129}0011 0000 0000 10100001 0110 0000 00110100 1010 0110 11110110 1000 0110 11100000 0010 0000 00100000 0000 1000 00012. DER为确保编码的唯一性，出现了CER和DER两种编码方案，它们均为BER子集。
asn.1 ber编码context字段规则
ASN.1 BER编码Context字段规则1. 介绍ASN.1ASN.1（Abstract Syntax Notation One，抽象语法表示一）是一种用于定义数据结构和编码规则的标准。
它被广泛应用于电信领域中的通信协议中，如LDAP、X.509证书、SNMP等。
ASN.1定义了一种独立于语言的数据表示方式，使得不同的计算机系统可以相互理解和交换数据。
2. ASN.1 BER编码ASN.1 BER（Basic Encoding Rules，基本编码规则）是ASN.1中定义的一种编码规则，用于将数据结构转换为二进制编码形式以便在网络之间进行传输。
ASN.1 BER编码采用的是长度与值分开的方式来表示数据，具有自描述性和无需额外分隔符的特点，使得编码后的数据更为紧凑和高效。
3. Context字段规则在ASN.1 BER编码中，Context字段用于标识数据结构中的某个字段，以及与该字段相关联的数据内容。
Context字段由一个标签和一个值组成，用于在解析数据时识别字段的含义和位置。
4. Context字段的编码方式在ASN.1 BER编码中，Context字段的编码方式遵循特定的规则，包括以下几点：a. 标签编码：Context字段的标签由一个或多个字节组成，用于唯一标识数据结构中的某个字段。
标签的编码规则采用了可变长的方式，以保证对于不同范围的标签能够被正确编码。
b. 值编码：Context字段的值部分采用了对应数据类型的编码规则，如INTEGER、BOOLEAN、SEQUENCE等。
值部分的编码方式与普通字段的编码方式一致，但在解析时需要根据Context字段的标签来确定字段的含义。
c. 长度编码：Context字段的长度部分采用了可变长度编码方式，以使得不同范围的长度能够被正确编码。
5. Context字段的应用场景在实际应用中，Context字段常常被用于表示数据结构中的一些辅助性信息，如选项值、状态信息、错误码等。
ASN编码规则详解最
国际标准组织（ISO – International Organization for Standardization）于 1946 年 在美国成立，其负责制定众多领域的国际标准；但除电气、电子和电子工艺领域外，这些主要是 IEC（International Electrotechnical Commission）负责。
些组织可以参加讨论，提出议案，但不能参加投票。
Figure 1-5 ISO 组织结构 如 Figure 1-5 所示，ISO 共分为 172 个技术委员会 Technical Committee （TC）负责相应 标准化领域。 所有议题都在子委员会 SubCommittees 中共享，Subcommittee 又分为工作组 Working Groups（WG）。 到 1987 年，著名的 OSI 标准就是 TC97 的成果，称之为“Telecommunications and Information Exchange Between Systems”。在 1987 年，ISO 和 IEC 两个标准化组织一致认为都应当关注信 息技术 Information Technology，因此成立了一个联合技术委员会称为 JTC1。JTC1 的秘书处由 ANSI 负责。
UNIVERSAL 8 外部类型和类型实例 UNIVERSAL 9 实数类型 UNIVERSAL 10 枚举类型 UNIVERSAL 11 嵌入的 pdv 类型 UNIVERSAL 12 UTF8 字符串类型 UNIVERSAL 13 相关对象标识符 类型 UNIVERSAL 14-15 保留给本建议的以后版本和国际标准使用 UNIVERSAL 16 序列和类型序列 UNIVERSAL 17 集合和类型的集合 UNIVERSAL 18-22, 25-30 字符串 类型 UNIVERSAL 23-24 时间 类型 UNIVERSAL 31-... 保留给本建议以外的类型和国际标准使用 ASN.1 还能够定义如下的数据结构类型： 结构 ( SEQUENCE ), 列表 ( SEQUENCE OF ), 类型选择 ( CHOICE ), 等等
ASN.1笔记——语法规则与类型概述
ASN.1笔记——语法规则与类型概述⼀.简介ASN.1(Abstract Syntax Notation dotone),抽象语法标记1。
是定义抽象数据类型形式的标准,是⽤于描述数据表⽰、表⽰、传输、编码的记法。
ASN.1只包含信息结构，不处理具体业务数据，它不是⼀个编程语⾔。
ASN.1没有限定编码⽅法，各种ASN.1编码规则提供了由ASN.1描述其抽象句法的数据的值的传送语法（具体表达），常见的编码规则有：基本编码规则(BER),规范编码规则（CER，CanonicalEncoding Rules）、唯⼀编码规则（DER，DistinguishedEncoding Rules）、压缩编码规则（PER，PackedEncoding Rules）和XML编码规则（XER，XMLEncoding Rules）。
这些编码规则描述了如何将定义在ASN.1中的值译成适合传输的电码。
ASN.1在OSI的ISO8824/ITU X.208（说明语法）和ISO8825/ITU X.209（说明基本编码规则）规范。
⼏个概念：(1)实际语法指诸如C、ObjectiveCaml等这样实际编程语⾔；(2)抽象语法（AbstractSyntax）指ASN.1，是协议采⽤ASN.1规范描述的描述⽂本。
描绘了与任何表⽰数据的编码技术⽆关的通⽤数据结构。
抽象语法使得⼈们能够定义数据类型，并指明这些类型的值。
抽象语法只描述数据的结构形式，与具体的编码格式⽆关，同时也不涉及这些数据结构在计算机内如何存放。
(3)传输语法（TransferSyntax）指表⽰层交换数据的表⽰⽅法，是实际通讯系统间的码流。
当数据在两个表⽰层实体之间传输时，这些数据的实际⽐特模式表⽰⽅法就是传送语法。
(4)编码指将抽象语⾔法转换成实际通讯系统间⽐特流;(5)编码规则将抽象语⾔法转换成实际通讯系统间⽐特流所遵循的语法规则;⼆.相关背景知识1.为了顺利完成应⽤⾳的通讯，需使⽤以下概念：(1)抽象语法：定义了数据的常⽤结构（包括不同的数据类型），并且建⽴了和应⽤层对话所⽤的构架。
asn.1 编码规则
ASN.1（Abstract Syntax Notation One）是一套标准，用于描述数据的表示、编码、传输和解码的灵活记法。
它提供了一套正式、无歧义和精确的规则来描述独立于特定计算机硬件的对象结构。
虽然ASN.1本身只定义了表示信息的抽象语法，但没有限定其编码的方法。
ASN.1的标准编码规则包括以下几种：
1. 基本编码规则（BER，Basic Encoding Rules）：这是最基本的编码规则，用于表示ASN.1数据类型和值的基本结构。
2. 规范编码规则（CER，Canonical Encoding Rules）：这是另一种编码规则，与BER类似，但有一些额外的约束，以确保数据的唯一性和规范性。
3. 唯一编码规则（DER，Distinguished Encoding Rules）：DER是CER的一个子集，它要求数据具有更严格的唯一性。
DER通常用于需要高度规范化和唯一性的场景，如数字签名和证书。
4. 压缩编码规则（PER，Packed Encoding Rules）：PER是一种优化的编码规则，用于减少ASN.1数据的长度。
它通过使用更紧凑的表示方式来减少传输和存储所需的带宽和空间。
这些编码规则可以根据需要进行选择，以满足特定的应用
需求。
ASN.1编码规则详解
ITU 有 5 个常设组织，其中一个为 CCITT（Consultative Committee on International Telephony and Telegraphy）负责电信网络，如有线传输语音，数据和电视。在 1992 年 ITU 重 组后，CCITT 成为了 ITU-T（ITU-Telecommunication Standardization Sector）。
1989 年 CCITT 发布了两个文档 X.208（ASN.1）和 X.209（BER）来替代 X.409 建议。其中 很多新特性是由 JTC 1 引入的：subtypes, floats (REAL type), pointers (ANY DEFINED BY type) and the default tagging modes (IMPLICIT TAGS and EXPLICIT TAGS)。他们这套 X.200 系列 称为“General OSI Infrastructure”，表示 ASN.1 成为应用层一种独立的描述语言。
asn.1
| most significant byte | octet 1
+-------------------------------|
. .
+-------------------------------|
| least significant byte | octet n
位8位7代表数据的类型标记（Universal-00, Application-01, Context-Specific-10, Private-11）；
位6代表该数据单元是否原子式的（Primitive-0, Construct-1）；
位5到位1代表类号(Number of tag)。
如下图所示：
1.2 话单基本编码规则说明
1.2.1 ASN.1(BER)编码规则
ASN.1 是 ‘Abstract Syntax Notation One’的缩写。
ASN.1可以被看作一种高层协议描述语言，由于它可以用来清晰的描述复杂的数据结构，因而被广泛的作为应用层协议语法的标准。
ASN.1给协议设计者提供了一些简单类型，如整型(Integer)、布尔型(Boolean)以及字节串(Octet string)等，以这些简单类型为基础，协议的设计者就可以构造出更复杂的数据类型。
+-------------------------------+
...
+-------------------------------|
n+1| L L L L L L L L |
内容 （contents octets）；
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作者：亢朝峰 业务四室
摘 要：该文说明了ASN.1和基本编码规则（BER）的原理和应用。文中，首先描述了 ASN.1，并给出了几种常见类型的相应的例子，来说明ASN.1的应用；接着对基本编码规则（BER）， 通过对MAP中的LocationRequest的请求操作消息的参数进行编码的具体实现，来说明基本编码规则的工作原理。总之，ASN.1和基本编码规则实际中有非常广泛的应用。
IP语音：
在通信领域中的另一个重要应用是通过包转换网络（如因特网）传递语音数据。多媒体数据信号编解码器（CODEC）标准（H.323等等）基于ASN.1并且使用于分组编码标准来获取理想的数据传输速率。
安全应用：
因特网安全授权同样也使用了ASN.1。高级编码标准在数据表示方面形成了 一个方便的、平台无关的标准，比加密要优越。PKIX、PKCS和X.509也是我们所熟悉的标准，它们也是基于ASN.1的。
关键词：ASN.1 基本编码规则 MAP消息LocationRequest
ASN.1作为一种数据表示标准产生于20世纪80年代早期的开放系统互联Internet网络模型，但OSI模型并没有得到广泛的应用，而ASN.1标准继续使之发展，今天在实际中已有大量应用，这些应用包括：
3G移动系统：
使用ASN.1标准 数据交换的第三代移动通信网络。这一系统基于UMTS（通用移动通信系统）标准，其使用了ASN.1和分组编码标准（PER）。
EXPORTS结构用于定义其他模块可以移植的类型或值。
类型定义和值定义是通过类型分配（type assignment）和值分配（value assignment）来完成的。类型分配和值分配包含于模块的AssignmentList中。类型分配和值分配的格式如下：
类型定义
语法：<type name> := type
一、概述
众所周知，抽象是解决软件开发问题的有效手段。利用抽象，设计人员可以定义系统的一个部分而不用关注这个部门实际上是如何实现或者表达的。这一方法使得实现open，它简化了定义过程，使得在实现部件之前可以声明某些“公理”、并且在设计高层部件时假定下层部件是可以实现的。抽象是现代多数软件规范的特点。
作为当今最复杂的系统之一，开放系统互联（OSI）是一个包含了大量抽象的例子。OSI是一个国际通用的标准体系，从物理层一直到用户层，规划了计算机之间的互联。高层次的对象被抽象定义，并将由底层的对象来实现。比如，某层的一个服务可能需要在计算机之间传递某个抽象对象；某一底层则可能提供关于0、1字符串的实现，利用一些编码规则把高层的抽象对象转换成这些字符串。
ASN.1可以定义各种各样的简单类型数据，也可以定义十分复杂的数据结构类型。
2．1 ASN.1的模块
ASN.1的基本单位是模块（module）。ASN.1模块实际上是由一组类型定义和值定义组成的。类型定义就是说明类型的名称和类型的格式，值定义则是规定将什么样的具体值赋给某一类型的变量。
ASN.1模块的一般格式如下：
OSI的说明抽象对象的方法叫做抽象语法标记（ASN.1，在X.208中定义），而用0、1字符来表示这样的对象的规则集合叫做基本编码规则（BER）。ASN.1是一个很灵活的标记法，它允许定义众多的数据类型——从整数和位串等简单类型到如集合、序列等的结构，还可以是其它复杂定义的类型。BER描述了如何将ASN.1类型表示和编码成八位字节串。通常不止一种编码给定数据的方法，另一种叫做DER（Distinguished Encoding Rules）的编码集合，它是BER的子集，其特点是给每一个ASN.1值一个唯一的编码。
一个ASN.1的值可以用不同的方法表示：打印值是用打印的形式表示的ASN.1的值，对人而言，它是一种严格的表示法，因为它不必依赖任何机器的体系结构；本地值是由程序设计语言或系统用来表示ASN.1的值；传送值表示传送中的ASN.1的值，它是ASN.1值的比特流形式，是根据一组称之为传送文法(Transfer Syntax)的规则而得到的。ASN.1值的表示法决定了它的开发性和互操作性，并成为一种通用的信息交换的表示法。
图1.1 说明了抽象语法、编码规则之间的关系。从图中可以看出，抽象语法利用一些正式的规则来描述各种用户数据；而编码规则采用适当的方法将用抽象语法描述的用户对象定义为适合物理传输信道传输的格式。
图1.1 抽象语法、编码规则之间的关系
二、抽象语法标记（
ASN.1(Abstract Syntax Notation One)是一种用于描述结构化客体结构和内容的语言。它定义在ISO 8824或ITU-T X.208中பைடு நூலகம்ASN.1类似于高级程序设计语言的数据描述部分。它提供若干语言构件用以定义类型和值，类型对应结构，值对应内容。但和其他程序设计语言不同的是，ASN.1的类型不需要机器实现。
类型的赋值：
<value name> <type> ::= <value>
2．2 简单类型
1．INTEGER
整数类型。与一般程序设计语言不同的是，ASN.1中没有限制整型的位数。也就是说，INTEGER可以是任意大小的整数。
定义一个整型类型Counter
Couter := INTEGER
IpAddress :=Octetstring
ModuleDefinition ::=
ModuleIdentifier
DEFINITIONS
TagDefault
“::=”
BEGIN
EXPORTS
IMPORTS
AssignmentList
END
其中，
ModuleIdentifier是模块标识符，也就是模块的名称( 模块名的第一个字母必须大写)；
IMPORTS结构规定了模块中某些定义是从其他模块中移植过来的；
传统通信网络：
ASN.1和基本编码规则（BER）已经在主要通信领域流行了很长一段时间，所有的ss7到ISDN的一切都使用了ASN.1 BER信息在各种类型的设备和计算机之间传递信号。
军事和空间应用：
美国国家宇航局（NASA）在其航空通信网规范中，也正在使用ASN.1和分组编码规则作为空对地或地对空协议。