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Vo[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)),
         age     Age 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struct
SEQUENCE 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      ::= INTEGER
2) UserAccount ::= SEQUENCE {
    username PrintableString,
    password PrintableString,
    account INTEGER
}

5. 赋值
语法： valuereference Type ::= Value
示例：
1) current Counter  ::= 1234
2) myAccount UserAccount ::= {
    username “tly”,
    password “guesswhat”,
    account 2345
}

 

编码规则

 

1. BER
1) 三种情况及其格式：
a.简单类型（Primitive），定长；
Identifier  |  Length  |  Content
b.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    1
            Class    | P/C |     Tag    number
分两种情况：
a.Tag number < 31
b.Tag number >= 31

3) 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 49
0000 0010   0000 0001   0011 0001

b.UserAccount ::= SEQUENCE {
    username IA5String,
    account INTEGER
}
myAccount UserAccount ::= {
    username “john”,
    account 129
}

0011 0000  0000 1010
0001 0110  0000 0011
0100 1010  0110 1111
0110 1000  0110 1110
0000 0010  0000 0010
0000 0000  1000 0001

2. 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。其中DER只使用定长编码，CER基于不定长编码。

3. PER
在PER中，tag从不传送，length和value如果双方都知道，也不需传送。因此，其编码更精简，效率更高。
1) 格式
preamble  |   length   |  contents
preamble：只出现在ENUMERATED、SEQUENCE、SET、CHOICE四种数据结构的编码中。用来记录结构中有无扩展项（extension）、选择项（optional）或缺省项（default）；
length： 对STRING、SEQUENCE OF、SET OF等数据类型进行编码时，需对其长度按对齐方式进行编码；
contents：若数据是基本结构类型，如：BOOLEAN、INTERGER、REAL、BITSTRING等，即可直接进行编码；若数据是复合结构类型，如SEQUENCE、SET、CHOICE、SEQUENCE  OF 等，则属嵌套编码，此时contents中也包含有preamble、length、contents三个部分。

2) 示例
a. cug-Index  INTEGER(1..256)的值为10时，PER编码为(pad)00001001
b. error  CHOICE
{
  systemErr   NULL,
  operationErr  NULL,
  …
}
      若error值为systemErr，则PER编码为00。

4. XER
即XML Encoding Rules，主要应用于网站开发，本文不作介绍。

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  8  7   6  5  4  3  2  1         +        Length        +       Content
-------------------------------------------------------------------------
|Class |X |      Tag    |                                                |              
-------------------------------------------------------------------------           
Class:   
0 0 Universal
0 1 Application
1 0 Context-speciatic:指Type不需传送，双方约定 IMPLICIT
1 1 prviate

X :
0 ---- primitive   -----指定:content without a Structure 只有 1个Length 1个Content
1 ---- contructed  -----指定:content with addition structure
                            (如squence,squence of , implicit squence ,implicit squence of )
                            (Type , Length ,Content )任意个嵌套T-L-C
Tag:
ASN.1中Tag可能超过5个Bits,但是MMS中不会出现

Length: 指Content的长度。可以任意长度，  

例子：
1.单个OCTET STRING (ASN.1 key word )
Type (= OCTET STRING), Length (= 5 Octets) and Content (= 24 65 4F EF F3 hex）
T  L  C
-  -  --------------
04 05 24 65 4F EF F3

2.有上下文中的[2]IMPLICIT OCTET STRING (多[2]IMPLICIT )
T  L  C
-  -  --------------
82 05 24 65 4F EF F3
--            
1 0 0 0 0 0 1 0  05  24 65 4F EF F3
---   ---------
1 0 : Context-speciatic
0 0 0 1 0: 02 primitive , value = 2

3.有上下文中的[2] OCTET STRING (多个[2] 无关键字IMPLICIT )
  T     L  C
           -----------------------
           T    L   C
           -    -   --------------
  82   07  04   05  24 65 4F EF F3
           -----------------------> OCTET STRING

82:
  1 0 1 0 0 0 1 0
  --- - ---------
  1 0 : Context-speciatic
  1   : constructed