ASN.1入门（超详细）

浅浅的花香味﹌ 2021-12-03 10:55 1039阅读 0赞

# ASN.1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，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。

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# ASN.1基本语法规则 #

1.  在ASN.1中，符号的 定义没有先后次序，只要能够找到该符号的定义即可，而不必担心在使用它之前是否被定义过。如：

age Age ::= 18   创建Age的实例
    Age ::= INTEGER  定义了Age这个类型

1.  标识符、参考、关键字都要以一个字母开头，后接字母、数字或者连字符‘-’ 而不是下划线。同时不能以连字符结尾，也不能连续出现两个连字符
2.  关键字全部大写
3.  在标识符中，只有类型和模块名字是以大写字母开头的，其他标识符都是以小写字母开头
4.  字符串有三种形式，具体请参考下面的类型
5.  带小数点的小数形式不能在ASN.1中直接使用，ASN.1中实数的实际定义为:尾数、基数和指数
6.  注释以\*\*两个连字符“–”\*\*开始，结束于行的末尾或者该行中另一个双连字符
7.  ASN.1不对空格、制表符、换行符和注释做翻译。但是在定义符号 “::=” 中不能有空格，否则不能正确处理

# ASN.1中类型 #

## 基本类型 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th>含义</th> 
   <th>和java对应的数据类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>NULL</td> 
   <td>只有一个值NULL,用于传送一个报告或者作为CHOICE类型中的值</td> 
   <td>null</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>INTEGER</td> 
   <td>整数类型</td> 
   <td>int/Integer</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>REAL</td> 
   <td>实数，表示浮点数</td> 
   <td>double/Double/Float/float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ENUMERATED</td> 
   <td>标识符的枚举（实例状态机的状态）</td> 
   <td>enum</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>BITSTRING</td> 
   <td>比特串</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OCTETSTRING</td> 
   <td>字节串</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OBJECT IDENTIFIER,RELATIVE-OID</td> 
   <td>一个实体的标识符</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXTERNAL,EMBEDDED PDV</td> 
   <td>表示层上下文交换类型</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>String(除了BITSTRING、OCTETSTRING外)</td> 
   <td>各种字符串，有NumericString、PrintableString、VisibleStirng、ISO64String、IA5String、TeletexStirng、T61String、VideotexString、GraphicString、GeneralString、UniversalString、BMPString和UTF8String</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CHARACTERSTRING</td> 
   <td>允许为字符串协商一个明确的字符表</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UTCTime,GeneralizedTime</td> 
   <td>日期</td> 
   <td>Date</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>BOOLEAN</td> 
   <td>布尔类型</td> 
   <td>Boolean/boolean</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 组合类型 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th>含义</th> 
   <th>和java对应的数据类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>CHOICE</td> 
   <td>选择类型,该字段可能有多重不同的类型来表示</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SEQUENCE</td> 
   <td>由不同类型的值组成一个有序的集合</td> 
   <td>List</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SET</td> 
   <td>无序集合(不同类型的值)</td> 
   <td>Set</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SEQUENCEOF</td> 
   <td>由相同类型的值组成一个有序的集合</td> 
   <td>List(存储相同的类型)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SETOF</td> 
   <td>无序集合(相同类型的值)</td> 
   <td>Set(存储相同类型)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 类型的定义及赋值 #

1.  <新类型的名字>::= <类型描述>
    
    1.  <新类型的名字>是一个类型的名字，也可以是类型描述
    2.  <类型描述>基本类型、组合类型
2.  <新的值的名字><该值的类型> ::= <值描述>
    
    1.  <新的值的名字>是以小写字母开头的标识符；
    2.  <该值的类型>可以是一个类型的名字，也可以是类型描述;
    3.  <值描述>是基于整数、字符串、标识符的组合

**基本类型--
    
    **1.整数类型--
    Age::=INTEGER
    age AGE::=18
    
    VehicleType::=INTEGER{
        car(0),
        bus(1),
        taxi(2)
    }
    vehicleA VehicleType::=0
    
    **2.布尔类型--
    Flag::=BOOLEAN
    isCheck Flag::=FALSE
    
    
    **3.枚举类型--
    Week::=ENUMERATED{
        Monday(1),
        Tuesday(2),
        Wednesday(3),
        Thursday(4),
        FriDay(5),
        Saturday(6),
        Sunday(7)
    }
    bestWeek::=Saturday
    
    **4.实数类型ASN.1对实数的精度没有限制。每个实数可以用M×BE表示,即三元组。{M,B,E}--
    AngleInRadians::=REAL
    pi AngleInRadians::={31415926,10,-7}  即31415926-10^-7=3.1415926
    
    **5.位串类型--
    Occupation::=BIT STRING{
        clerk (0),
        editor (1),
        artist (2),
        publisher (3),
        manager(4)
    }
    tom Occupation::={editor,artist}
    
    **6.字节串类型,八位位组串,由0个或多个8位位组组成的有序串。可用十进制(0-255)。二进制和十六进制表示。如:1101000100011010B或D11AH--
    IpAdress::=OCTET STRING(SIZE(6))
    ip IpAdress::=11H1D001E001A
    
    **7.对象标识符。从对象树派生出的一系列点分数字串的形式,用来表示对象。
    object OBJECT IDENTIFIER::={pc(1) mac(2) vm(3) mobile(4)}
    computer OBJECT IDENTIFIER::={object 1}
    macComputer OBJECT IDENTIFIER::={object 2}
    vmComputer OBJECT IDENTIFIER::={object 3}
    mobilePhone OBJECT IDENTIFIER::={object 4}
    
    **8.空值类型:空值类型,当某时刻无法知道数据的标准值,可将值为NUL--
    RoomRenter::=SEQUENCE{
        name Visiblestring --取自IA5的图形字符组成,不含控制字符
        roomNumber CHOICE{
            INTEGER
            NULL
        } 
        --代表可选项，可是INTEGER或者NULL
    }
    roomRenter1 RoomRenter::={name "Tom",roomNumber 301}
    roomRenter1 RoomRenter::={name "Jerry",roomNumber NULL}
    
    **9.字符串类型--
    NumString::=NnmericString
    numStr NumString::="12345678"
    UserName::=PrintableString
    user UserName::="Tom"
    
    **组合类型--
    
    **SEQUENCE--
    AirlineFlight::=SEQUENCE{
        airline IA5string,
        --取自IA5的字符组成,它与ASCII码基本相同
        flight Numericstring, --包含数据0到9以及空格,不包含控制字符集
        seats SEQUENCE{ --座位
            maximum INTEGER,
            occupied INTEGER,
            vacant INTEGER
        },
        airport SEQUENCE { --机场
            origin IA5string,
            stop1 [0] IA5string OPTIONAL,
            stop2 [1] IA5string OPTIONAL,
            destination IA5string
        },
        crewsize ENUMERATED {  --工作人员数目，枚举
            six (6),
            eight (8),
            ten (10) 
        },
        cancle BOOLEAN DEFAULT FALSE --是否取消航班，默认否
    }
    
    airplane AirlineFlight::={
        airline "china",
        flight "1106",
        seats {320,280,40},
        airport {origin "Beijing", destination
        "Shanghai"},
        crewsize ten
    }
    **10.SEQUENCE OF、SET 和SET OF基本类似，可以参考上面的--
    
    **11.标签类型--
    Art::=[UNIVERSAL 0] INTEGER
    art Art ::=9
    Gym::=[APPLICATION 1] INTEGER
    gym Gym::=10
    Excont::= SET{ type1 [0] INTEGER OPTIONAL,
    type2 [1] INTEGER OPTIONAL }
    
    **12.CHOICE 选择类型--
    Prize::=CHOICE{ 
        car IA5string,
        cash INTEGER,
        nothing BOOLEAN
    }
    peter Prize::=TRUE 或者
    John Prize::= "Lincoln" 或者
    Sam Prize::= 25000

## 子类型定义 ##

通过对某些类型加以限制,可以定义它们的子类型(subtype)。

通过对某些类型加以限制,可以定义它们的子类型(subtype)。子
    类型的值集合是其父类型值集合的子集。
    (1) 单个值
    在定义中列举出所有可能的取值
    TestResult ::=INTEGER(1|2|3|4)
    sp1 TestResult ::= 2
    (2) 大小限制
    通过限制父类型中元素的个数定义新类型或规模。
    WorkstationNumber::=OCTET STRING(SIZE(6))
    BitField ::= BIT STRING(SIZE(12))
    map1 BitField ::= "100110100100"B
    map2 BitField ::= "9A4"H
    (3) 取值范围(值区间)
    只适用于整数和实数类型,
    NoID::=INTEGER(1..100)
    PositiveInteger ::=INTEGER(0<..MAX)
    PositiveInteger ::=INTEGER(1..MAX)
    (4) 可用字符
    只用于字符串类型,限制字符集的取值范围。
    DigitString ::=IA5String(FROM(2)|(3)|(4)|5|(6)|(7))
    str2 DigitString ::= "46732"
    (5) Inner Subtyping (内部类型)
    适用于SEQUENCE,SEQUENCE OF,SET,SET OF和CHOICE类,主要用于对
    这些结构类型的元素项进行限制。
    PDU::=set{ 
        alpha [0] INTEGER,
        beta [1] IA5striong OPTIONAL,
        gamma [2] SEQUENCE OF parameter,
        delta [3] BOOLEAN 
    }
    TestPDU::=PDU(WITH COMPONENTS{
        alpha(min..<0),...,delta(FALSE)
    })
    (6) 包含子类型
    要用到关键字INCLUDES,说明被定义的新子类型包含原子类型的全部可能值。
    Months::=ENUMERATED{
        jaunary(1),
        february(2),
        ...,
        december(12)
    }
    First-quarter::=Months(january,february,march);
    Second-quarter::=Months(april,may,june)
    First-half::=Months (INCLUDES First-quarter|INCLUDE Second-quarter)
    jan First-quarter ::= 1
    4.2.5 应用类型
    ASN.1中的应用类型与特定的应用有关,根据网络管理的实际特点,
    RFC1155定义了6种SNMP应用类型。
    (1) NetworkAddress::=CHOICE{internet IpAddress} --可从各种网络地
    址中选择一种,目前只有Internet地址,即IP地址。
    (2) IpAddress::=[APPLICATION 0] IMPLICIT OCTET STRING(SIZE(4))
    (3) Counter::= [APPLICATION 1] IMPLICIT INTEGER(0..4294967295)
    (4) Gauge::=[APPLICATION 2] IMPLICIT INTEGER(0..4294967295)
    (5) TimeTicks::=[APPLICATION 3] IMPLICIT INTEGER(0..4294967295)
    (6) Opaque::= [APPLICATION 4] OCTET STRING --arbitrary ASN.1
    value 不透明类型
    4.3 基本编码规则
    用ASN.1语言书写的变量必须转换为串行的字节流才能在网络中传输。为此,
    ASN.1又提供了基本编码规则(BER)来描述传输过程中内容的表示。约定
    
    八位位组:八比特组成
    八位位组的二进制位编号从8到1,第8位为最高有效位,第1位位最低有效位
    编码结构
    标签八位位组
    长度八位位组
    1. 标签(tag)字段:关于标签类别和编码格式的信息。
    2. 长度(Length)字段:定义内容字段的长度。
    3. 值(Value)字段:包含实际的数据 。
    
    = 标签号
    UNIVERSAL 10 编码:00 0 01010
    APPLICATION 35 (构造类型) 编码:01 1 11111 0 0 100011
    2. 长度字段
    用来表示值字段的八位位组数。
    确定格式。(编码时知道长度;长格式和短格式)
    长度字段分类
    不确定格式。
    规则如下:
    2.1.若编码是简单类型,则使用确定格式;
    2.2.若编码是构造的,并且编码立即可用,既可以使用确定格式,也可以使用不
    确定格式,由发送者选择;
    2.3.若编码是构造的,但编码不是立即可用,则使用不确定格式。
    短格式: L=38 编码:00100110
    长格式: L=201 编码: 10000001 11001001
    不确定格式:10000000
    3. 值字段
    由零个或多个八位位组组成,并按不同类型数据值的不同规定对它们进行编
    码。
    (1) 布尔值的编码
    由1个字节组成。FALSE为00;TRUE为FF。
    TRUE的编码:01 01 FF
    FALSE 的编码:01 01 00
    (2) 整数编码
    值字段一个或多个八位位组组成,整数值采用二进制补码形式编码。
    0 编码 02 01 00
    127 编码 02 01 7F
    256 编码 02 02 01 00
    -129 编码 02 02 FF 7F
    (3) 空值的编码
    空值的标签 UNIVERSAL 5, 编码 05 00
    (4) 位串值的编码
    简单类型
    构造类型
    (0A3B5F291CD)16
    简单类型编码:03 07 04 0A3B5F291CD0
    构造类型编码:将位串值拆为(0A3B)16和(5F291CD)16
    23 80
    03 03 000A3B
    03 05 04 5F291CD0
    00 00
    (5) 对象标识符的编码
    对象标识符值的编码是简单类型。
    第一个编码子标识符的数值:(X*40)+Y
    对象标识符 {joint-iso-ccitt 100 2},即{2,100,3}
    编码:06 03 813403 H
    (6) 八位位组串和字符串类型值的编码
    IA5String类型字符串“ACE” 编码 16 03 41 43 45 H
    八位位组串“ACE0” 编码 04 02 AC E0 H
    (7) 序列值的编码
    序列值的编码是构造类型。
    序列类型{name IAString, ok BOOLEAN},值{name “smith”, ok
    TRUE}
    编码:30 0A
    16 05 73 6D 69 74 68
    01 01 FF
    (8) 集合值的编码
    集合类型的元素是无序的,有多种编码。
    SET{breadth INTEGER, bent BOOLEAN}, 值{breadth 7, bent
    FALSE}
    编码:31 06
    02 01 07
    01 01 00

## ASN.1信息对象类和信息对象 ##

<信息对象类>::= CLASS <类描述> WITHSYNTAX <信息描述>

用于表达比注释更为正式的一些信息

## ASN.1模块定义 ##

<模块名字> DEFINITIONS <缺省Tag>::=
    BEGIN
    EXPORTS <导出描述>
    IMPORTS <导入描述>
    <模块体描述>
    END
    
    
    Module2 { isomember-body(2) f(250) type-org(1) ft(16)
    asn1-book(9)chapter5(0) module2(1) }
    DEFINITIONS             
    AUTOMATICTAGS ::=
    BEGIN
    EXPORTS Type2;
    IMPORTS Type1, valueFROM Module1 {iso member-body(2)
    f(250) type-org(1)ft(16) asn1-book(9) chapter5(0) module1(0)};
    Type2 ::= SEQUENCE OFChoice
    Choice ::= CHOICE
    {
        a INTEGER (0..value),
        b Type1
    }
    END

1).AUTOMATICTAGS是指缺省Tag，说明不关注模块的Tag。

2).IMPORTS声明在其它模块定义但在本模块会用到的类型或者值。  
EXPORT声明在本模块之外可以访问的类型或者值。  
IMPORTS的语法为：IMPORTS <名字>,value FROM <其它模块的ObjectIdentifier>;  
EXPORTS的语法为：  
EXPORTS<名字>;

3).对象标识符(OBJECTIDENTIFIER,OID)类型用层次的形式来表示标准规范。标识符树通过一个点分的十进制符号来定义，这个符号以组织，子部分然后是标准的类型和各自的子标识符开始．

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