ASN.1入门(超详细)

简介: ASN.1入门(超详细)

一、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。


二、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


三、ASN.1中类型



1. 基本类型


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


2. 组合类型


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


三、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
  1. <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


四、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


六、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


七、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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