ASN.1入门（超详细）
2024-05-08 14:21:03
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
- 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
- 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
- 关键字全部大写
- 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
- 字符串有三种形式，具体请参考下面的类型
- 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
- 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
- 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
| 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 |
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) |
类型的定义及赋值
- <新类型的名字>::= <类型描述>
- <新类型的名字>是一个类型的名字，也可以是类型描述
- <类型描述>基本类型、组合类型
- <新的值的名字><该值的类型> ::= <值描述>
- <新的值的名字>是以小写字母开头的标识符；
- <该值的类型>可以是一个类型的名字，也可以是类型描述;
- <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::=18VehicleType::=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{INTEGERNULL} --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>
ENDModule2 { 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
}
END1).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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