原创 ASN.1学习笔记

ASN.1即抽象语法符号，用来定义应用程序数据和表示协议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3G和VoIP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。

 

结束语：

      本文介绍了抽象语法符号1(ASN.1)的概念和数据表示方式，对BER编码过程给出了较详细的说明和示例，同时也简要地介绍了ASN.1的其它编码方法，如DER, PER, XER等。最近因学习3GPP之故，本人刚刚接触ASN.1，难免有疏漏和错误，还请各位给予指正，同时也欢迎大家互相交流学习。