ASN.1 序列混淆答案

【问题标题】：ASN.1 Sequence ConfusionASN.1 序列混淆
【发布时间】：2013-07-16 14:55:40
【问题描述】：

我正在研究ASN.1的语法，网上看了很多相关资料：

http://www.itu.int/rec/T-REC-X.690-200811-I/en
http://luca.ntop.org/Teaching/Appunti/asn1.html
http://www.obj-sys.com/asn1tutorial/node11.html

我对 ASN.1 SEQUENCE 类型的编码感到非常困惑。一般来说，我意识到SEQUENCE 基本上是一个聚合——在大多数编程语言中我们称之为对象或实例。它基本上是一个名称/值对列表，类似于 JSON 对象。但与 JSON 对象不同的是，ASN.1 SEQUENCE 具有隐式 SCHEMA，因为它是“类”的实例。

因此，SEQUENCE 的类/模式可能类似于：

{
  name  UTF8String
  age   INTEGER
}

并且该架构的 INSTANCE 可能是 SEQUENCE

{
  "John Smith"
  42
}

但是对于如何在实际的 BER 编码中区分 CLASS 和 INSTANCE ，我感到非常困惑。事实上，我很困惑，我什至不确定 ASN.1 SEQUENCE 应该是类定义还是类的实例。

文档似乎暗示它是一个实例：

8.9序列值的编码

8.9.1应构造序列值的编码。

8.9.2 内容八位字节应由 ASN.1 定义中列出的每种类型的一个数据值的完整编码组成序列类型的，按照它们在定义，除非该类型是用关键字 OPTIONAL 引用的或关键字 DEFAULT。

8.9.3 对于使用关键字 OPTIONAL 或关键字引用的类型，数据值的编码可能但不一定存在默认。如果存在，它应出现在该点的编码中对应于 ASN.1 定义中类型的外观。

所以看起来 SEQUENCE 只是一个数据值列表，它必须对应于某个模式（类）。但是 ASN.1 没有 CLASS 类型，那么如何获得实际的类，所以您知道任何给定的 SEQUENCE 是哪个类的实例？

【问题讨论】：

标签： asn.1

【解决方案1】：

假设你写了以下内容：

R DEFINITIONS AUTOMATIC TAGS ::=

 BEGIN

 USPostalAddress ::= SEQUENCE {

      street     IA5String,

      city       IA5String,

      state      IA5String (SIZE (2)) (FROM("A".."Z")),

      zipcode    IA5String (SIZE (5)) (FROM("0".."9"))

 }

 END

上面BEGIN和END之间的部分称为“类型赋值”。 “USPostalAddress”是（用户定义的）“类型”的名称。通过编写上述内容，您已经指定了一个用户定义的类型并为其命名。每个 SEQUENCE 构造（例如，上面的 SEQUENCE 构造）都是一个“类型”。它是一种复杂类型，因为它包含一个或多个“字段”，每个“字段”都有自己的类型。上述类型的一个可能的“值”表示如下：

{ street "1234 Main St.", city "New York", state "NY", zipcode "12345" }

我们只是在讨论类型和它们的值，而不是类和实例。就像你可以有一个类型 INTEGER (0..15) 的值是 0 到 15 之间的整数一样，你也可以有一个 SEQUENCE 类型，它的值是低级值的排列。上述序列类型是您可以在 ASN.1 中定义的数据结构（“类型”）的一个非常简单的示例。

（在 ASN.1 中也有一个叫做“类”的东西，但它是完全不同的东西。）

在 ASN.1 中，协议的消息通常被指定为顶级类型（通常是 SEQUENCE 或 CHOICE 类型）。特定的“消息值”是顶级类型的值。当您手中有一个顶级类型的值时，您可以使用标准编码规则之一（BER、PER 等）将该值编码为比特流。当您从网络接收到比特流时，您知道该比特流是以 BER、PER 等编码的特定 ASN.1 类型的值，您可以对这些比特进行解码并获得原始值。

【讨论】：

【解决方案2】：

ASN.1 文件通常包含像这样的 SEQUENCE 类型的类型分配（类型定义）：

myMessage ::= SEQUENCE
{
    a INTEGER(0..100),
    b INTEGER
}

ASN.1 文件中的那些 SEQUENCE 类型可以被认为与 C++/java 中的类或 C 中的结构定义相同。

SEQUENCE 的实例可以是编码格式（BER、PER、DER 等）或程序内部的本地格式（对象/变量）。

如何在 C 代码中实现这些示例：

struct myMessage_t          
{
  int a;
  int b;
};

char buffer[1000];   // BER encoded instance will be stored to this buffer
myMessage_t msg;     // this is the local instance

msg.a = 1;
msg.b = 2;

size_t berLen = berEncode_myMessage( &msg, buffer, sizeof(buffer) );

还有解码方面：

myMessage_t msg2;            
berDecode_myMessage( buffer, berLen, &msg2 );
assert( msg2.a == 1 );

在解码之前，您通常知道编码实例的顶级类型是什么。

【讨论】：