关于密码学:有一种密码学专用语言叫做ASN1

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简介

ASN.1 是一种跨平台的数据序列化的接口描述语言。可能很多人没有据说过 ASN.1, 然而置信有过跨平台编程教训的同学可能都听过 protocol buffers 和 Apache Thrift, 尽管 ASN.1 和下面两个语言相比不是那么闻名,然而 ASN.1 的呈现要比他们早的多, 早在 1984 年 ASN.1 就呈现了。

和他们相比 ASN.1 并没有提供繁多的开源实现,而是作为一种标准来供第三方供应商实现的。ASN.1 次要用在定义各种根底协定中,比方罕用的 LDAP,PKCS,GSM,X.500 等。

ASN.1 是一种和平台、语言无关的描述语言,能够应用很多 ASN.1 的翻译工具,将 ASN.1 翻译成为 C, C++, Java 等代码。

ASN.1 的例子

既然 ASN.1 是一个描述语言,那么咱们先来看一个直观的例子。ASN.1 的根底是 module, 咱们看一下 ASN.1 中 module 的例子:

StudentCards DEFINITIONS AUTOMATIC TAGS ::= BEGIN

StudentCard ::= SEQUENCE {
dateOfBirthday DATE,
student    StudentInfo
}

StudentInfo ::= SEQUENCE {studentName    VisibleString (SIZE (3..50)),
homeAddress Address,
contactPhone   NumericString (SIZE (7..12))
}

Address::= SEQUENCE {street  VisibleString (SIZE (5 .. 50)) OPTIONAL,
city    VisibleString (SIZE (2..30)),
state   VisibleString (SIZE(2) ^ FROM ("A".."Z")),
zipCode NumericString (SIZE(5 | 9))
}

END

下面的例子中,咱们应用 ASN.1 定义了一个 StudentCard,最外层的以 BEGIN 和 END 突围的就是 module。StudentCards 是 module 的名字,首字母必须大写。

其中 ::= 是一个赋值符号。

module 中能够有多个 type, type 的名字也必须首字母大写,例如下面的 StudentCard,StudentInfo 等等。

每个 type 中定义了它的组成组件,组件的名字首字母必须小写,这些组件的名字又叫做 identifiers。

下面的 dateOfBirthday 前面接的 DATE 是 ASN.1 中内置的类型。而 student 前面的 StudentInfo 是一个自定义类型,并且同样蕴含在 module 中。

StudentInfo 中的 studentName 是一个 VisibleString,这个 String 的限度是 size 在 3 到 50 之间。

下面咱们定义 module 的时候在 module 前面加上了AUTOMATIC TAGS,这是什么意思呢?

在 ASN.1 中,tags 是 ASN.1 音讯中每个组件的外部标识符,以 Address 为例,咱们心愿给 Address 中的每个属性都指定一个外部的标识符,如下所示:

Address::= SEQUENCE {street  [0] VisibleString (SIZE (5 .. 50)) OPTIONAL,
city    [1] VisibleString (SIZE (2..30)),
state   [2] VisibleString (SIZE(2) ^ FROM ("A".."Z")),
zipCode [3] NumericString (SIZE(5 | 9))
}

这外面的[0] [1] 就是标识符,当然,咱们能够在定义 module 的时候手动指定这些 tags,然而如果咱们应用AUTOMATIC TAGS,这些标识符会主动创立, 从而防止了手动创立标识符可能带来的问题。

ASN.1 中的内置类型

通过下面的解说,咱们对 ASN.1 有了一个根本的概念。如果想要对 ASN.1 进行更加深刻的钻研,那么咱们首先要晓得 ASN.1 中的内置类型。

一般来说 ASN.1 中有上面的数据类型:

  • BOOLEAN

BOOLEAN 和编程语言中的布尔值是统一的,它有两个可能得值:TRUE 和 FALSE。上面是具体而用法:

removed BOOLEAN ::= TRUE
  • INTEGER

INTEGER 示意的是一个整数,如下所示, 示意的是一个年例范畴是 0 到 100,最终的取值是 18:

age INTEGER (0..100) ::= 18
  • BIT STRING

字节的位示意办法,能够给一个 byte 中的每一个 bit 进行设值:

Status ::= BIT STRING {married(0),
handsome(1),
kind(2)
}
myStatus Status ::= {handsome, kind}

下面的例子中,咱们设置了 Status,并且应用 Status 赋值给了一个变量 myStatus。

  • OCTET STRING

8 进制示意的字符串:

octetExample ::= OCTET STRING
  • DATE

示意日期,格局是 ”YYYY-MM-DD”:

birthday DATE ::= "1990-11-18"
  • TIME-OF-DAY

示意日期中的工夫, 格局是 ”HH:MM:SS”:

startTime TIME-OF-DAY ::= "09:30:00"
  • DATE-TIME

工夫加日期的格局,它的格局 ”YYYY-MM-DDTHH:MM:SS”,如下所示:

endTime DATE-TIME ::= "2022-01-10T18:30:23"
  • REAL

REAL 示意的是一个浮点数,能够如下示意:

Amount ::= REAL
  • ENUMERATED

ENUMERATED 示意的是一个枚举,能够如下示意:

Colors ::= ENUMERATED {black, red, white}
myColor Colors ::= white
  • SEQUENCE

SEQUENCE 示意的是我的项目的序列合集, 如下所示:

StudentInfo ::= SEQUENCE {
name VisibleString,
phone NumericString
}
max StudentInfo ::= {name "J.Max", phone "18888888888"}
  • SEQUENCE OF

SEQUENCE OF 示意的是一个 list:

breakTimes SEQUENCE OF TIME-OF-DAY ::= {"10:00:00", "12:00:00", "14:45:00"}
  • CHOICE

CHOICE 示意从泛滥的 item 中抉择一个:

Identity ::= CHOICE {
name VisibleString,
phone VisibleString,
idCard VisibleString
}
jack Identity ::= name: "jack"
  • IA5String

IA5String 示意的是 ASCII 字符,并且蕴含有控制字符。

SampleString ::= IA5String
  • VisibleString

VisibleString 示意的是 ASCII 字符,其中不蕴含有控制字符。

SampleString ::= VisibleString
  • NumericString

NumericString 示意的是数字和空格。

SomeNumber ::= NumericString
  • UTF8String

UTF8String 示意的是 Unicode 字符

UnicodeString ::= UTF8String
  • NULL

是一个空值,用来占位。

ASN.1 中的限度语法

ASN.1 中能够定义很多个字段,有些字段可能会有一些限度,比方手机号只能用数字,名字有长度限度等。

这些限度在 ASN.1 中叫做 Constraints, 一般来说有上面的一些限度:

  • FROM

FROM 提供了一个数据值的读取范畴,如下:

PermittedChars ::= IA5String (FROM("ABCDEFG1244"))

PermittedChars 只容许从 ”ABCDEFG1244″ 抉择。

  • PATTERN

PATTERN 示意的是正则表达式,如下所示:

phoneNumber ::= IA5String (PATTERN "1[0-9]#10")

下面列出的是一个简略的手机号码的正则表达式。

  • SIZE

SIZE 能够示意字符串的长度或者数组的长度:

       Name ::= IA5String (SIZE (4..7))
       NameList ::= SEQUENCE SIZE (1..25) OF Name
  • RANGE

应用 .. 能够示意一个范畴:

Age ::= INTEGER (0..100)
  • 繁多值

从提供的值列表中筛选一个:

Colors ::= UTF8String ("Blue" | "White")

总结

以上就是 ASN.1 数据结构描述语言的根本介绍了,有了这些根底,咱们就能够很容易读懂应用 ASN.1 来刻画的数据结构了。

更多内容请参考 http://www.flydean.com/46-asn-1/

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