关于算法:密码学的基础X690和对应的BER-CER-DER编码

简介

之前咱们讲到了优良的数据描述语言ASN.1,很多协定规范都是应用ASN.1来进行形容的。对于ASN.1来说，只定义了数据的形容是不够的，它还规定了音讯是如何被编码的，从而能够在不同的机器中进行通信。

ASN.1反对一系列的编码规定，比方BER，DER,CER等。而X.690就是一个ITU-T的规范,它外面蕴含了一些对ASN.1进行编码的规定。

有人要问了，那么什么是ITU-T呢？

ITU-T的全称是International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector,也就是国际电联电信标准化部门，次要用来协调电信和信息通信技术标准。

X.690次要蕴含了Basic Encoding Rules (BER),Canonical Encoding Rules (CER)和Distinguished Encoding Rules (DER)这三种编码规定。

接下来，咱们来看下这些编码规定的实现细节。

BER的全称是Basic Encoding Rules,它是最早的编码规定，应用Tag-Length-Value(TLV)的格局对所有信息进行编码。

在BER中，每个数据元素都被编码为类型标识符、长度形容、理论数据元素，以及可选的内容完结标记，如下所示：

类型标识符	长度	理论数据	内容完结标记
Type	Length	Value	只用在不确定长度的状况

所有的编码都是以字节为单位的。

ASN.1的类型有上面几种，下表列出了ASN.1中类型和对应的十进制的关系：

以上就是ASN.1中的类型和对应的值。接下来咱们看下这些类型是怎么进行编码的。

ASN.1都是以字节为单位的，一个字节是8bits，其中7-8bits示意的是Tag class。2个bits能够示意4种class，如下：

6bit示意的是这个类型是简略类型还是组合类型，简略类型用0，组合类型用1。

还剩下5个bits，能够示意32个不同的值，然而对于ASN.1来说，它的类型是超出32范畴的，所以这5个bits只用来示意0-30的值的范畴。如下所示：

如果想要示意超出30范畴的值，那么能够应用两个byte，如下：

后面一个byte的1-5bits全副用1示意，前面一个byte的第8bit用1示意，剩下的7个bits用来示意实在的值。

type编码之后就是length编码，length编码有两种格局，一种是确定长度的length，一种是不确定长度的length。

如果数据的长度是可预感的，那么咱们就能够应用确定长度的编码模式，如果长度是不确定的，那么就能够应用不确定长度的编码模式。

咱们看下不同类型的长度编码模式：

首先，如果是确定长度，并且长度比拟短的状况下，那么在8bit位设置为0,剩下的7个bits能够示意0-127范畴的长度状况。

如果长度超过了127，那么能够在8bit设置为1，并且剩下的7个bits示意的是前面存储长度的byte个数,byte个数的范畴是(1-126)。

如果是非固定长度，那么在8bit位设置为1,剩下的7bits设置为0。

所有bits都设置为1的是保留值。

在非固定长度的状况下，如果内容完结之后，须要额定附加一个byte示意的End-of-Contents，用来示意非固定长度编码曾经完结了。

Contents是跟在长度前面的byte字段，Contents的长度能够为0，示意没有Contents内容。

总体来看BER编码，通过类型+长度+具体的内容字段来组成的。

CER的全称是Canonical Encoding Rules, DER的全称是Distinguished Encoding Rules,这两个编码都是从BER衍生过去的,他们都是BER的变体。

为什么会有这两个变体呢？首先考虑一下BER的定义，BER是Basic Encoding Rules,它是一个十分根底的编码规定，在很多状况下并没有提供具体的编码实现规定，所以须要具体的实现者自行对根底协定进行扩大。

那么对应的，如果一个实现者申明本人是反对BER编码协定的，那么就意味着这个实现者须要反对所有BER可能的变体编码规定。

BER为咱们提供了一个根底规范，它的可扩展性很强，尽管咱们在架构或者零碎利用中常常提到可扩展性，然而在某些状况下，可变性和可扩展性并不是咱们所心愿的。比方在密码学中，咱们心愿编码规定的是固定的。这样的状况就须要用到CER和DER编码。

CER和DER编码都是BER的扩大，他们和BER相比，只规定了一种具体的编码规定，所以他们的确定性更强。

CER和DER相比，CER应用的是不确定长度的格局，而DER应用的是确定长度的格局。这就是说DER中始终蕴含了前导的长度信息，而CER则是是用一个字节的内容结束符来示意编码的完结。

另外，在DER中，Bit string, octet string 和受限的字符串必须应用根底类型,不能应用组合类型。

DER被宽泛应用在数字证书中，比方X.509。

以上就是X.690和对应的BER CER DER编码详解，看完本篇文章，你又多会了一门语言，oh yeah！

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