ASN.1 序列混淆

Question

我正在研究ASN.1的語法，並且在網上閱讀了很多相關材料：

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

我對 ASN.1 SEQUENCE類型的編碼感到非常困惑。 一般而言，我意識到SEQUENCE基本上是一個聚合體——在大多數編程語言中我們稱之為 OBJECT 或 INSTANCE。 它基本上是一個名稱/值對列表，類似於 JSON 對象。 但與 JSON 對象不同，ASN.1 SEQUENCE具有隱式 SCHEMA，因為它是“類”的實例。

因此， SEQUENCE的類/模式可能類似於：

{
  name  UTF8String
  age   INTEGER
}

該模式的一個實例可能是SEQUENCE

{
  "John Smith"
  42
}

但是我對如何在實際 BER 編碼中區分 CLASS 和 INSTANCE 之間的區別感到非常困惑。 事實上，我很困惑，我什至不確定 ASN.1 SEQUENCE應該是類定義還是類的實例。

文檔似乎暗示它是一個實例：

8.9序列值的編碼

8.9.1應構造序列值的編碼。

8.9.2內容八位字節應由序列類型的 ASN.1 定義中列出的每個類型的一個數據值的完整編碼組成，按照它們在定義中出現的順序，除非類型被引用關鍵字 OPTIONAL 或關鍵字 DEFAULT。

8.9.3對於用關鍵字 OPTIONAL 或關鍵字 DEFAULT 引用的類型，數據值的編碼可以，但不是必須的。 如果存在，它應出現在編碼中對應於 ASN.1 定義中類型出現的點。

所以看起來 SEQUENCE 只是一個數據值列表，它必須對應於某個模式（類）。 但是 ASN.1 沒有CLASS類型，那么您如何獲得實際的類，以便您知道任何給定的 SEQUENCE 是哪個類的實例？

Answer 1

假設你寫了以下內容：

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 之間的部分稱為“類型分配”。 “USPostalAddress”是（用戶定義的）“類型”的名稱。 通過編寫上述內容，您已經指定了一個用戶定義的類型並為其命名。 每個 SEQUENCE 構造（例如上面的 SEQUENCE 構造）都是一個“類型”。 它是一種復雜類型，因為它包含一個或多個“字段”，每個“字段”都有自己的類型。 上述類型的可能“值”表示如下：

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

我們只是在談論類型和它們的值，而不是類和實例。 就像您可以擁有一個類型為 INTEGER (0..15) 的值是 0 到 15 之間的整數一樣，您可以擁有一個 SEQUENCE 類型，其值是較低級別值的排列。 上述序列類型是您可以在 ASN.1 中定義的數據結構（“類型”）的一個非常簡單的示例。

（在 ASN.1 中還有一個叫做“類”的東西，但它是完全不同的東西。）

在 ASN.1 中，協議的消息通常被指定為頂級類型（通常是 SEQUENCE 或 CHOICE 類型）。 特定的“消息值”是頂級類型的值。 當您擁有頂級類型的值時，您可以使用標准編碼規則之一（BER、PER 等）將該值編碼為位流。 當您從網絡接收到一個比特流時，您知道它是一個特定 ASN.1 類型的值，以 BER、PER 等編碼，您可以對這些比特進行解碼並獲得原始值。

Answer 2

ASN.1 文件通常包含這樣的序列類型的類型分配（類型定義）：

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

ASN.1 文件中的那些 SEQUENCE 類型可以被認為與 C++/java 中的類或 C 中的結構定義相同。

SEQUENCE 的實例可以是程序中的編碼格式（BER、PER、DER 等）或本地格式（對象/變量）。

示例如何在 C 代碼中實現這些：

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) );

和解碼方面：

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

在解碼之前，您通常知道什么是編碼實例的頂級類型。