简介

ASN.1 是一种跨平台的数据序列化的接口描述语言。可能很多人没有听说过 ASN.1, 但是相信有过跨平台编程经验的同学可能都听过 protocol buffers 和 Apache Thrift,虽然 ASN.1 和上面两个语言相比不是那么出名，但是 ASN.1 的出现要比他们早的多,早在 1984 年 ASN.1 就出现了。

和他们相比 ASN.1 并没有提供单一的开源实现，而是作为一种规范来供第三方供应商实现的。ASN.1 主要用在定义各种基础协议中，比如常用的 LDAP,PKCS,GSM,X.500 等。

ASN.1 是一种和平台、语言无关的描述语言，可以使用很多 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，那么我们先来看一个直观的例子。ASN.1 的基础是 module, 我们看一下 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

上面的例子中，我们使用 ASN.1 定义了一个 StudentCard，最外层的以 BEGIN 和 END 包围的就是 module。StudentCards 是 module 的名字，首字母必须大写。

其中::= 是一个赋值符号。

module 中可以有多个 type, type 的名字也必须首字母大写，例如上面的 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。

上面的 dateOfBirthday 后面接的 DATE 是 ASN.1 中内置的类型。而 student 后面的 StudentInfo 是一个自定义类型，并且同样包含在 module 中。

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

上面我们定义 module 的时候在 module 后面加上了AUTOMATIC TAGS，这是什么意思呢？

在 ASN.1 中，tags 是 ASN.1 消息中每个组件的内部标识符，以 Address 为例，我们希望给 Address 中的每个属性都指定一个内部的标识符，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))}

这里面的[0] [1] 就是标识符，当然，我们可以在定义 module 的时候手动指定这些 tags，但是如果我们使用AUTOMATIC TAGS，这些标识符会自动创建,从而避免了手动创建标识符可能带来的问题。

ASN.1 中的内置类型

通过上面的讲解，我们对 ASN.1 有了一个基本的概念。如果想要对 ASN.1 进行更加深入的研究，那么我们首先要知道 ASN.1 中的内置类型。

一般来说 ASN.1 中有下面的数据类型：

• BOOLEAN

BOOLEAN 和编程语言中的布尔值是一致的，它有两个可能得值：TRUE 和 FALSE。下面是具体而用法：

removed BOOLEAN ::= TRUE

• INTEGER

INTEGER 表示的是一个整数，如下所示,表示的是一个年例范围是 0 到 100，最终的取值是 18：

age INTEGER (0..100) ::= 18

• BIT STRING

字节的位表示方法，可以给一个 byte 中的每一个 bit 进行设值：

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

上面的例子中，我们设置了 Status，并且使用 Status 赋值给了一个变量 myStatus。

• OCTET STRING

8 进制表示的字符串：

octetExample ::= OCTET STRING

• DATE

表示日期，格式是"YYYY-MM-DD"：

birthday DATE ::= "1990-11-18"

• TIME-OF-DAY

表示日期中的时间,格式是"HH:MM:SS"：

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

• DATE-TIME

时间加日期的格式，它的格式"YYYY-MM-DDTHH:MM:SS"，如下所示：

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

• REAL

REAL 表示的是一个浮点数，可以如下表示：

Amount ::= REAL

• ENUMERATED

ENUMERATED 表示的是一个枚举，可以如下表示：

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

• SEQUENCE

SEQUENCE 表示的是项目的序列合集,如下所示：

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

• SEQUENCE OF

SEQUENCE OF 表示的是一个 list:

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

• CHOICE

CHOICE 表示从众多的 item 中选择一个：

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

• IA5String

IA5String 表示的是 ASCII 字符，并且包含有控制字符。

SampleString ::= IA5String

• VisibleString

VisibleString 表示的是 ASCII 字符，其中不包含有控制字符。

SampleString ::= VisibleString

• NumericString

NumericString 表示的是数字和空格。

SomeNumber ::= NumericString

• UTF8String

UTF8String 表示的是 Unicode 字符

UnicodeString ::= UTF8String

• NULL

是一个空值，用来占位。

ASN.1 中的限制语法

ASN.1 中可以定义很多个字段，有些字段可能会有一些限制，比如手机号只能用数字，名字有长度限制等。

这些限制在 ASN.1 中叫做 Constraints,一般来说有下面的一些限制：

• FROM

FROM 提供了一个数据值的读取范围，如下：

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

PermittedChars 只允许从"ABCDEFG1244"选择。

• PATTERN

PATTERN 表示的是正则表达式，如下所示：

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

上面列出的是一个简单的手机号码的正则表达式。

• SIZE

SIZE 可以表示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

使用..可以表示一个范围：

Age ::= INTEGER (0..100)

• 单一值

从提供的值列表中挑选一个：

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

总结

以上就是 ASN.1 数据结构描述语言的基本介绍了，有了这些基础，我们就可以很容易读懂使用 ASN.1 来描写的数据结构了。

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

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