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时间: 2023-12-17 17:42:10 浏览: 115

ASN1_BER_DER_编码子集入门指南.pdf

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### ASN.1/BER/DER 编码子集入门指南 #### 1. 引言随着计算机网络的发展，开放系统互联（OSI）模型逐渐成为标准，它为不同的计算机系统之间的通信提供了一套框架。在OSI模型中，抽象语法符号（ASN.1）作为一种标准化的数据描述语言被广泛采用，而基本编码规则（BER）和可辨别编码规则（DER）则是将ASN.1定义的数据结构转换为二进制形式的关键编码机制。本文旨在介绍ASN.1、BER和DER的基本概念及其在PKCS（Public Key Cryptography Standards）协议族中的应用。通过阅读本文，您将能够理解这些概念的核心，并掌握如何将抽象数据结构转换为实际的二进制数据。 #### 2. 抽象语法符号（ASN.1） **2.1 定义与概述** 抽象语法符号（ASN.1）是一种形式化的符号表示法，用于定义数据结构和消息格式。它最初由ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）提出，用于定义OSI模型中的各种数据类型和消息格式。ASN.1支持多种数据类型，包括简单类型（如整数、字符串）和复合类型（如序列、集合）。 **2.2 类型与标签** - **简单类型**：如`INTEGER`、`BOOLEAN`等，不包含内部结构。 - **结构类型**：如`SEQUENCE`、`SET`等，由一系列简单类型或结构类型组成。 - **标签类型**：为现有类型添加标签，标签用于识别类型。 - **其他类型**：包括`CHOICE`和`ANY`类型，分别表示可选类型和未限定类型。 ASN.1中的类型有两种标签：**全局标签（universal tag）**和**上下文特定标签（context-specific tag）**。全局标签在整个ASN.1中保持一致，而上下文特定标签则根据具体应用场景而变化。 **2.3 ASN.1定义示例** ```asn1 -- 定义一个包含整数和字符串的序列 Person ::= SEQUENCE { id INTEGER, name UTF8String } ``` #### 3. 基本编码规则（BER） **3.1 概念介绍** 基本编码规则（BER）是ASN.1定义的编码规则之一，用于将ASN.1定义的数据结构转换为二进制形式。BER提供了足够灵活的方式来表示ASN.1定义的数据，但同时也存在多于一种的编码方式表示同一个值的情况。 **3.2 BER编码步骤** 1. **确定类型和标签**：首先确定数据类型的标签。 2. **确定内容**：根据类型确定数据的具体内容。 3. **编码**：按照规则编码标签和内容。 **3.3 示例** 假设我们有一个简单的ASN.1定义： ```asn1 IntegerExample ::= INTEGER ``` 对于整数值`123`，BER编码过程如下： 1. 确定标签：全局标签`INTEGER`的标签值为`2`。 2. 确定内容：整数值`123`。 3. 编码：`INTEGER`标签编码为`02 01`，其中`02`是标签值`2`的编码，`01`表示内容长度为1字节。`123`的二进制表示为`7B`（十六进制），因此最终BER编码为`02 01 7B`。 #### 4. 可辨别编码规则（DER） **4.1 概念介绍** 可辨别编码规则（DER）也是ASN.1定义的一种编码规则，它是BER的一个子集，确保了对于每一个ASN.1定义的数据值都有唯一的编码。DER编码规则比BER更严格，主要用于需要唯一性编码的场景，如数字证书和PKCS协议族。 **4.2 DER编码规则** DER编码规则遵循以下原则： 1. **编码唯一性**：对于给定的数据值，DER编码必须是唯一的。 2. **最小化编码**：DER编码应尽可能短。 3. **顺序编码**：对于复合类型（如`SEQUENCE`、`SET`），DER编码遵循元素的固定顺序。 4. **显式标签**：对于标签类型，DER要求显式编码标签。 **4.3 示例** 继续使用上面的`IntegerExample`示例，由于BER和DER在整数编码上的规则相同，所以BER编码`02 01 7B`同样适用于DER。 #### 5. PKCS中的应用 **5.1 PKCS协议族** PKCS（Public Key Cryptography Standards）是由RSA实验室发布的一系列标准，涵盖了公钥密码学的各种方面，包括密钥管理和数字签名等。PKCS标准广泛使用ASN.1和DER进行数据结构的定义和编码。 **5.2 PKCS#1** PKCS#1标准定义了RSA加密算法的数据格式，其中包括了使用ASN.1定义的消息结构。 **5.3 PKCS#7** PKCS#7标准定义了一个封装机制，用于将数字签名和其他加密信息添加到消息中。该标准中使用了ASN.1定义的数据结构，如签名信息和加密数据等。 **5.4 PKCS#8** PKCS#8标准定义了一种私钥信息的编码格式，它使用ASN.1定义了私钥的信息结构，包括算法标识符和私钥值等。 #### 6. 结论本文简要介绍了ASN.1、BER和DER的基础知识，以及它们在PKCS协议族中的应用。通过理解这些编码规则，您可以更好地处理和实现基于OSI的应用程序，尤其是在安全领域中涉及到的数据结构和协议。虽然本文仅覆盖了ASN.1和BER/DER的一些基本概念，但对于深入了解和实践而言已经足够。对于更深入的学习和研究，建议参考相关的ITU-T标准文档和技术文献。

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