簡単な言葉でのASN.1（パート3、最終）

私は「ASN.1を簡単な言葉で」という記事を公開し続けています。 Habréに投稿された記事の前の部分は、ここで見つけることができます： 単純な単語（タイプREALのエンコード）の ASN.1および単純な単語（パート2）のASN.1 。

第7章ビットのエンコードシーケンス（ビット文字列）

ビット文字列をエンコードする型のカテゴリでは、BIT STRINGとOCTET STRINGの2つの型を属性付けします。



BIT STRINGタイプは、情報の最小ブロック（ビット）のシーケンスを格納するためのものです。 実際、エンコードは行われません。エンコードされた値のブロックが、エンコードされた値の値ブロックに配置されます。 1つの例外を除き、未使用ビットの数は、エンコードされた値の最初のオクテットに格納されます。 未使用ビット数の値は、0〜7の範囲で変更できます。未使用ビットは、ビット列の右端にあります。 つまり、ビット0000 1111 = 0Fのシーケンスがエンコードされ、未使用ビットの数が4である場合、このビット文字列をデコードするときは0000として処理する必要があります。



BIT STRING型をエンコードする場合、基本的なエンコード方式と建設的な方式の両方を使用できます。 ビット文字列を構築する建設的な方法を使用すると、1つのビット文字列を論理的に複数の小さな文字列に簡単に分割できます。 建設的な方法でエンコードされたこのようなビット文字列をデコードする場合、すべてのネストされたビット文字列の値は、1つの大きなビット文字列に結合されます。 値ブロックでビット文字列を指定する建設的な方法を使用する場合、ビット文字列のみをエンコードする必要があり、最後を除くすべてのビット部分文字列では、未使用ビットの値を持つオクテットはゼロでなければなりません。



ビット文字列の建設的なコーディングの例を次に示します。 初期ビット文字列に値0B 0B 0Fが含まれ、未使用ビット数が4であるとします。次に、この文字列を3つのネストされたビット部分文字列に分割し、建設的な形式で初期ビット文字列をエンコードする次のオクテットシーケンスを取得します。



23 0C

03 02 00 0B

03 02 00 0B

03 02 04 0F



ここで、最初の2つのオクテットは、ビット文字列をエンコードする建設的な形式の識別オクテットと、建設的な形式の値の全長を示しています（12）。 次に、値0Bのビット文字列のエンコードが指定されます（未使用ビットの数はゼロです！）。 次に、値0Bのビット文字列が再びエンコードされます（ここでも、未使用ビットの数はゼロに等しくなければなりません）。 最後にエンコードされたビット文字列は0Fで、未使用ビットの数は4に設定されます。したがって、連続してエンコードされたビット部分文字列を接続すると、最初にエンコードされたビット文字列01 01 0が取得されます（最後の4ビットは使用されないため、F = 1111は最終値から切り捨てられます） 。



OCTET STRING型は、単純なバイトシーケンス（オクテット）を格納するためのものです。 つまり、このタイプの任意のものをエンコードできます！ つまり、オペレーティングシステムファイルのコンテンツでさえ、このタイプでエンコードできます。 OCTET STRING型に「長さを明示的に指定しない」（ASN.1のコーディングの基本に関する章を参照）を使用する場合は、エンコードストリームの2つのゼロオクテット（00 00）の出現を個別に監視し、追加のネストされたサブストリングを作成する必要がありますオクテット入力ストリームでゼロオクテットを分離します。

第8章プレフィックスタイプのエンコード

多くの場合、次から次へとエンコードされる同じタイプの要素を区別する必要があります（たとえば、ネストされた要素の順序が任意であるSETをエンコードする場合）。 このため、新しい特定のタグを使用したブロック内の要素の追加コーディングが使用されます。 たとえば、REALタイプにはUNIVERSALタグクラス（00 ₂ ）とタグ番号9があります。2つの連続したREAL値を論理的に区別するために、追加の「ラッピング」値エンコードが使用されます。 これを行うには、UNIVERSAL（00 ₂ ）クラス以外のタグクラスを使用します。 つまり、UNIVERSAL（00 ₂ ）とは異なる独特のタグ番号とタグクラスを持つ新しいタイプを導入し、この新しいタイプの値として、エンコードされたREALタイプの標準ブロック全体がエンコードされます（新しいタイプは別のタイプのエンコードされた値をすべて「カプセル化」し、識別オクテットブロックおよび長さブロックとともに）。



たとえば、値0.15625のREALタイプのエンコード値を「ラップ」します（バイナリ形式でエンコードされ、ベースは2です。REALエンコードの章を参照）。 この値は、5つのオクテット09 03 80 FB 05で完全にエンコードされます。外部の「ラッパー」には、PRIVATEタグクラス（11 ₂ ）を使用し、タグ番号は2に設定されます。屋内ユニットの値はプリミティブタイプではなく、コード化された標準値ですREALタイプの場合、外部の「ラッパー」は建設的なコーディング形式になります。 したがって、REALタイプと「ラッパー」は、オクテットE2 05 09 03 80 FB 05を使用して完全にエンコードされます。



エンコード済み情報の受信者と送信者の間に事前に合意された既知のASN.1メッセージスキームが存在する場合、「ラッピングエンコーディング」を使用するとき、内部「ラップ」値の情報オクテットの値を省略できます。 この場合、プリミティブタイプは既に「ラッパー」の値として使用され、エンコードされた値はC2 03 80 FB 05として記述できます（ここで、C2はPRIVATEタグクラスの使用の表示+プリミティブエンコード形式の適用+タグ番号は2、03は長さです値ブロック;残りのオクテットは、標準REALエンコーディングの値ブロックから直接取得された値ブロックです）。 したがって、事前に合意されたASN.1スキームを使用すると、タグクラスとタグクラス番号の両方の選択された値を使用して、共通のASN.1メッセージの選択された場所で選択されたタイプをエンコードできます（アクションの完全な自由！）。



結論として、「接頭辞タイプ」を示す表記法についていくつか語ります。 いくつかの例を見てみましょう。



タイプ1 :: = [0]ブール



これは、タグクラスが「コンテキスト固有」（10） ₂であり、タグ番号が0であり、建設的なエンコード形式を持つType1について説明しています。 Type1の値ブロックでは、標準のBOOLEAN型の完全にエンコードされた値が送信されます。



Type2 :: = [PRIVATE 2]暗黙のブール値



ここでは、Type2タイプについて説明します。これには、タグクラス「Private」（11） ₂ 、タグ番号2、およびプリミティブエンコーディング形式が含まれます。 つまり、Type2の値ブロックでは、標準的にエンコードされたBOOLEAN型の対応する値ブロックのみが送信されます（識別ブロックと長さブロックはType2から取得されます）。



つまり、ASN.1のデフォルトでは、「コンテキスト固有」（10） ₂がタグクラスとして使用され、建設的なコーディング形式も使用されます。 つまり、最初の例は同等の形式で記述できます（ただし、ASN.1タイプを記述するファイルにそのようなレコードを直接含めることはできません）。



タイプ1 :: = [コンテキスト0]明示的なブール値



ちなみに、正式には標準型に完全に相当するもの、たとえばBOOLEANは、次のように記述できます。



BOOLEAN_Eq :: = [ユニバーサル1]暗黙のブール



IMPLICIT表記法が、SEQUENCE型などの最初の構成型に適用されると、別の興味深い状況が発生します。 この場合、新しいタイプにも建設的な形式があり、新しいタイプの値ブロックは、エンコードされたタイプSEQUENCEの値ブロックから取得されます。 したがって、IMPLICIT表記の場合、次のルールを定義できます。

1. 新しいタイプの値ブロックは、常にエンコードされたタイプの値ブロックから取得されます。
2. 建設的またはプリミティブエンコーディングの使用は、エンコードされるタイプによって異なります。新しいタイプのエンコーディングのタイプは、エンコードされるタイプで使用されるエンコーディングのタイプと同等です。

たとえば、次の表記では、IMPLICITを使用しているにもかかわらず、PrimTypeタイプは建設的なタイプになります。



ConstType :: = [0] REAL

PrimType :: = [PRIVATE 2]暗黙的なConstType



結論として、CHONタイプでは、ASN.1コーディング規則に従って、EXPLICIT（構造的コーディング）表記法を常に適用する必要があると言います。

第9章SEQUENCEタイプのエンコード

SEQUENCEタイプは、さまざまなタイプのエンコードされた値の論理的なグループ化（結合）に使用されます。 実際、SEQUENCEという名前（翻訳では「シーケンス」）は、このタイプのスコープを示しています。 シーケンス内のタイプのシーケンスは事前定義されており、変更できません。

このタイプのコーディングは「構成的」です。つまり、エンコードされた値を持つブロックには、個々の値をエンコードする追加のサブブロックが含まれます。 より詳細な説明については、この記事の第1章の詳細な説明を参照してください。



タイプSEQUENCEのエンコードの例。 2つの数値をシーケンスでエンコードする必要があると仮定します。1つの整数（INTEGER）、-128、および1つの浮動小数点数（REAL）、0.15625（ベース2分解で表示）です。 関連する前の章から、整数はオクテットのシーケンス（02 01 80）としてエンコードされ、浮動小数点数はオクテットのシーケンス（09 03 80 FB 05）としてエンコードされていることがわかります。 次に、これら2つのエンコードされた数値を含むSEQUENCEタイプは、次のようにエンコードされます。



30 08 02 01 80 09 03 80 FB 05



ここで、最初のオクテットは識別オクテットであり、タイプSEQUENCEの値がエンコードされ、建設的なエンコード方式が使用されることを通知します。 2番目のオクテットには、タイプSEQUENCEの値がエンコードされるオクテットの数が格納されます。 次の3オクテットはエンコードされた整数値（-128）を表し、最後の5オクテットはエンコードされた浮動小数点値（0.15625）を表します。

第10章タイプSETのエンコード

SETタイプのエンコードは、実際にはSEQUENCEタイプのエンコードと完全に一致していますが、SETでエンコードされたタイプのシーケンスを変更できる点が異なります。 つまり、たとえば、SEQUENCE型に関する章から数値を取得した場合、実際には、SET型に対してそれらをエンコードするための2つの可能な（完全に同等の）オプションが得られます。



オプション1：31 08 02 01 80 09 03 80 FB 05

オプション2：30 08 09 03 80 FB 05 02 01 80



2番目のオプションは、エンコードされた整数をエンコードされた浮動小数点数の後に置くだけです。



SETタイプでは、同じタイプを持つ2つ（またはそれ以上）の値もエンコードできます。 デコードするとき、値は「プレフィックスタイプ」を使用して区別されます。 これらについては、第8章ですでに説明しています。

第11章ブール型のエンコード

BOOLEAN型は、TRUE（true）またはFALSE（false）の2つの値のみをエンコードできます。 値がFALSEの場合、値ブロックには00に等しいオクテットが1つだけあるはずです。値がTRUEの場合、値ブロックには値がゼロ以外のオクテットが1つだけあるはずです。 つまり、BOOLEAN型の次の2つのTRUEエンコードオプションは同等です。



オプション1：01 01 01

オプション2：01 01 FF

第12章NULLエンコーディング

NULL値は常に一定であり、常に2つの00 00オクテットでエンコードされます。最初のオクテットは情報オクテットであり、2番目のオクテットは常に長さがゼロの長さオクテットです。

Habrの結論

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