X.690

X.690 - это стандарт ITU-T, определяющий несколько форматов кодирования ASN.1 :

• Основные правила кодирования (BER)
• Канонические правила кодирования (CER)
• Особые правила кодирования (DER)

Основные правила кодирования были исходными правилами, изложенными в стандарте ASN.1 для кодирования абстрактной информации в конкретный поток данных. Правила, в совокупности называемые синтаксисом передачи на языке ASN.1, определяют точные последовательности октетов , которые используются для кодирования заданного элемента данных. Синтаксис определяет такие элементы, как: представления для основных типов данных, структура информации о длине и средства для определения сложных или составных типов на основе более примитивных типов. Синтаксис BER вместе с двумя подмножествами BER ( канонические правила кодирования и особые правила кодирования ) определены в стандарте ITU-T X.690, который является частью серии документов ASN.1.

Кодировка BER [ править ]

Формат для базовых правил кодирования определяет самоописывающий и саморазграничивающий формат для кодирования структур данных ASN.1. Каждый элемент данных кодируется как идентификатор типа, описание длины, фактические элементы данных и, при необходимости, маркер конца содержимого. Эти типы кодирования обычно называются кодированием типа длина-значение или TLV-кодированием. Этот формат позволяет получателю декодировать информацию ASN.1 из неполного потока, не требуя каких-либо предварительных знаний о размере, содержании или семантическом значении данных. ^[1]

Структура кодирования [ править ]

Кодирование данных обычно состоит из четырех компонентов, которые появляются в следующем порядке:

Октеты конца содержимого являются необязательными и используются только в том случае, если используется форма неопределенной длины. Октет содержимого также может быть опущен, если нет содержимого для кодирования, как в случае типа NULL.

Октеты идентификатора [ править ]

Типы [ править ]

Данные (особенно элементы последовательностей, наборов и вариантов выбора) могут быть помечены уникальным номером тега (показанным в ASN.1 в квадратных скобках []), чтобы отличать эти данные от других элементов. Такие теги могут быть неявными (где они кодируются как тег TLV значения вместо использования базового типа в качестве тега TLV) или явными (когда тег используется в построенном TLV, который охватывает TLV базового типа). Стиль тегов по умолчанию является явным, если неявный не установлен на уровне модуля ASN.1. Такие теги имеют класс по умолчанию, зависящий от контекста, но его можно переопределить, используя имя класса перед тегом.

Кодировка значения выбора такая же, как кодировка значения выбранного типа. Кодировка может быть примитивной или построенной, в зависимости от выбранного типа. Тег, используемый в октетах идентификатора, является тегом выбранного типа, как указано в определении выбранного типа ASN.1.

Следующие теги являются родными для ASN.1:

Список назначений тегов универсального класса можно найти в Рек. МСЭ-T X.680, пункт 8, таблица 1. ^[2]

Кодировка [ править ]

Октеты идентификатора кодируют тип элемента как тег ASN.1, состоящий из класса и числа, а также того, представляют ли октеты содержимого сконструированное или примитивное значение. Обратите внимание, что некоторые типы могут иметь значения либо с примитивными, либо с построенными кодировками. Он кодируется как 1 или несколько октетов.

В начальном октете бит 6 кодирует, является ли тип примитивным или составным, биты 7–8 кодируют класс типа, а биты 1–5 кодируют номер тега. Возможны следующие значения:

Полная форма [ править ]

Если номер тега слишком велик для 5-битного поля тега, его необходимо закодировать в следующих октетах.

Начальный октет кодирует класс и примитив / построенный, как и раньше, а биты 1–5 равны 1. Номер тега кодируется в следующих октетах, где бит 8 каждого равен 1, если октетов больше, а биты 1–7 кодируют номер тега. Комбинированные биты номера тега с прямым порядком байтов кодируют номер тега. Должно быть закодировано наименьшее количество следующих октетов; то есть биты 1–7 не должны быть 0 в первом последующем октете.

Октеты длины [ править ]

Есть две формы октетов длины: определенная форма и неопределенная форма.

Определенная форма [ править ]

Он кодирует количество октетов содержимого и всегда используется, если тип является примитивным или сконструированным и данные доступны немедленно. Есть краткая форма и полная форма, которые могут кодировать различные диапазоны длин. Числовые данные кодируются как целые числа без знака, причем младший бит всегда идет первым (справа).

Короткая форма состоит из одного октета , в котором бит 8 равен 0, а биты 1-7 кодирования длины (который может быть 0) в виде числа октетов.

Длинная форма состоит из 1 начального октета , затем 1 или более последующих октетов, содержащая длину. В начальном октете бит 8 равен 1, а биты 1–7 (исключая значения 0 и 127) кодируют количество следующих за ним октетов. ^[1] Следующие октеты кодируют с прямым порядком байтов длину (которая может быть равна 0) как количество октетов.

Неопределенная форма [ править ]

Это вообще не кодирует длину, но октеты содержимого заканчиваются октетами маркера. Это применимо к сконструированным типам и обычно используется, если контент не доступен сразу во время кодирования.

Он состоит из одного октета, в котором бит 8 равен 1, а биты 1–7 равны 0. Затем 2 октета конца содержимого должны завершать октеты содержимого.

Октеты содержания [ править ]

Октеты содержимого кодируют значение данных элемента. ^[1]

Обратите внимание, что октетов содержимого может не быть (следовательно, длина элемента равна 0), если необходимо отметить только существование объекта ASN.1 или его пустоту. Например, это случай значения NULL ASN.1.

Кодировка CER [ править ]

CER (Canonical Encoding Rules) - это ограниченный вариант BER для создания однозначного синтаксиса передачи для структур данных, описываемых ASN.1 . В то время как BER дает выбор относительно того, как значения данных могут быть закодированы, CER (вместе с DER ) выбирает только одну кодировку из тех, которые разрешены основными правилами кодирования, исключая остальные варианты. CER полезен, когда кодировки должны быть сохранены; например, при обмене ценными бумагами.

Кодировка DER [ править ]

DER (Distinguished Encoding Rules) - это ограниченный вариант BER для создания однозначного синтаксиса передачи для структур данных, описываемых ASN.1 . Как и CER , кодировки DER являются действительными кодировками BER. DER - это то же самое, что и BER, но все параметры отправителя, кроме одного, удалены.

DER - это подмножество BER, обеспечивающее только один способ кодирования значения ASN.1. DER предназначен для ситуаций, когда требуется уникальная кодировка, например, в криптографии , и гарантирует, что структура данных, которая должна быть подписана цифровой подписью, дает уникальное сериализованное представление. DER можно считать канонической формой BER. Например, в BER логическое значение true может быть закодировано как любое из 255 ненулевых байтовых значений, в то время как в DER есть один способ кодировать логическое значение true.

Наиболее важные ограничения кодирования DER:

1. Кодирование длины должно использовать определенную форму
   • Кроме того, необходимо использовать кодировку самой короткой длины.
2. Bitstring, octetstring и ограниченные символьные строки должны использовать примитивную кодировку.
3. Элементы набора кодируются в отсортированном порядке в зависимости от значения их тегов.

DER широко используется для цифровых сертификатов, таких как X.509 .

Сравнение BER, CER и DER [ править ]

Ключевое различие между форматом BER и форматами CER или DER заключается в гибкости, обеспечиваемой базовыми правилами кодирования. BER, как объяснено выше, является базовым набором правил кодирования, заданным ITU-T X.690 для передачи структур данных ASN.1. Это дает отправителям четкие правила кодирования структур данных, которые они хотят отправить, но также оставляет отправителям некоторые варианты кодирования. Как указано в стандарте X.690, «Альтернативные кодировки разрешены основными правилами кодирования в качестве опции отправителя. Получатели, заявляющие о соответствии основным правилам кодирования, должны поддерживать все альтернативы». ^[1]

Получатель должен быть готов принять все законные кодировки, чтобы законно заявить о соответствии BER. Напротив, и CER, и DER ограничивают доступные спецификации длины одним параметром. Таким образом, CER и DER являются ограниченными формами BER и служат для устранения неоднозначности стандарта BER.

CER и DER различаются набором ограничений, которые они накладывают на отправителя. Основное различие между CER и DER заключается в том, что DER использует форму окончательной длины, а CER использует форму неопределенной длины в некоторых точно определенных случаях. То есть DER всегда имеет информацию о начальной длине, в то время как CER использует октеты конца содержимого вместо предоставления длины закодированных данных. Из-за этого CER требует меньше метаданных для больших закодированных значений, а DER - для маленьких.

Чтобы облегчить выбор между правилами кодирования, документ стандартов X.690 предоставляет следующие рекомендации:

Выделенные правила кодирования более подходят, чем канонические правила кодирования, если закодированное значение достаточно мало, чтобы поместиться в доступной памяти, и есть необходимость быстро пропустить некоторые вложенные значения. Канонические правила кодирования более подходят, чем выделенные правила кодирования, если необходимо кодировать значения, которые настолько велики, что они не могут легко поместиться в доступную память, или если необходимо кодировать и передавать часть значения перед всем значением. доступен. Базовые правила кодирования более подходят, чем канонические или выделенные правила кодирования, если кодирование содержит установленное значение или набор значений и нет необходимости в ограничениях, которые налагают канонические и выделенные правила кодирования.

Критика кодирования BER [ править ]

Существует общее восприятие BER как «неэффективного» по сравнению с альтернативными правилами кодирования. Некоторые утверждали, что такое восприятие в первую очередь связано с плохой реализацией, а не обязательно с какой-либо врожденной ошибкой в ​​правилах кодирования. ^[3] Эти реализации полагаются на гибкость, которую обеспечивает BER для использования логики кодирования, которую легче реализовать, но которая приводит к большему потоку кодированных данных, чем необходимо. Независимо от того, является ли эта неэффективность реальностью или восприятием, она привела к ряду альтернативных схем кодирования, таких как правила упакованного кодирования , которые пытаются улучшить производительность и размер BER.

Также разрабатываются другие альтернативные правила форматирования, которые по-прежнему обеспечивают гибкость BER, но используют альтернативные схемы кодирования. Наиболее популярными из них являются альтернативы на основе XML, такие как правила кодирования XML и ASN.1 SOAP . ^[4] Кроме того, существует стандартное отображение для преобразования схемы XML в схему ASN.1, которая затем может быть закодирована с использованием BER. ^[5]

Использование [ править ]

Несмотря на кажущиеся проблемы, BER является популярным форматом для передачи данных, особенно в системах с различными собственными кодировками данных.

• Протоколы SNMP и LDAP определяют ASN.1 с BER в качестве требуемой схемы кодирования.
• Стандарт EMV для кредитных и дебетовых карт использует BER для кодирования данных на карту.
• Стандарт цифровой подписи PKCS # 7 также определяет ASN.1 с BER для кодирования зашифрованных сообщений и их цифровой подписи или цифрового конверта .
• Многие телекоммуникационные системы, такие как ISDN , бесплатная маршрутизация вызовов и большинство услуг сотовой связи, в некоторой степени используют ASN.1 с BER для передачи управляющих сообщений по сети.
• Файлы GSM TAP (процедуры переноса учетных записей), NRTRDE (обмен данными в роуминге в режиме, близком к реальному времени) кодируются с использованием BER. [1]

Для сравнения: более определенное кодирование DER широко используется для передачи цифровых сертификатов, таких как X.509 .

См. Также [ править ]

• Kerberos
• Упакованные правила кодирования (PER, X.691)
• Уровень представления
• Формат обмена структурированными данными ( SDXF )
• Сериализация

Ссылки [ править ]

Эта статья основана на материалах, взятых из Free On-line Dictionary of Computing до 1 ноября 2008 г. и включенных в соответствии с условиями «перелицензирования» GFDL версии 1.3 или новее.

Внешние ссылки [ править ]

• RSA "Руководство для неспециалистов по подмножеству ASN.1, BER и DER"
• ITU-T X.690, ISO / IEC 8825-1
• ITU-T X.892, ISO / IEC 24824-2
• МСЭ-Т X.694, ИСО / МЭК ИСО / МЭК 8825-5
• PKCS # 7
• jASN1 Библиотека кодирования BER / DER Java ASN.1 с открытым исходным кодом от beanit
• PHPASN1 Библиотека кодирования / декодирования PHP ASN.1 BER на github, под лицензией GPL
• ASN1js JavaScript Библиотека кодирования / декодирования ASN.1 BER на github, под лицензией GPL
• Руководство по стилю X.509 Питера Гутмана