4.4.13.2 Нотация ASN.1

Макросы OBJECT-TYPE

Объекты MIB создаются макросами ASN.1. Макрос OBJECT-TYPE имеет формат:

data type value name OBJECT-TYPE

SYNTAX data type identifier

UNITS

ACCESS

STATUS

DESCRIPTION

REFERENCE

INDEX

DEFVAL

::= {data value}

• SYNTAX - определяет тип данных (простой, структурированный и т.д)
ACCESS - задает уровень доступа к объекту (read only, read & write)
• STATUS - определяет статус описания объекта (текущий, устаревший и пр.)
• DESCRIPTION - опсывает роль или функцию управляемого объекта и способы его применения
• REFERENCE - опционное описание, характеризующее наследование объекта (указывает на родительский объект)
• INDEX - работает в случае, когда объект содержит список или таблицу и позволяет указать позицию в списке или таблице
• DEFVAL - опционная характеристика, указывающая значение объекта по умолчанию

Используемая в документах нотация легко читаема и понимаема, а в компактном кодовом представлении информация может использоваться коммуникационными протоколами. Неотъемлемой частью ASN.1 являются базовые правила кодирования BER (Basic Encoding Rules), которые позволяют определить большое разнообразие типов данных. BER описывает то, как представить или закодировать любую величину в рамках стандарта ASN.1. Все величины здесь представляются в виде последовательности 8-битных октетов. Восьмой бит октета всегда считается самым старшим. BER позволяет закодировать величину более чем одним способом. Имеется также поднабор правил кодирования DER (Distinguished Encoding Rules, описаны в документе Х.509), которые определяют однозначные способы кодирования величин ASN.1.

Базовые правила обозначений метасинтаксиса ASN.1

Ниже приведены базовые правила обозначений метасинтаксиса ASN.1.

ASN.1 имеет четыре разновидности типов: простые типы, не имеющие компонент, структурные типы, имеющие компоненты, помеченные (tagged) типы, которые получаются из других типов, а также прочие типы, которые включают в себя типы CHOICE и ANY. Типам и значениям могут присваиваться имена с помощью оператора (::=). Эти имена в дальнейшем могут использоваться для определения других типов и величин.

Все типы ASN.1 кроме CHOICE и ANY имеют метки, которые состоят из класса и неотрицательного кода метки. Типы ASN.1 тождественны, если их числовые метки совпадают. Существует четыре класса меток.

Ниже приведена таблица 4.4.13.2.1 типов и их меток универсального класса.

Типы и их метки

Таблица 4.4.13.2.1. Типы и их метки

ASN.1 типы и значения выражаются в нотации, близкой к используемой в языках программирования. Множественные пробелы и разрывы строк рассматриваются как один пробел. Комментарии выделяются парами дефисов или парой дефисов и переводом строки. Идентификаторы (имена значений и полей) и имена типов состоят из букв, цифр и пробелов. Идентификаторы начинаются со строчной буквы, а имена типов - с прописной.

В SMI (Structure of Management Information) не используется полный набор типов объектов, предусмотренный в ASN.1, разрешены только следующие типы примитивов: INTEGER, OCTET STRING, OBJECT IDENTIFIER и NULL.

Стандарт ASN.1 определяет форму представления информации и имен. Для строчных типов может быть введено ограничение на максимальный размер. В ASN.1 определено четыре структурированных типов:

Структурированные типы строк

Структурированные типы могут иметь опционные компоненты, в том числе со значениями по умолчанию.

Существуют типы помеченные явно и неявно. Неявно помеченные типы получаются из других типов путем изменения метки. Для неявной пометки используется ключевое слово IMPLICIT. Явно помеченные типы получаются из других типов путем добавления внешней метки. Помеченный явно тип - это структурированный тип, состоящий из одного компонента основного типа. Для явной пометки используется ключевое слово EXPLICIT. Пометка (тэгирование) весьма удобна для различия типов в пределах одного приложения.

Тип CHOICE обозначает объединение одного или более альтернатив. Тип ANY служит для обозначения произвольной величины для произвольного типа.

Правила BER

Правила BER определяют один или более способов представить любую величину в виде строки октетов. Существует три метода кодирования величин (в рамках BER): примитивный с известной длиной; конструктивный при известной длине и конструктивный при неизвестной длине. Выбор метода зависит от типа величины и от того, известна ли длина преобразуемой величины. Для простых не строчных типов используется примитивный метод кодирования. В каждом методе BER-кодирование имеет три или четыре части:

Примитивный метод кодирования с заданной длиной

Этот метод применим для простых типов и типов полученных из простых типов путем неявной пометки. Здесь необходимо, чтобы длина величины была известна заранее. Октеты идентификатора имеют два формата: для числовых меток от 0 до 31, и для числовых меток более 31. В первом случае биты 7 и 8 определяют класс (см. таблицу 4.4.13.2.2), бит 6 равен нулю, указывая на то, что метод кодирования primitive. Остальные биты используются для записи кода числовой метки. Во втором случае используется два или более октетов. В первом октете кодировка аналогична первому варианту за исключением того, что биты 1-5 содержат единицы.

Коды классов

Таблица 4.4.13.2.2. Коды классов

Для октетов длины примитивного метода имеется два формата: короткий (один октет для длин 0-127) и длинный (2-127 октетов). Для короткой формы 8-ой бит октета всегда равен нулю. Для длинной формы восьмой бит первого октета всегда равен 1, биты 1-7 содержат код числа дополнительных октетов длины. Старшая цифра записывается первой.

Конструктивный метод с заданной длиной

Этот метод используется для простых строчных и структурированных типов, типов, производных от простых строчных типов, и некоторых других. Здесь октеты идентификатора и октеты длины имеют формат, идентичный используемому примитивным методом, за исключением того, что бит 6 первого октета идентификатора равен 1.

Конструктивный метод кодирования с незаданной длиной

Метод используется для простых строчных типов, структурированных типов и типов, полученных из простых и структурированных типов с помощью неявной пометки. Октеты идентификатора идентичны предшествующему. Октет длины содержит код 80. Два октета конца содержательной части содержат 00 00.

Нотация типов, помеченных неявно, имеет вид:

[[class] number] IMPLICIT Type

class = UNIVERSAL | APPLICATION | PRIVITE

где Type - тип, class - опционное имя класса и number - цифровая метка (неотрицательное целое число).

Если имя класса отсутствует, тогда метка является контекстно-ориентированной. Такие метки могут появляться только в структурных компонентах или в типе CHOICE. Например:

PrivateKeyInfo ::= SEQUENCE {
version Version,
privateKeyAlgorithm PrivateKeyAlgorithmIdentifier,
privateKey PrivateKey,
attributes [0] IMPLICIT Attributes OPTIONAL }

Здесь исходным (порождающим) типом является Attributes, класс отсутствует (т.е. контекстно-ориентированный), а числовая метка равна нулю. Кодирование компоненты attributes величины PrivateKeyInfo осуществляется следующим образом.

Октеты идентификатора равны 80, если значение порождающей величины Attributes имеет конструктивное BER-кодирование. Октеты длины и содержимого строго соответствуют октетам порождающей величины Attributes.

Непосредственная (явная) пометка используется для опционных компонент SEQUENCE c порождающим типом ANY и для компонент version типа Certificate (X.509 и RFC-1114). Нотация типов, помеченных явно, имеет формат.

[ [class] number] EXPLICIT Type

class = UNIVERSAL | APPLICATION | PRIVATE

где Type - тип, class - опционное имя класса, а number - числовая метка в пределах класса (неотрицательное целое число). Пример:

ContentInfo ::= SEQUENCE {
ContebtType ContentType,
Content [0] EXPLICIT ANY DEFINED BY contentType OPTIONAL }

Тип ContentInfo имеет опционную компоненту content с явной контекстно-ориентированной меткой. Здесь порождающим типом является ANY DEFINED BY contentType, класс отсутствует, а числовая метка в пределах класса равна 0.

Другим примером может являться тип Certificate [X.509], имеющий компоненту с явной контекстно-ориентированной меткой (ключевое слово EXPLICIT опущено).

Certificate ::= …
Version [0] Version DEFAULT v1988,
…

BER-кодирование величин, помеченных явно, является всегда конструктивным. Октеты содержимого идентичны соответствующим октетам порождающей величины. Например, BER-кодирование компоненты content величины ContentInfo имеет следующий вид.

Октеты идентификатора равны нулю, Октеты длины представляют длину BER-кодирования порождающей величины ANY DEFINED BY contentType.

Тип ANY

Тип ANY обозначает произвольную величину произвольного типа, где произвольный тип возможно определен при регистрации идентификатора объекта или является целочисленным индексом. Нотация типа ANY имеет формат:

ANY [DEINED BY identifier]

где identifier - опционный идентификатор. Форма ANY DEINED BY identifier может появиться только в компоненте типа SEQUNCE или SET, для которой identifier определяет какую-то другую компоненту и эта компонента имеет тип INTEGER или OBJECT IDENTIFIER. В этой форме истинный тип задается величиной этой другой компоненты. Например, тип AlgorithmIdentifier [X.509] имеет компоненту типа ANY:

AlgorithmIdentifier ::= SEQUENCE {
algorithm OBJECT IDENTIFIER,
parameter ANY DEFINED BY algorithm OPTIONAL }

Здесь истинный тип компоненты parameter зависит от величины компоненты algorithm. Истинный тип будет определен при регистрации объекта величины идентификатора длякомпоненты algorithm.

Битовые строки

Тип BIT STRING обозначает произвольные битовые последовательности произвольной длины (включая ноль). Тип BIT STRING используется для цифровых сигнатур типа ExtendedCertificate или Certificate [X.509]. Нотация BIT STRING имеет формат.

BIT STRING

Например, тип SubjectPublicKeyInfo имеет компоненту типа BIT STRING:

SubjectPublicKeyInfo ::= SEQUENCE {
Algorithm AlgorithmIdentifier,
PublicKey BIT STRING }

BER-кодирование величины BIT STRING может быть примитивным или конструктивным. При примитивном кодировании первый октет содержимого несет в себе длину битовой строки в октетах. В последующих октетах записывается сама битовая последовательность. Процедура кодирования может включать в себя дополнение битовой строки до целого числа октетов нулями (если это необходимо). Строка делится на октеты.

При конструктивном кодировании октеты содержимого представляют собой соединение последовательности субстрок, только последняя из которых содержит код длины, выраженный в октетах. Например, при BER-кодировании значения BIT STRING “0111 1101 1001 1111 11” может быть представлена в одном из следующих видов, в зависимости от выбора схемы дополнения до целого числа октетов, от формата октетов длины и от метода кодирования примитивный/конструктивный).

Первый октет первых трех представлений содержат код типа (для BIT STRING = 03). Второй октет в первых двух представлениях - код октетов длины (ведь далее следует 4 октета). Третий октет первой и второй строк содержит число добавленных нулей до числа бит, кратного восьми. Во втором байте третей строки записана 8, что указывает на длинную форму представления октетов длины. Последующая 1 говорит о том, что использован один дополнительный октет длины. Код длины в четвертом примере записан также во втором октете (далее следует 9 октетов). В этом варианте битовая строка разбита на две субстроки, первая из которых имеет длину в два октета. DER-кодирование предполагает всегда примитивный метод представления с дополнением строки нулями до длины, кратной целому числу октетов.

Тип CHOICE

Этот тип служит для объединения одной или более альтернатив. Нотация типа CHOICE имеет формат.

CHOICE {
[identifier₁] Type₁,
…,
[identifier_n] Type_n }

где identifier_1, …, identifier_n являются опционными идентификаторами альтернатив, а типы Type₁, …, Type_n - альтернативы. Идентификаторы нужны для документирования и не играют какой-либо роли при кодировании. Типы должны иметь определенные метки. Рассмотрим пример типа ExtendedCertificateOrCertificate, который относится к типу CHOICE.

ExtendedCertificateOrCertificate ::= CHOICE {
certificate Certificate, -- X.509 certificate
extendedCertificate [0] IMPLICIT ExtendedCertificate }

Здесь идентификаторами для альтернатив являются certificate и extendedCertificate, а сами альтернативы представлены типами Certificate и [0] IMPLICIT ExtendedCertificate. BER-кодирование для типа CHOICE сводится к кодированию альтернатив. При этом октеты идентификатора для рассмотренного примера содержат код 30, если выбранная альтернатива certificate, и A0 - в случае ExtendedCertificate.

Строки IA5

Тип IA5String представляет любые последовательности IA5-символов (международный алфавит 5 - эквивалентно ASCII). Длина строки может быть любой, включая нуль. Этот тип используется для адресов электронной почты и неструктурированных имен. Нотация типа IA5String имеет простой формат.

IA5String

BER-кодирование величины IA5String может быть примитивным или структурированным. При примитивном кодировании октеты содержимого представляют собой символы IA5 в ASCII-кодов. При конструктивном кодировании октеты содержимого представляют собой соединение ряда IA5-субстрок. Рассмотрим примеры представления значения IA5-строки “test1@rsa.com”.

DER-кодирование

DER-кодирование является всегда примитивным, октеты содержимого идентичны случаю BER-кодирования.

Целое

Тип INTEGER представляет любые целые числа (положительные, отрицательные или 0). Тип INTEGER используется для номеров версий, криптографических параметров (показателей, модулей) и типов RSAPublicKey, RSAPrivatKey, DHParameter PBEParameter. Нотация типа INTEGER имеет формат:

INTEGER [{identifier₁(value₁) … identifier_n(value_n) }]

где identifier₁ … identifier_n являются опционными идентификаторами, а value₁… value_n опционные целые значения. Например, Version RFC-1114 относится к целому типу со значением:

Version ::= INTEGER { 1988(0) }

Идентификатору v1988 поставлено в соответствие значение 0. Тип Certificate RFC-1114 использует идентификатор v1988для присвоения значения по умолчанию компоненту version:

Certificate
version Version DEFAULT v1988,
…

BER-кодирование значения INTEGER является всегда примитивным. Октеты содержимого представляют значение целого по модулю 256 в форме дополнения по модулю 2. Старшая цифра является первой. Значение нуль кодируется одним октетом 00. Примеры BER-кодирования (совпадающего в данном случае с DER-кодированием) представлены в таблице 4.4.13.2.3.

Таблица 4.4.13.2.3. Примеры BER-кодирования

NULL

Тип NULL обозначает нулевую величину и предназначен для использования в качестве параметра алгоритмов. Нотация для типа NULL имеет формат:

NULL

Кодирование для типа NULL является всегда примитивным, октеты содержимого пусты. Например, BER-представление значения NULL может иметь одну из приведенных ниже форм (зависит от используемого представления октетов длины).

05 00
05 81 00

DER-кодирование типа NULL является также примитивным и совпадает с первой строкой приведенного выше примера.

Объектные идентификаторы

Тип OBJECT IDENTIFIER служит для обозначения дентификаторов, которые представляют собой последовательность целочисленных компонент, которые идентифицируют такие объекты, как алгоритм или атрибут имени каталога. Значение OBJECT IDENTIFIER может содержать любое число неотрицательных компонент. Этот тип не относится в числу строчных. Значения OBJECT IDENTIFIER присваиваются при регистрации.

Тип OBJECT IDENTIFIER используется для идентификации содержимого ContentInfo, алгоритмов в X.509 (AlgorithmIdentifier) и атрибутов Attribute и AttributeValueAssertion (X.501). Нотация OBJECT IDENTIFIER имеет формат.

OBJECT IDENTIFIER

Нотация величины OBJECT IDENTIFIER имеет вид:

{ [identifier] component₁… component_n}
component_i = identifier_i | identifier_i (value_i) | value_i

где identifier, identifier₁, … identifier_n являются идентификаторами, а value₁ …, value_n - опционные целые числа. Идентификаторы без целых значений могут встретиться только для объектов, описанных в Х.208.

Например, нижеприведенные величины объектных идентификаторов присвоены RSA DATA Security, Inc.

{ iso(1) member-body(2) 840 113549 }
{ 1 2 840 113549 }

В таблице 4.4.13.2.4 представлены некоторые объектные идентификаторы и их значения.

Таблица 4.4.13.2.4. Некоторые объектные идентификаторы и их значения

BER-кодирование OBJECT IDENTIFIER является всегда примитивным. Октеты содержимого представляют собой объединение n-1 строки октетов, где n число компонент объектного идентификатора. Каждая октетная строка несет в себе целое число по модулю 128 (старшая часть первая). 8-ой бит каждого октета, кроме последнего, равен 1. Пусть value₁, …, value_n целые значения компонентов объектного идентификатора. Тогда n-1 субидентификаторов, из которых формируется октетная строка, будут иметь следующий вид.

1. Первый субидентификатор равен 40value₁ + value₂. (значение value₁ лежит в пределах 0-2 включительно, а value₂ в интервале 0-39, когда value₁ равна 0 или 1.
2. i-ый субидентификатор равен value_i+1 ; 2 Ј iЈ n-1.

Например, субидентификаторы объектного идентификатора RSA Data Security, Inc. равны 42 = 40ґ 1 + 2, 840, 113549 и 1. В шестнадцатеричном представлении BER-код этого объектного идентификатора имеет вид:

06 07 2A 86 48 86 F7 0D 01

DER-кодирование в данном случае совпадает с BER.

Строки октетов

Тип OCTET STRING служит для представления произвольных последовательностей октетов. Значение OCTET STRING может иметь любую длину, включая нуль. OCTET STRING используется для представления сообщений, включая зашифрованные, а также для типа PBEParameter. Нотация типа OCTET STRING имеет формат.

OCTET STRING [SIZE ({size | size₁..size₂})]

где size, size₁ и size₂ опционные ограничения размера. В форме OCTET STRING SIZE(size) строка октетов должна иметь октеты size. В формате OCTET STRING SIZE(size₁ .. size₂) строка должна содержать число октетов между size₁ и size₂. Например, тип PBEParameter имеет компоненту типа OCTET STRING:

PBEParameter ::= SEQUENCE {
salt OCTET STRING SIZE (8),
iterationCount INTEGER }

Здесь размер компоненты salt всегда равен 8 октетам. BER-кодирование типа OCTET STRING может быть примитивным или конструктивным. При примитивном кодировании октеты содержимого несут в себе октеты строки с первого по последний. При конструктивном кодировании содержимое октетов представляет собой последовательное объединение субстрок значения OCTET STRING. Например, BER-код значения OCTET STRING 01 23 45 67 89 AB CD EF может иметь один из следующих видов, в зависимости от формата октетов длины и вида кодирования (примитивное/конструктивное).

Строки печатных символов

Тип PrintableString предназначен для описания произвольных последовательностей печатных символов из набора:

A, B,…,Z
a,b,…,z
0,1,…,9
(пробел) ‘ () +, - . / : = ?

Этот тип используется для представления атрибутов имен (Х.520). Нотация типа PrintableString имеет вид:

PrintableString

BER-кодирование значения PrintableString может быть примитивным или конструктивным. При примитивном кодировании печатных символов байты содержимого несут в себе строки октетов печатных ASCII-кодов. При конструктивном кодировании содержимое октетов представляет собой последовательное объединение субстрок. Например, BER-код значения PrintableString “Test User 1” может быть представлено одним из ниже приведенных способов.

Тип SEQUENCE

Тип SEQUENCE обозначает упорядоченную последовательность одного или более типов. Нотация типа SEQUENCE имеет вид:

SEQUENCE {
[identifier₁] Type₁ [{OPTIONAL | DEFAULT value₁}],
…,
[identifier_n] Type_n [{OPTIONAL | DEFAULT value_n}],

где identifier₁ , …, identifier_n являются опционными идентификаторами компонентов, Type₁ , …, Type_n - типы компонентов, а value₁ ,…, value_n опционные значения компонентов по умолчанию. Квалификатор OPTIONAL указывает на то, что значения компонентов являются опционными. Квалификатор DEFAULT говорит о том, что величина компонента является опционной и ей присваивается определенное значение, если компонент отсутствует. Например, тип Validity [X.509] относится к типу SEQUENCE и имеет два компонента.

Validity ::= SEQUENCE {
start UTCTime,
end UTCTime }

Здесь start и end являются идентификаторами компонент, а типом компонент служит UTCTime. BER-кодирование значения SEQUENCE является всегда конструктивным. Октеты содержимого представляют последовательное объединение BER-кодов значений компонентов последовательности.

Тип SEQUENCE OF

Тип SEQUENCE OF обозначает упорядоченную последовательность из нуля или более компонентов данного типа, используется для имен в X.501. Нотация SEQUENCE OF имеет вид:

SEQUENCE OF Type

Так например, тип RNDSequence состоит из нуля или более компонент типа RelativeDistinguishedName.

RNDSequence ::= SEQUENCE OF RelativeDistinguishedName

BER-кодирование SEQUENCE OF является всегда конструктивным. Октеты содержимого представляют собой объединение BER-кодов значений элементов последовательности в порядке их расположения. DER-кодирование имеет тот же формат.

Тип SET

Тип SET представляет собой неупорядоченное объединение из одного или более типов. Нотация типа SET имеет вид.

SET {
[identifier₁] Type₁ Type₁ [{OPTIONAL | DEFAULT value₁}],
…,
[identifier_n] Type_n [{OPTIONAL | DEFAULT value_n}],

где identifier₁ , …, identifier_n являются опционными идентификаторами компонентов, Type₁ , …, Type_n - типы компонентов, а value₁ ,…, value_n опционные значения компонентов по умолчанию. Квалификатор OPTIONAL указывает на то, что значения компонентов являются опционными. Квалификатор DEFAULT говорит о том, что величина компонента является опционной и ей присваивается определенное значение, если компонент отсутствует.

BER-кодирование для типа SET является всегда конструктивным. Октеты содержимого представляют последовательное объединение BER-кодов значений компонентов набора.

Тип SET OF

Тип SET OF представляет неупорядоченный набор, состоящий из нуля или более компонентов заданного типа и предназначенный для атрибутов PKCS (Public-Key Cryptography Standard) и имен X.501. Нотация типа SET OF имеет вид:

SET OF Type

где Type - тип. Так тип RelativeDistinguishedName состоит из нуля или более компонентов типа AttributeValueAssertion.

RelativeDistinguishedName ::= SET OF AttributeValueAssertion

BER-кодирование типа SET OF является всегда конструктивным. Октеты содержимого представляют собой объединение BER-кодов величин компонентов в порядке их исходного расположения. DER-кодирование также является всегда конструктивным, октеты содержимого представляются как и в случае BER-кодировки. Но компоненты лексикографически упорядочиваются.

Тип UTCTime

Тип UTCTime служит для обозначения универсального местного времени с привязкой по Гринвичу (GMT). Значение UTCTime характеризует местное время с точностью минут или секунд и временной сдвиг по отношению к GMT. Оно может иметь следующие формы:

YYMMDDhhmmZ
YYMMDDhhmm+hh`mm`
YYMMDDhhmm-hh`mm`
YYMMDDhhmmssZ
YYMMDDhhmmss+ hh`mm`
YYMMDDhhmmss- hh`mm`