C2-1.1.1 O Que é uma sintaxe abstrata?
Na arquitetura ISO-OSI, abaixo da camada de aplicação
está prevista a camada de apresentação. Para que serve
a camada de apresentação? Serve para adequar a representação
dos parâmetros de dados que são trocados, através da
camada de sessão, entre duas aplicações. Essa adequação
se faz necessária devido às diferenças entre ambientes
onde operam as aplicações comunicantes.
Os exemplos mais óbvios desta necessidade ocorre na transmissão
de cadeias (strings) de caracteres entre ambientes operando com distintos
conjuntos de caracteres, e valores reais e inteiros cuja representação
interna depende da arquitetura do hardware.
Esta adequação é suprida por um conjunto de algoritmos
compostos de regras de codificação, chamados sintaxes
de transferência (transfer sintaxes). Os serviços da camada
de apresentação funcionam negociando, quando duas aplicações
se comunicam, a sintaxe de transferência a ser aplicada, e aplicando-a
na transferência.
Para que esses serviços não precisem armazenar informação
sobre como negociar a sintaxe de transferência em cada situação
possível, uma linguagem comum para se denotar tipos de dados, uma
espécie de linguagem intermediária para codificação/decodificação,
compartilhada entre as aplicações comunicantes, se faz necessária,
para descrever as possíveis representações de dados
transferíveis entre elas.
Uma tal linguagem é dita uma sintaxe abstrata. A arquitetura
ISO-OSI propôs a primeira de tais linguagens, por isso chamada de
ASN-1 (Abstract Sintax Notation One), definida no padrão
ITU X-208-88 (de 1988), extendido em 1993
(X-209)
C2-1.1.2. Elementos da ASN-1
Dados são trasferidos entre duas aplicações através
de representações. A representação de um valor
(dado) só permite distinguir o dado representado conhecendo-se o
tipo ao qual pertence aquela representação. Formalmente,
um tipo de dado é um conjunto (finito ou não) de valores
(dados) distinguíveis.
A ASN.1 é a linguagem padronizada pela ITU e também pela
ISO-OSI (norma ISO8824) para denotar tipos de dados que podem ser inequivocamente
reconhecidos por aplicações comunicantes. A semântica
desses dados, entretanto, fica de fora da ASN-1, sendo abordada pela linguagem
BER (Basic Encoding Rules) e um por subconjunto desambiguado desta,
o DER (Distinguished Encoding Rules, norma ISO8825.)
A ASN.1 se parece com uma linguagem de programação, com
a particularidade de se restringir à declaração de
tipos e valores. Uma classificação elementar de tipos em
famílias na linguagem ASN.1 é dada por
Tipos em ASN.1
| Família |
Tipos / Construtores / Classes |
Descrição |
| Simple |
Tipos: BIT STRING, BOOLEAN, INTEGER,
NULL,
OBJECT IDENTIFIER, OCTET STRING, etc. (tipos string) |
Tipos
Primitivos |
| Structured |
Construtores: SEQUENCE, SEQUENCE OF,
SET, SET OF |
Tipos
Compostos |
| Tagged |
Classes: UNIVERSAL, APPLICATION, PRIVATE,
IMPLICIT, EXPLICIT, etc. (espec. contexto) |
Tipos
Rotulados |
| Other |
Construtores: CHOICE, ANY
(não rotuláveis implicitamente) |
Tipos
Complementares |
O vocabulário ASN.1 admite letras, algarismos e alguns símbolos
de pontuação (caracteres) para a formação de
ítens,
sendo que alguns ítens são palavras reservadas. Os carcteres
admissíveis em ASN.1 são:
caracteres ASN.1
A a Z
a a z
0 a 9
: = , { } < .
( ) [ ] - ' "
espaço em branco
|
Espaço em branco ou quebra de linha servem para separar ítens;
Palavras reservadas, na versão ASN.1 1988, são:
Palavras Reservadas na ASN.1
| ABSENT |
ANY |
APPLICATION |
BEGIN |
| BIT |
BOOLEAN |
BY |
CHOICE |
| COMPONENT |
COMPONENTS |
DEFAULT |
DEFINED |
| DEFINITIONS |
empty |
END |
ENUMERATED |
| EXPLICIT |
EXPORTS |
EXTERNAL |
FALSE |
| FROM |
IA5String |
identifier |
IDENTIFIER |
| GeneralizedTime |
GeneralStrinG |
GraphicString |
IMPLICIT |
| IMPORTS |
INCLUDES |
INTEGER |
ISO646String |
| MACRO |
MAX |
MIN |
MINUS-INFINITY |
| NOTATION |
NULL |
NumericString |
number |
| OBJECT |
ObjectDescriptor |
OCTET |
OF |
| OPTIONAL |
PLUS-INFINITY |
PRESENT |
PrintableString |
| PRIVATE |
REAL |
SEQUENCE |
SET |
| SIZE |
string |
STRING |
TAGS |
| TeletexString |
TRUE |
type |
TYPE |
| T61String |
value |
VALUE |
VideotexString |
| VisibleString |
UNIVERSAL |
UTCTime |
WITH |
A linguagem ASN.1 estabelece produções designadas pelo operador
"::=", destinadas a especificar declarações de tipos,
subtipos e valores. O separador de produções é uma
quebra de linha. Produções podem ser agrupadas em módulos
e "programadas" em macros. O item "--" inicia um comentário
que começa em seguida e termina ao final da linha onde ocorre.
.
C2-1.1.3 Declarações em ASN.1
a) Tipos:
Um tipo é declarado em uma produção formada por um
item identificador que comece com letra maiúscula e não
termine com hífen, seguido do item operador, seguido da sequência
de itens que o especificam, com formato e exemplos dados abaixo:
NomeDoTipo ::= tipo
Exemplo de declarações de tipo em ASN.1
TipoDígitos ::= PrintableString
("0" | "1" | "2" | "3" | "4" | "5"
| "6" | "7" | "8" | "9" | "-")
TipoAgência ::= SET
{
NomeAgência ::= PrintableString
(SIZE(10)),
NumeroDaAgência ::= INTEGER (0..9999)
}
Registro ::= SET
{
Nome
::= PrintableString (SIZE(30)),
CPF
::= TipoDígitos (SIZE(13)),
NumeroDaConta ::= TipoDígitos (SIZE(10)),
TipoDaConta ::= ENUMERATED {contacorrente(1),
poupança(2)},
Agência
::= TipoAgência,
Saldo
::= REAL
} |
b) Subtipos e tipos estruturados:
Um subtipo é formado numa declaração de tipo contendo
o seletor de valores "( parentesis
)" sucedendo um tipo-pai;
Um tipo estruturado é formado numa declação de
tipo contendo o seletor de valores "{ chaves
}" sucedendo um construtor.
A produção de um subtipo ou de um tipo estruturado é
formada por um item identificador (que, sendo identificador de um novo
tipo, começa com letra maiúscula e não termina
com hífen), seguido do item operador, seguido do tipo-pai a que
pertencem os valores do novo tipo ou do construtor, seguido do item seletor
de valores, com formato e exemplos dados abaixo:.
NomeDoSubtipo ::=
NomeDoTipoPai ( seleção
de valores )
NomeDoTipoEstruturado ::= NomeDoConstrutor { seleção
de valores }
Exemplo de declarações de subtipos em ASN.1
TipoDígitos ::= PrintableString
( "0" | "1"
| "2" | "3" | "4" | "5"
| "6" | "7" | "8" | "9" | "-" )
-- "|" significa alternativa
TipoAgência ::= SET
{
NomeAgência ::= PrintableString
(SIZE(10)),
NumeroDaAgência ::= INTEGER (0..9999)
}
-- ".." significa intervalo
FimDeSemanaLongo ::= DiasDaSemana
(INCLUDES FimDeSemana | segunda)
StringsVogais ::= PrintableString (FROM("a" |
"e" | "i" | "o"
| "u" | "A" | "E" | "I" | "O" | "U"))
FimDeSemana ::= DiasDaSemana (sabado
| domingo)
|
-
A função sintática da palavra chave SIZE
é óbvia;
-
INCLUDES seleciona todos os valores de um outro subtipo do mesmo
tipo-pai;.
-
FROM restringe o alfabeto para a formação de um
subtipo da classe "string";
A referência adiantada (forward reference) é permitida
(como acima, na declaração de FimDeSemanaLongo,
e como implícita acima, na ausência de IMPORTS, para
o tipo DiasDaSemana).
O tipo simples INTEGER é utilizado para representar
números inteiros, sendo que não existem valores limites para
este tipo, como em seus correspondentes nas linguagens C e Pascal.
c) Valores:
Um valor é declarado em uma produção formada por um
item identificador que começa com letra minúscula
e não termina com hífen, seguido do tipo a que pertence este
valor, seguido do item operador, seguido da sequência de itens que
o especificam, com formato e exemplos dados abaixo:.
nomeDoValor NomeDoTipo ::= valor
Exemplo de declaração de valor em ASN.1
cristina Registro ::=
{
"Cristina Resende",
"6666666-66",
"88888-8",
poupança,
{"Laranjeiras",0232},
{2918189707,2,0}
} |
A sintaxe de transferência deste valor em representação
DER seria (em hexadecimal).
Representação DER da declaração
de valor ASN.1 acima
11 4516
14 10 4372697374696E6120526573656E646516
14 0A 363636363636362D363616
14 08 38383838382D3816
0A 01 0216
11 1016
14 0B 4C6172616E6A656972617316
02 01 E816
09 06 8000ADF00A8B16 |
Numa declaração de tipo, pode-se também nomear
valores, incluindo-se um grupo de identificadores para cada um dos valores
nomeados, como no formato e exemplo abaixo:
{ nomeDoValor( valor ) }
Exemplo de nomeação de valores em declarações
de tipos em ASN.1
Inteiro ::= INTEGER
{
um(1),
dois(2),
três(3),
quatro(4),
cinco(5),
nove(9),
oito(8),
sete(7),
seis(6),
zero(0),
cem(100),
mil(1000)
} |
Nesse exemplo teríamos um novo tipo, Inteiro, que incluiria
todos os inteiros sendo alguns destes representados por identificadores.
Vale ressaltar que embora somente tenham sido criados identificadores para
alguns dos valores, este tipo ainda inclui todos os inteiros, não
formando portanto um subtipo.
A idéia da linguagem é que cada tipo receba uma denominação
que o distinga, de forma inequívoca, de todos os demais tipos. Para
isso cada tipo recebe um rótulo ("tag"). Um mesmo rótulo
pode ser atribuído
a mais de um tipo cuja particular identificação será
decidida pelo contexto em que o rótulo for usado. Doutra feita,
um tipo que receba rótulos distintos em instâncias distintas,
resultará em um novo tipo para cada rótulo.
.
C2-1.1.4 Rotulagem em ASN.1
O valor do rótulo é especificado indicando-se sua classe
e o número dentro da classe (que deve ser inteiro não
negativo), em notação decimal. As regras de codificação
sempre conduzem o rótulo do tipo, explícita ou implicitamente,
junto com alguma representação do valor do tipo. Existem
quatro classes de rótulos:
· UNIVERSAL: pode ser atribuído a um tipo simples
ou a um construtor (structured, other) conforme tabela.
· APPLICATION: rótulos atribuídos a tipos
para módulos específicos. Num dado módulo os rótulos
desta classe somente podem ser atribuídos a uma única
instância.
· PRIVATE: rótulos usados numa empresa especifica.
· ESPECIFICADO-POR-CONTEXTO: interpretado de acordo com o contexto
em que é usado (omite-se o nome de classe).
Rótulos da classe UNIVERSAL
UNIVERSAL 1 | tipo booleano
UNIVERSAL 2 | tipo inteiro
UNIVERSAL 3 | tipo string de bits
UNIVERSAL 4 | tipo string de octetos
UNIVERSAL 5 | tipo nulo
UNIVERSAL 6 | tipo identificador de
objeto
UNIVERSAL 7 | tipo descritor de objeto
UNIVERSAL 8 | tipo externo
UNIVERSAL 9-15 | reservados para adendos ao padrão
UNIVERSAL 16 | tipo SEQUENCE e SEQUENCE-OF
UNIVERSAL 17 | tipo SET e SET-OF
UNIVERSAL 18-22 | tipos string de conjuntos de caracteres
UNIVERSAL 25-27 | tipos string de conjuntos de caracteres
UNIVERSAL 23-24 | tipo hora
UNIVERSAL 28-...| reservados para adendos ao padrão |
Exemplos de rotulação de outras classes
Exemplo de rotulação
Registro pessoal::= [APPLICATION 0] IMPLICIT SET
{ Nome,
Cargo [0] ISO646 String,
NumeroEmpregado,
DataIngresso [1] Date,
NomeEsposa [2] Name,
Filhos [3] IMPLICIT SEQUENCE OF
InformaçãoFilho DEFAULT { }
}
Informaçãofilho::= SET
{ Nome,
DataNascimento [0] Date
}
Nome ::= [APPLICATION 1] IMPLICIT SEQUENCE
{ Nome ISO646 String,
Inicial ISO646 String,
Sobrenome ISO646 String,
NumeroEmpregado::= [APPLICATION 2] IMPLICIT INTEGER
Date ::= [APPLICATION 3] IMPLICIT ISO 646 String -- AAAAMMDD |
O valor ou conteudo de um registro deste tipo seria:
{ nome "Joao", inicial "P", sobrenome "Silva"}
As regras de codificação sempre forçam a transmissão
do rótulo de um tipo, implícita ou explicitamente, juntamente
com a representação do seu valor.
Os valores do tipo OBJECT IDENTIFIER correspondem aos nós
da árvore de identificação de objeto (OIT - Object
Identifier Tree). A notação é feita simplesmente usando-se
a palavra -chave OBJECT IDENTIFIER. como no exemplo
Atributos ::= OBJECT IDENTIFIER
númeroDeTelefone Atributos ::= {2 5 4 20}
.
O objeto deste exemplo foi projetado e normalizado pela ISO e pela CCITT
em conjunto e define os atributos do número de telefone. Um objeto
é identificado então pelos valores que aparecem entre as
chaves.
C2-1.2.1 - Conceito e Regras
A linguem BER consiste em um conjunto de algoritmos para se
representar, em uma ou mais formas inambíguas, qualquer valor ASN.1
através de uma sequência de octetos. Três métodos
são fornecidos para se codificar um valor (dado), onde o método
adequado depende do tipo e do comprimento do dado, se conhecido ou não
de antemão. Tipos simples, por exemplo, podem ser codificados com
qualquer dos três métodos
A codificação incluirá informações
derivadas dos parâmetros de rotulagem (tag) constantes da declaração
e do seu contexto de apresentação. Para que a decodificação
seja inambígua, a declaração do tipo ASN.1 deve fornecer
os parâmetros necessários para que as regras possam codificar
a rotulagem que não pode ser inferida durante a decodificação.
Esses parâmetros são
-
classe (UNIVERSAL, APPLICATION, PRIVATE)
-
modo de composição (IMPLICIT, EXPLICIT)
-
número de tagging ( [ ..] onde .. é
um inteiro não negativo)
Quando um rótulo de classe ([--classe-- ..]) ou um
rótulo específico de contexto ([..]) é
empregado, a codificação pode encapsular o número
do rótulo em um identificador de tipo em volta da sua base de codificação,
que é o dado codificado conforme o tipo sendo rotulado. Parâmetros
de rotulagem podem ser omitidos na declaração do tipo quando
o tipo do dado puder ser deduzido do contexto da apresentação
e/ou de opções "default" para rotulagem.
Doutra feita, o parâmetroIMPLICIT, declarado ou exercido
por deafult (o documento ITU X.208 que define a ASN.1 explica, no item
26.7 pag 34, as regras default para regulagem), indica que o encapsulamento
da base de codificação pelo identificador do rótulo
não se faz necessário.
Por exemplo, o parâmetro "número de tagging" [..],
também chamado rótulo específico de contexto, não
poderá ser omitido quando dois campos opcionais (declarados com
predicado OPTIONAL) numa estrutura SET são do
mesmo tipo, como mostrado no exemplo de rotulação em 1.1.4.
No exemplo de rotulação
em 1.1.4, podemos observar que se um campo numa estrutura SET
recebe rótulo da classe aplicação ([APPLICATION
..]), não precisa adicionalmente receber rótulo específico
de contexto ([..], que seria usado para distinguir um campo de
outro do mesmo tipo na estrutura).
C2-1.2.2 - Métodos de codificação
Os três métodos de codificação disponíveis
são
-
Primitiva, comprimento definido: Aplica-se a tipos simples, tipos
rotulados implicitamente e derivados de tipos simples, exceto strings.
Requer que o comprimento do valor seja conhecido de antemão.
-
Compexa, comprimento definido: Aplica-se a tipos string simples,
tipos estruturados, tipos rotulados implicitamente derivados de tipos string
simples ou estruturados, e tipos rotulados explicitamente. Requer que o
comprimento do valor seja conhecido de antemão.
-
Complexa, comprimento indefinido: Aplica-se aos mesmos casos que
o método acima, mas sem requerer que o comprimento do valor seja
conhecido de antemão.
Embora a codificação seja inambígua, uma vez escolhido
o método, há situações onde mais de um método
pode ser usado. Quando a apresentação requer não apenas
codificação inambígua, mas codificação
única (por exemplo, para assinatura digital), a linguagem BER se
torna inadequada.
C2-1.2.3 - Elementos de codificação
Os métodos de codificação para comprimento definido
produzem uma sequência de três cadeias de octetos, representando
o identificador de tipo, o comprimento do conteúdo
e o conteúdo do dado codificado.
No método para comprimento indefinido, uma quarta cadeia é
acrescida à sequência, sinalizando o fim do conteúdo
codificado: a cadeia de dois octetos de zeros, 00 0016
a) Identificador de tipo
O formato da sequência de octetos que representa o identificador
do tipo tem a seguinte sintaxe:
Primeiro octeto na representação do identificador
de tipo
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
Bit |
|
classe
|
método de
codificação
|
número do rótulo
|
Uso |
00:universal
01
application
10:context-specific
11:private |
0:primitiva
1:complexa |
Se número do rótulo > 30, todos
os bits deste campo são ligados e o bit 7 dos octetos subsequentes
sinaliza a cadeia codificadora do número do rótulo:
0:octeto
final da cadeia; 1:octeto
com sucessor na cadeia |
Valores |
Embora a codificação seja inambígua, uma vez escolhido
o método, há situações onde mais de um método
pode ser usado. Quando a apresentação requer não apenas
codificação inambígua, mas codificação
única (por exemplo, para assinatura digital), a linguagem BER se
torna inadequada.
b) Comprimento do conteúdo
O formato da sequência de octetos que representa o comprimento
do conteúdo tem a seguinte sintaxe:
Primeiro octeto na representação do comprimento
do conteúdo
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
Bit |
|
sinalizador
|
comprimento em octetos
do conteúdo codificado
|
Uso |
0:compr.
menor que
128
1:compr.
maior que
127 ou não conhecido |
Se comprimento do conteúdo <
128, este comprimento será aqui codificado.
Caso contrário, haverá duas formas de se representar
este comprimento:
a) Aqui
se codifica o comprimento da cadeia que representa o comprimento do conteúdo
conhecido de antemão.
b)
Este octeto recebe valor '10000000'B,
sinalizando
que o comprimento
do conteúdo não é conhecido de antemão (ou
> 2127) e que o final
de conteúdo será sinalizado por '0000'H
|
Valores |
c) Conteúdo codificado
O conteúdo codificado será constituído por uma
cadeia de zero ou mais octetos, convencionando-se que estão ordenados
da esquerda para a direita.
c.1) Em relação aos tipos primitivos, observe-se:
-
Existem regras para se determinar o acolchoamento de valores de tipo
BITSTRING cujo comprimento não seja múltiplo de 8.
-
O tipo INTEGER é codificado por uma sequência de
octetos que representa um número inteiro em código binário
complemento-de-dois. Para efeito de conversão entre tipos, considera-se
o octeto mais significativo o da esquerda, que inicia a cadeia de octetos.
-
A codificação de um valor rotulado deve ser derivada da codificação
completa do correspondente valor do tipo aparecendo na notação
do tipo rotulado, encapsulando-o (denominada a base da codificação).
-
O valor nulo (único valor do tipo simples NULL) é
representado por uma cadeia de zero octetos. O tipo NULL é
usado para indicar ausência de algum elemento numa sequência,
como no exemplo seguinte:
Exemplo de uso: NULL
IdentificaçãoPaciente ::= SEQUENCE
{ nome OCTET STRING,
numeroQuarto CHOICE
{INTEGER, NULL --se o paciente
já saiu do hospital-- }
}
-- não é necessário
rótulo específico de contexto para CHOICE pois as
opções são de tipos distintos |
c.2) Em relação aos tipos estruturados, observe-se
-
Os tipos SEQUENCE OF e SET OF são
usados para modelar grandes coleções de dados nas quais o
tipo de cada dado é o mesmo, e sua ordem de ocorrência é,
respectivamente, significativa ou não. Os tipos SEQUENCE
e SET são usados para modelar, da mesma forma, coleções
de tamanho modesto, como nos exemplos abaixo
Exemplo de uso: SEQUENCE e SET
NomeNaçõesMembros ::= SEQUENCE OF ISO646String
-- na ordem em que se integraram
PalavrasChave ::= SET OF ISO646String
--em qualquer ordem
Credenciais ::= SEQUENCE
{ nomeUsuario ISO646String,
password ISO646String,
numeroConta INTEGER
}
AtributosArquivo ::= SET
{ proprietario
[0] IMPLICIT NomeUsuario,
tamanhoDoConteudoEmOctetos
[1] IMPLICIT INTEGER,
[2] IMPLICIT ControleAcesso
} |
-
O tipo CHOICE (seleção) é usado para representar
uma variável que é selecionada dentre uma coleção
de variáveis cujo número é conhecido e modesto. Cada
variável do conjunto deve ser identificada por um rótulo
especifico do contexto. Exemplos
Exemplo de uso: CHOICE
IdentificadorArquivo ::= CHOICE
{ nomeRelativo [0] ISO646String, --
nome do arquivo
nomeAbsoluto [1] ISO646String, --nome
do arquivo e caminho
numeroSerial [2] INTEGER --identificador
atribuido pelo sistema
}
AtributosCorrentes ::= SEQUENCE
{ data-ultimo-uso AtributoArquivo,
nome-arquivo AtributoArquivo
}
AtributoArquivo ::= CHOICE
{ data-ultimo-uso INTEGER,
nome-arquivo ISO646String
} |
-
O tipo ANY é usado para representar uma variável
cujo tipo é desconhecido no momento da codificação,
ou especificado em outro módulo ASN.1. Neste caso a codificação
só pode ser feita pelo método complexo indefinido, descrito
em 1.2.3.b.b). Se existir referência ao módulo onde
o tipo ASN.1 é especificado, o tipo EXTERNAL é empregado.
