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Java SE 6中XML数字签名标准Java接口

 2008-01-05 20:21:33 来源:WEB开发网   
核心提示:级别: 中级孙 瑛霖, 软件工程师, IBM 中国软件开发实验室 SOA设计中心2007 年 4 月 16 日 xml 数字签名技术用

级别: 中级

孙 瑛霖, 软件工程师, IBM 中国软件开发实验室 SOA设计中心

2007 年 4 月 16 日

   xml 数字签名技术用于对 XML 格式的数据进行数字签名,以保证报文的完整性,不可否认性,以及提供身份认证信息。JSR 105 提供了 XML 数字签名的 java 接口,而最近发布的 Java SE 6 则包括了 JSR 105的 实现,从而为基于 Java 的应用程序提供了标准的 XML 数字签名接口。本文首先简要介绍技术背景,以实例来讲解 XML 数字签名的语法和处理规则,之后用具体的程序例子解释如何使用 Java SE 6 生成各种格式的 XML 数字签名并进行验证。

1. 技术背景

1.1 数字签名简介

   数字签名是非对称密钥技术的一种应用模式,用于保证报文的完整性,不可否认性,以及提供身份认证信息。数字签名的原理如图 1 所示。


图 1:数字签名的原理
Java SE 6中XML数字签名标准Java接口(图一)

   发送者在发送报文之前,先选用某种摘要算法为报文生成一个摘要值,并使用自己的私钥对摘要值加密,然后将加密后的摘要附在报文后面,一同发送给报文的接收者。接收者收到报文后,从中分离出原始报文和加密后的报文摘要,使用与发送者相同的摘要算法计算原始报文的摘要值 D,并使用发送者的公共密钥将加密后的报文摘要解密得到摘要值 D’,检查 DD’ 是否匹配。

   假如匹配,那么由于密钥对的唯一性,所以可以确定报文发送者的身份,而且由于数据摘要算法的特点,还可以确定原始报文在传输过程中没有被篡改。

1.2 XML 数字签名简介

   XML 发展至今,已经逐渐成为标准的数据描述技术,在分布式应用中广泛地用于数据的交换。由于 XML 数据本身的非凡性和使用 XML 进行数据传输的分布式应用的特点,在对 XML 文档的特定部分进行签名,多方签名,以及签名后保持 XML 文档原有的良构特性等诸多方面,传统的数字签名技术都无法很好地实现。

   基于这样的问题,W3C 组织制订了 XML 数字签名规范,规定了标准的 XML 数字签名语法和处理规则。同传统意义的数字签名相比,XML 数字签名能够对 XML 文档进行细粒度地分析,支持多种方式的文档数据转换,只对文档的特定部分进行签名和验证,并且能够保持 XML 文档的良构特性。此外,XML 数字签名提供的密钥信息表示方法清楚易读,更加便于签名的自动验证处理。

1.3 XML 数字签名实例

本节用一个简单的例子来介绍 XML 数字签名的语法和处理规则。


表 1签名前的 XML 文档
                
 1.	<?xml version='1.0'?>
 2.	<PaymentInfo xmlns="http://example.com/payment">
 3.	  <CustomerName>Peter</CustomerName>
 4.	  <Amount>10000</Amount>

 5.	  <CreditCardInfo>
 6.	    <ID>4392 5649 8178 2315</ID>
 7.	    <Issuer>CMB</Issuer>
 8.	    <Expiration>06/2010</Expiration>
 9.	    <Currency>USD</Currency>
10.	  </CreditCardInfo>
11.	</PaymentInfo>
	

   表 1 中的 XML 文档描述了 Peter 的信用卡支付记录。在按照 XML 数字签名规范对整个文档签名之后,生成的 XML 文档如表 2 所示:


表 2 签名后的 XML 文档
                
 1.	<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
 2.	<PaymentInfo xmlns="http://example.com/payment">
 3.	  <CustomerName>Peter</CustomerName>
 4.	  <Amount>10000</Amount>
 5.	  <CreditCardInfo>
 6.	    <ID>4392 5649 8178 2315</ID>
 7.	    <Issuer>CMB</Issuer>
 8.	    <Expiration>06/2010</Expiration>
 9.	    <Currency>USD</Currency>
10.	  </CreditCardInfo>

11.	  <Signature xmlns="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">
12.	    <SignedInfo>
13.	      <CanonicalizationMethod  
  Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n-20010315#WithComments"/>
14.	      <SignatureMethod
            Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#dsa-sha1"/>
15.	      <Reference URI="">
16.	        <Transforms>
17.	          <Transform 
   Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#enveloped-signature"/>
18.	        </Transforms>
19.	        <DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>
20.	        <DigestValue>9gETxLIm1huTZtMkmGlybtZWa5g=</DigestValue>
21.	      </Reference>
22.	    </SignedInfo>

23.	    <SignatureValue>
OIFpnZmeGt+tOywzTgrcYBje/04uGmGIrbZYYxxXj4jsBdq+0JwZ1A==
</SignatureValue>

24.		<KeyInfo>
25.			<KeyValue>
26.			  <DSAKeyValue>
27.				<P>
28.				/KaCzo4Syrom78z3EQ5SbbB4sF7ey80etKII864WF64
29.				B81uRpH5t9jQTxeEu0ImbzRMqzVDZkVG9xD7nN1kuFw==
30.				</P>
31.				<Q>li7dzDacuo67Jg7mtqEm2TRuOMU=</Q>
32.				<G>
33.				Z4Rxsnqc9E7pGknFFH2xqaryRPBaQ01khpMdLRQnG
34.				541Awtx/XPaF5Bpsy4pNWMOHCBiNU0NogpsQW5QvnlMpA==
35.				</G>
36.				<Y>
37.				NMxkCcO6Hdd146qBJ4FQGPpz8IncS8onBPshqlxsd
38.				pAqgM2lgn8kCPHqfO7jLx7NPZwHeDtHLfKKSYg+Ln6Xzw==
39.				</Y>
40.			  </DSAKeyValue>
41.			</KeyValue>
42.		</KeyInfo>
43.	  </Signature>

44.	</PaymentInfo>
	


Tags:Java SE XML

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