问题：

使用iText进行外部签名PDF

隗驰

2023-03-14

首先，虽然我关注StackOverflow已经有相当一段时间了，但这是我第一次发布一些东西，所以如果我做错了或者不按规则做的话，请随时为我指出正确的方向。

我正在开发一个PDF数字签名应用程序，使用iText5，它依赖于一个外部服务，在我准备好PDF签名后提供一个签名哈希。

如iText文档中所述，在第一阶段，我准备了PDF（在最终实现中，所有PDF都可能是多签名的，因此我使用追加模式），如下所示：

public static byte[] GetBytesToSign(string unsignedPdf, string tempPdf, string signatureFieldName, List<Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate> certificateChain) {
        // we create a reader and a stamper
        using (PdfReader reader = new PdfReader(unsignedPdf)) {
            using (FileStream baos = File.OpenWrite(tempPdf)) {

                List<Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate> chain = certificateChain;
                PdfStamper pdfStamper = PdfStamper.CreateSignature(reader, baos, '\0', null, true);
                sap                   = pdfStamper.SignatureAppearance;
                sap.Certificate       = certificateChain[0];
                sap.SetVisibleSignature(new iTextSharp.text.Rectangle(36, 720, 160, 780), 1, signatureFieldName);
                //sap.SetVisibleSignature(signatureFieldName);
                sap.SignDate          = DateTime.Now;
                PdfSignature dic      = new PdfSignature(PdfName.ADOBE_PPKLITE, PdfName.ADBE_PKCS7_DETACHED);  
                dic.Date              = new PdfDate(sap.SignDate);
                dic.Name              = CertificateInfo.GetSubjectFields(chain[0]).GetField("CN");
                sap.CryptoDictionary  = dic;
                sap.Certificate       = certificateChain[0];
                sap.Acro6Layers       = true;
                sap.Reason            = "test";
                sap.Location          = "test";

                IExternalSignatureContainer external = new ExternalBlankSignatureContainer(PdfName.ADOBE_PPKLITE, PdfName.ADBE_PKCS7_DETACHED);
                MakeSignature.SignExternalContainer(sap, external, 8192);
                signatureContainer = new PdfPKCS7(null, chain, "SHA256", false);
                byte[] hash = DigestAlgorithms.Digest(sap.GetRangeStream(), "SHA256");
                //byte[] signatureHash = signatureContainer.getAuthenticatedAttributeBytes(hash, null, null, CryptoStandard.CMS);

                return hash;
            }
        }
    }

在这一步之后，我将哈希发送给外部服务，外部服务返回一个签名哈希。

检查我发送给服务的散列，它似乎是正确的，因为它覆盖了除新签名内容之外的所有PDF。

然后我使用以下方法结束签名过程：

private byte[] Sign(PdfPKCS7 signatureContainer, List<X509Certificate2> chain2, List<Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate> chain, byte[] hash, byte[] signedBytes, string tmpPdf, string signedPdf, string signatureFieldName) {
        System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider publicCertifiedRSACryptoServiceProvider = chain2[0].PublicKey.Key as System.Security.Cryptography.RSACryptoServiceProvider;
        bool verify = publicCertifiedRSACryptoServiceProvider.VerifyHash(hash, "SHA256", signedBytes); //verify if the computed hash is same as signed hash using the cert public key
        Console.WriteLine("PKey signed computed hash is equal to signed hash: " + verify);

        AsnEncodedData asnEncodedData = new AsnEncodedData(signedBytes);
        Console.WriteLine(asnEncodedData.Format(true));
        
        //ITEXT5
        try {
            //Console.WriteLine("Signed bytes: " + Encoding.UTF8.GetString(signedBytes));

            using (PdfReader reader = new PdfReader(tmpPdf)) {
                using (FileStream outputStream = File.OpenWrite(signedPdf)) {
                IExternalSignatureContainer external = new Objects.MyExternalSignatureContainer(signedBytes, chain, signatureContainer);
                MakeSignature.SignDeferred(reader, signatureFieldName, outputStream, external);
                }
            }
            return new byte[] { };
        }
        catch(Exception ex) {
            File.Delete(tmpPdf);
            Console.WriteLine("Error signing file: " + ex.Message);
            return new byte[] { };
        }
    }

MyExternalSignatureContainer代码：

public class MyExternalSignatureContainer : IExternalSignatureContainer {
        private readonly byte[] signedBytes;
        public List<Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate> Chain;
        private PdfPKCS7 sigField;

        public MyExternalSignatureContainer(byte[] signedBytes) {
            this.signedBytes = signedBytes;
        }

        public MyExternalSignatureContainer(byte[] signedBytes, List<Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate> chain, PdfPKCS7 pdfPKCS7) {
            this.signedBytes = signedBytes;
            this.Chain = chain;
            this.sigField = pdfPKCS7;
        }

        public byte[] Sign(Stream data) {
            try {
                sigField.SetExternalDigest(signedBytes, null, "RSA");
                return sigField.GetEncodedPKCS7(signedBytes, null, null, null, CryptoStandard.CMS);
            }
            catch (IOException ioe) {
                throw ioe;
            }
        }

        public void ModifySigningDictionary(PdfDictionary signDic) {
        }
    }

问题是当我在Acrobat中打开PDF时，它声明自签名应用以来文档已经被修改或损坏。

（如果我在PDF-XChange中打开相同的PDF，它会显示该PDF未被修改）。

就像StackOverlow中关于同一问题的另一篇文章中所说的那样（我无法找到链接它的文章），一个潜在的问题将是为临时文件使用不同的流。我已经尝试过使用同样的流，但也没有运气。

PDF示例：

原始文件

发送到服务得Base64哈希：

<代码>XYFAS/SISA/TK5HCL035RPBJOCZRH9E5RGIAMPQGKJI=

已发送Base64签名哈希响应：

MKL回答后更新：

根据答案，我只在一个阶段就更改了文档的代码签名，最后使用了以下方法：

using (PdfReader reader = new PdfReader(fileLocation)) {
    using (FileStream baos = File.OpenWrite(tmpFile)) {

        List<Org.BouncyCastle.X509.X509Certificate> chain = Chain;
        PdfStamper pdfStamper = PdfStamper.CreateSignature(reader, baos, '\0', null, true);
        PdfSignatureAppearance sap = pdfStamper.SignatureAppearance;
        sap.Certificate = Chain[0];
        sap.SetVisibleSignature(new iTextSharp.text.Rectangle(36, 720, 160, 780), 1, signatureFieldName);
        //sap.SetVisibleSignature(signatureFieldName);
        sap.SignDate = DateTime.Now;
        PdfSignature dic = new PdfSignature(PdfName.ADOBE_PPKLITE, PdfName.ADBE_PKCS7_DETACHED);
        dic.Date = new PdfDate(sap.SignDate);
        dic.Name = CertificateInfo.GetSubjectFields(chain[0]).GetField("CN");
        sap.CryptoDictionary = dic;
        sap.Certificate = Chain[0];
        sap.Acro6Layers = true;
        //sap.CertificationLevel = PdfSignatureAppearance.CERTIFIED_FORM_FILLING_AND_ANNOTATIONS;
        sap.Reason = "test";
        sap.Location = "test";

        IExternalSignature signature = new Objects.RemoteSignature(client, signatureRequest);
        MakeSignature.SignDetached(sap, signature, Chain, null, null, null, 8192, CryptoStandard.CMS);

    }
}

和IExternalSignature实现：

public virtual byte[] Sign(byte[] message) {
    IDigest messageDigest = DigestUtilities.GetDigest(GetHashAlgorithm());
    byte[] messageHash = DigestAlgorithms.Digest(messageDigest, message);
    //
    // Request signature for hash value messageHash
    // and return signature bytes
    //
    signatureRequest.Hash = messageHash;
    SignatureService.SignatureResponse signatureResponse = client.Signature(signatureRequest);

    if (signatureResponse.Status.Code == "00") {
         return signatureResponse.DocumentSignature;
    }
    else {
        throw new Exception("Error signing file: " + signatureResponse.Status.Message);
    }
}

虽然我知道当前的证书是无效的，但它是由服务提供的，在服务的以前实现中，我将发送整个PDF进行签名，签名的PDF也是用这个证书签名的。

一个问题：知道在一个两阶段的签名中，我能够用这个证书签署PDF（除了签名错误后被修改或损坏的文档），这个方法不应该也适用于同一个证书吗？

目前正在发生的情况是：

检查签名：

同样，如果我在PDF-XChange中打开相同的PDF，签名是有效的，文档没有被修改。要求是PDF在Acrobat中是有效的，但我对读者之间的这种差异感到困惑。

结果PDF

在将这个SHA256前缀添加到消息摘要之后，得到的PDF现在已经正确签名了。

Adobe Reader是否接受固定签名？

我怀疑.签名者证书的密钥用法仅包含用于对其他证书进行签名的值。

问：在我最初的代码中，我有一个两阶段的签名。在单符号方法中应用的相同原则是否仍然有效，即应用SHA256前缀执行预签名字节，并在使用结果的有符号字节设置摘要之后？

共有1个答案

乐正烨熠

2023-03-14

您的代码中有许多问题。

首先，您的代码混合了不同代的iText签名API。有较老的API一代，它要求您非常接近PDF内部，有较新的API（自5.3.x版本以来），它作为较老的API的一个层实现，并且不要求您了解这些内部。

“PDF文档的数字签名”白皮书重点展示了较新的API，只有4.3.3节“使用客户端上创建的签名在服务器上签署文档”使用了旧的API，因为用例不允许使用较新的API。

（在某些情况下，可以混合使用这些API，但您应该真正知道自己在做什么，但仍然可能会出错……)

但现在一些更具体的问题：

Makesignature.Sign*方法隐式关闭基础的PDFStamper和SignatureOutcome对象，因此不应假定此后使用这些对象会产生合理的信息。

MakeSignature.SignExternalContainer(sap, external, 8192);
signatureContainer = new PdfPKCS7(null, chain, "SHA256", false);
byte[] hash = DigestAlgorithms.Digest(sap.GetRangeStream(), "SHA256");

因此，sap.getRangeStream()可能返回错误的东西。（它可能仍然返回正确的数据，但您不应该指望这一点。）

GetBytestosign返回签名的PDF文档范围的哈希值：

signatureContainer = new PdfPKCS7(null, chain, "SHA256", false);
byte[] hash = DigestAlgorithms.Digest(sap.GetRangeStream(), "SHA256");
//byte[] signatureHash = signatureContainer.getAuthenticatedAttributeBytes(hash, null, null, CryptoStandard.CMS);

return hash;

但是，稍后，您的代码接受该返回值，对其签名，并尝试将返回的签名字节嵌入到pdfpkcs7签名容器中。这是错误的，必须为签名容器的签名者信息的身份验证属性创建签名字节，而不是为文档哈希创建签名字节。

（顺便说一下，在这里，您使用了旧的签名API，但没有理解它，因此，使用它是错误的。）

在MyExternalSignatureContainer中，您在两次调用中使用签名字节：

sigField.SetExternalDigest(signedBytes, null, "RSA");
return sigField.GetEncodedPKCS7(signedBytes, null, null, null, CryptoStandard.CMS);

第一个呼叫是正确的，他们属于这里。但是，在第二个调用中，应该使用签名文档范围的原始哈希值。

（在这里，您又一次使用了旧的签名API，但没有理解它，又一次错误地使用了它。）

分析您的示例PDF，您似乎将错误的证书声明为签名者证书。我这么认为是因为

null

首先，如果我正确理解您的意思，您从其他服务器请求签名，而其他服务器的反应很快，因此在等待签名时不需要释放所有资源。在这种情况下，不需要两个阶段的签名过程，您应该一步到位。您所需要的只是一个自定义的iExternalSignature实现，类似于

class RemoteSignature : IExternalSignature
{
    public virtual byte[] Sign(byte[] message) {
        IDigest messageDigest = DigestUtilities.GetDigest(GetHashAlgorithm());
        byte[] messageHash = DigestAlgorithms.Digest(messageDigest, message);
        //
        // Request signature for hash value messageHash
        // and return signature bytes
        //
        return CALL_YOUR_SERVICE_FOR_SIGNATURE_OF_HASH(messageHash);
    } 

    public virtual String GetHashAlgorithm() {
        return "SHA-256";
    } 

    public virtual String GetEncryptionAlgorithm() {
        return "RSA";
    } 
}

并像这样使用它进行签名：

PdfReader reader = new PdfReader(...);
PdfStamper pdfStamper = PdfStamper.CreateSignature(...);
PdfSignatureAppearance sap = pdfStamper.SignatureAppearance;
// set sap properties for signing
IExternalSignature signature = new RemoteSignature();
MakeSignature.SignDetached(sap, signature, chain, null, null, null, 0, CryptoStandard.CMS);

在更新您的问题，您添加了一个PDF签名与以上应用的更改。通过分析签名容器中的签名字节，我们可以清楚地看到，您的签名服务被设计成非常哑的，它应用PKCS1 v1.5填充和RSA加密，但它假定其输入已经打包到digestinfo结构中。根据我的经验，这是一个不常见的假设，您应该告诉您的签名提供者正确地记录这一点。

对于您的代码，这意味着您必须将散列打包到digestinfo结构中，然后再将其发送到服务。

RFC 8017第9.2节注释1解释了一种简单的方法：

对于附录B.1中提到的九个哈希函数，digestinfo值的DER编码T等于：

    ...
    SHA-256: (0x)30 31 30 0d 06 09 60 86 48 01 65 03 04 02 01 05 00 04 20 || H.
    ...

class RemoteSignature : IExternalSignature
{
    public virtual byte[] Sign(byte[] message) {
        IDigest messageDigest = DigestUtilities.GetDigest(GetHashAlgorithm());
        byte[] messageHash = DigestAlgorithms.Digest(messageDigest, message);
        byte[] sha256Prefix = {0x30, 0x31, 0x30, 0x0d, 0x06, 0x09, 0x60, 0x86, 0x48, 0x01, 0x65, 0x03, 0x04, 0x02, 0x01, 0x05, 0x00, 0x04, 0x20};
        byte[] digestInfo = new byte[sha256Prefix.Length + messageHash.Length];
        sha256Prefix.CopyTo(digestInfo, 0);
        messageHash.CopyTo(digestInfo, sha256Prefix.Length);
        //
        // Request signature for DigestInfo value digestInfo
        // and return signature bytes
        //
        return CALL_YOUR_SERVICE_FOR_SIGNATURE_OF_DIGEST_INFO(digestInfo);
    } 

    public virtual String GetHashAlgorithm() {
        return "SHA-256";
    } 

    public virtual String GetEncryptionAlgorithm() {
        return "RSA";
    } 
}

我怀疑.签名者证书的密钥用法仅包含用于对其他证书进行签名的值。

如果查看Adobe数字签名指南，您将看到有效的密钥用法扩展包括

不存在，即根本没有密钥用法扩展，或
具有以下一个或多个值：
- 不可否认
- SignTransaction（仅11.1.09)
- 数字签名(11.0.10及更高版本）

类似资料：

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