Java使用Itext5.5.10进行pdf签章
说到PDF数字签名签章,这个其实也是数字证书信息安全的应用范畴,关于数字证书和数字签名,网上有很多解释说明,但讲解都多不够详细准确,这边推荐一篇大神的博文,讲解浅显易懂形象数字证书 数字签名 数据加密。刚入门CA行业的人,可以入门看看。
言归正传,正文开始
Itext包 和 BC包
要自己实现PDF数字签章,是一件极其浩大的工程,难度很大(看看市面上多少公司是吃这一行的饭就知道了),好在java是个开源的世界,有很多开源项目。这里,咱们使用itext来实现一下pdf的数字签章(为什么挑itext,很大原因是,自己在做这一块的时候,网上对于itext的使用也有很多博文,不过,大多都是用的比较早期的itext,itext官网目前的版本的已经有了变化,网上普遍的做法都已经不适用了,还有一个原因,itext官网有官方教程,各个模块的样例,很方便)。
如果不知道在官网怎么下载jar包,这里附上我自己的下载地址方便大家, itextpdf-5.5.10 源码、jar包、doc文档,另外还需要密钥算法包bouncycastle.org ,这个官网下载很简单,官网地址如下bouncycastle.org官网。
开始
咱们跟随样例,先来一个简单的签章。步骤如下:
一、准备一个pdf文档(貌似是废话)
二、准备一个图章图片(貌似也是废话)
三、准备一个keystore(只要是java keystore支持的格式都可以,例如.p12,如果没有,可以用bouncycastle生成一个,也很简单)。其实,Usbkey数字证书也是可以使用的,后边我再说这一块。
四、按照官网样例,写个.p12的签章代码。
代码
1、新建Java项目,导入itext包和 bc包
准备需要的资料
导入的包,应该有多余的包,我直接从项目中复制出来的
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.KeyStore;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Security;
import java.security.cert.Certificate;
import java.security.cert.X509Certificate;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import javax.swing.JOptionPane;
import com.itextpdf.text.DocumentException;
import com.itextpdf.text.Image;
import com.itextpdf.text.Rectangle;
import com.itextpdf.text.log.Logger;
import com.itextpdf.text.log.LoggerFactory;
import com.itextpdf.text.pdf.PdfReader;
import com.itextpdf.text.pdf.PdfSignatureAppearance;
import com.itextpdf.text.pdf.PdfSignatureAppearance.RenderingMode;
import com.itextpdf.text.pdf.PdfStamper;
import com.itextpdf.text.pdf.security.BouncyCastleDigest;
import com.itextpdf.text.pdf.security.CrlClient;
import com.itextpdf.text.pdf.security.DigestAlgorithms;
import com.itextpdf.text.pdf.security.ExternalDigest;
import com.itextpdf.text.pdf.security.ExternalSignature;
import com.itextpdf.text.pdf.security.MakeSignature;
import com.itextpdf.text.pdf.security.MakeSignature.CryptoStandard;
import com.itextpdf.text.pdf.security.PrivateKeySignature;
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准备的资料
public static final String KEYSTORE = "F:\\ZzCert\\test.p12";
public static final char[] PASSWORD = "111111".toCharArray();//keystory密码
public static final String SRC = "F:\\test\\src.pdf";
public static final String DEST = "F:\\test\\signed_dest.pdf";
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2、写个类,声明一个方法用来进行pdf签章
public void sign(String src //需要签章的pdf文件路径
, String dest // 签完章的pdf文件路径
, Certificate[] chain //证书链
, PrivateKey pk //签名私钥
, String digestAlgorithm //摘要算法名称,例如SHA-1
, String provider // 密钥算法提供者,可以为null
, CryptoStandard subfilter //数字签名格式,itext有2种
, String reason //签名的原因,显示在pdf签名属性中,随便填
, String location) //签名的地点,显示在pdf签名属性中,随便填
throws GeneralSecurityException, IOException, DocumentException {
//下边的步骤都是固定的,照着写就行了,没啥要解释的
// Creating the reader and the stamper,开始pdfreader
PdfReader reader = new PdfReader(src);
//目标文件输出流
FileOutputStream os = new FileOutputStream(dest);
//创建签章工具PdfStamper ,最后一个boolean参数
//false的话,pdf文件只允许被签名一次,多次签名,最后一次有效
//true的话,pdf可以被追加签名,验签工具可以识别出每次签名之后文档是否被修改
PdfStamper stamper = PdfStamper.createSignature(reader, os, '\0', null, true);
// 获取数字签章属性对象,设定数字签章的属性
PdfSignatureAppearance appearance = stamper.getSignatureAppearance();
appearance.setReason(reason);
appearance.setLocation(location);
//设置签名的位置,页码,签名域名称,多次追加签名的时候,签名预名称不能一样
//签名的位置,是图章相对于pdf页面的位置坐标,原点为pdf页面左下角
//四个参数的分别是,图章左下角x,图章左下角y,图章右上角x,图章右上角y
appearance.setVisibleSignature(new Rectangle(200, 200, 300, 300), 1, "sig1");
//读取图章图片,这个image是itext包的image
Image image = Image.getInstance("F:\\test\\Dummy1.png");
appearance.setSignatureGraphic(image);
appearance.setCertificationLevel(PdfSignatureAppearance.NOT_CERTIFIED);
//设置图章的显示方式,如下选择的是只显示图章(还有其他的模式,可以图章和签名描述一同显示)
appearance.setRenderingMode(RenderingMode.GRAPHIC);
// 这里的itext提供了2个用于签名的接口,可以自己实现,后边着重说这个实现
// 摘要算法
ExternalDigest digest = new BouncyCastleDigest();
// 签名算法
ExternalSignature signature = new PrivateKeySignature(pk, digestAlgorithm, null);
// 调用itext签名方法完成pdf签章
MakeSignature.signDetached(appearance, digest, signature, chain, null, null, null, 0, subfilter);
}
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3、main方法中调用签章
调用代码很简单,如下
public static void main(String[] args) {
try {
//读取keystore ,获得私钥和证书链
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");
ks.load(new FileInputStream(KEYSTORE), PASSWORD);
String alias = (String)ks.aliases().nextElement();
PrivateKey pk = (PrivateKey) ks.getKey(alias, PASSWORD);
Certificate[] chain = ks.getCertificateChain(alias);
//new一个上边自定义的方法对象,调用签名方法
MainWindow app = new MainWindow();
// app.sign(SRC, String.format(DEST, 1), chain, pk, DigestAlgorithms.SHA1, provider.getName(), CryptoStandard.CMS, "Test 1", "Ghent");
// app.sign(SRC, String.format(DEST, 2), chain, pk, "SM3", provider.getName(), CryptoStandard.CADES, "Test 2", "Ghent");
app.sign(SRC, String.format(DEST, 3), chain, pk, DigestAlgorithms.SHA1, null, CryptoStandard.CMS, "Test 3", "Ghent");
// app.sign(SRC, String.format(DEST, 4), chain, pk, DigestAlgorithms.RIPEMD160, provider.getName(), CryptoStandard.CADES, "Test 4", "Ghent");
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
JOptionPane.showMessageDialog(null, e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
}
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4、运行main方法就可以了。效果如下,用adobe reader可以看到图章,可以获取签名信息
使用特殊签名算法
上边的例子中,使用的是比较常见的签名算法-sha1withRsa,itext支持国际流行的大部分签名算法。
当然itext也支持特殊的签名算法,例如国密,为什么itext不把国密算法也封装进jar包呢,一个原因是国密并不是国际通用标准,二是即便把国密封装进jar包,进行完签名后,一般的pdf阅读器也是无法验签的,因为adobe 的pdf标准没有国密算法。
即便如此,我们依然可以自己把国密算法加到itext签章中,只不过阅读器无法验签就对了。主要用的就是上边例子中的2个接口。
// 摘要算法
ExternalDigest digest ;
// 签名算法
ExternalSignature signature ;
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我们可以通过自己实现这2个接口,来添加国密算法。
看看这连个接口的源码,都很简单,digest接口返回MessageDigest,实现的时候,直接new 一个MessageDigest,然后实现MessageDigest的抽象方法,把自己实现的SM3算法加进去就可以了(SM3withSM2按照国密的标准,sm3要加预处理,具体怎么做,百度很多,这里不多说)
signature 接口3个抽象方法,分别返回摘要算法名称(例如SM3 或者SHA1等),签名算法中使用的加密算法名称(例如SM2 或者RSA等), 第三个抽象方法sign就是具体的签名算法,传入的参数message是签名原文,返回值是签名结果,针对国密算法来说,就可以把自己实现好的 sm3withsm2签名算法 写进去。
另外,需要注意,实现接口后,运行main会提示错误,原因是 自己实现的国密接口的OID并没有加入到itext源码中,可以根据错误提示,找到需要加入oid的地方,直接把算法oid写进去后 itext就可以认到我们自己实现的算法了。大致有2个地方要加,一个是摘要算法的oid,一个是签名算法的oid
package com.itextpdf.text.pdf.security;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.MessageDigest;
/**
*
* @author psoares
*/
public interface ExternalDigest {
public MessageDigest getMessageDigest(String hashAlgorithm) throws GeneralSecurityException;
}
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package com.itextpdf.text.pdf.security;
import java.security.GeneralSecurityException;
/**
* Interface that needs to be implemented to do the actual signing.
* For instance: you'll have to implement this interface if you want
* to sign a PDF using a smart card.
* @author Paulo Soares
*/
public interface ExternalSignature {
/**
* Returns the hash algorithm.
* @return the hash algorithm (e.g. "SHA-1", "SHA-256,...")
*/
public String getHashAlgorithm();
/**
* Returns the encryption algorithm used for signing.
* @return the encryption algorithm ("RSA" or "DSA")
*/
public String getEncryptionAlgorithm();
/**
* Signs it using the encryption algorithm in combination with
* the digest algorithm.
* @param message the message you want to be hashed and signed
* @return a signed message digest
* @throws GeneralSecurityException
*/
public byte[] sign(byte[] message) throws GeneralSecurityException;
}
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UsbKey 数字证书签章
大家一定有 用UsbKey签章的需求,因为 软证书是不安全的,私钥容易被窃取,UsbKey数字证书才是最正规最安全的方案,上边说的都是基于软证书的,那么Ukey硬证书要怎么签章呢?
同样的,我们还是利用如下这2个接口。不过,这次不用实现digest了,因为itext自己包含的digest算法都是可以满足的,直接用例子中的代码就可以。
你说我的ukey 证书也是国密SM3withSM2的,那怎么办,我的回答是,国密算法的ukey最好不要用,因为还是那句话,即便实现了接口,签出来pdf后, 市面上主流pdf阅读器都不能验签,那就失去了签章的意义。除非,自己写一个阅读器。。。
(可以点开源码看看itext oid中都包含那些算法,目前咱们用得到的算法,除了国密算法,其他的算法基本都可以支持)
// 摘要算法
ExternalDigest digest = new BouncyCastleDigest();;
// 签名算法
ExternalSignature signature ;
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OK,Ukey怎么调用,很简单,同样是 实现signature接口,把你的ukey的摘要算法和加密算法名称返回, sign函数中, 调用你的Ukey的签名算法就行了。
比如,你的Ukey是windows平台的,Ukey厂家肯定给你有Ukey驱动和 算法dll,我们需要做的就是,用java写个jni接口,添加native方法,然后javah生成.h头文件,然后在用c或者c++调用厂家的dll实现jni接口, 然后在 ExternalSignature的sign方法中调用native方法就可以了。
当然,自己封装的 签名函数传入的参数就要变一变了,例如私钥 就直接传入null
import java.io.File;
public class NativeMethods {
static {
String parentPath="D:\\dll\\";
String dllName="NativeCode.dll";
File dll=new File(parentPath+dllName);
if (dll.exists()) {
// System.loadLibrary(dllName);//dll必须方法系统环境变量下
System.load(parentPath+dllName); //可以指定任意位置
}
}
//进行签名,传入签名原文,返回签名结果
public native String signByUKEY(String message);
//获取签名公钥证书
public native String getSignCer();
}
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使用远程服务器签名的方式签章
看了上边内容,估计你也会举一反三的 实现 服务器形式的 签名了,没错,就是实现 签名接口ExternalSignature signature ;,在sign方法中访问 服务器签名接口 传送签名原文,返回签名结果就可以了。
结语
OK了,itext 进行pdf签章这块就说完了,希望对大家有所帮助。
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