Практическое руководство. Подписание XML-документов с помощью цифровых подписей

Статья
04/08/2023

Можно использовать классы в пространстве имен System.Security.Cryptography.Xml для подписания XML-документа или его части при помощи цифровой подписи. Цифровые подписи XML (XMLDSIG) позволяют убедиться, что данные не были изменены после подписания. Дополнительные сведения о стандарте XMLDSIG см. в рекомендации консорциума W3C (W3C) по синтаксису и обработке сигнатур XML.

Примечание.

Код, приведенный в этой статье, применяется к Windows.

В примере кода в этой процедуре показано, как цифрово подписать весь XML-документ и присоединить подпись к документу в элементе <Signature> . Пример создает ключ подписывания RSA, добавляет его в безопасный контейнер ключей и затем использует этот ключ для создания цифровой подписи XML-документа. Впоследствии ключ можно извлечь для проверки цифровой подписи XML либо использовать для подписывания другого XML-документа.

Сведения о том, как проверить цифровую подпись XML, созданную с помощью этой процедуры, см. в разделе "Практическое руководство. Проверка цифровых подписей XML-документов".

Создание цифровой подписи XML-документа

Создайте объект CspParameters и укажите имя контейнера ключей.

CspParameters cspParams = new()
{
    KeyContainerName = "XML_DSIG_RSA_KEY"
};

Dim cspParams As New CspParameters With {
    .KeyContainerName = "XML_DSIG_RSA_KEY"
}

Создайте асимметричный ключ, используя класс RSACryptoServiceProvider. Этот ключ автоматически сохраняется в контейнер ключей при передаче объекта CspParameters в конструктор класса RSACryptoServiceProvider. Этот ключ будет использоваться для подписывания XML-документа.
```
RSACryptoServiceProvider rsaKey = new(cspParams);
```
```
Dim rsaKey As New RSACryptoServiceProvider(cspParams)
```

Создайте объект XmlDocument, загрузив XML-файл с диска. Объект XmlDocument содержит XML-элемент для шифрования.

XmlDocument xmlDoc = new()
{
    // Load an XML file into the XmlDocument object.
    PreserveWhitespace = true
};
xmlDoc.Load("test.xml");

' Load an XML file into the XmlDocument object.
Dim xmlDoc As New XmlDocument With {
    .PreserveWhitespace = True
}
xmlDoc.Load("test.xml")

Создайте новый объект SignedXml и передайте в него объект XmlDocument.
```
SignedXml signedXml = new(xmlDoc)
{
```
```
Dim signedXml As New SignedXml(xmlDoc)
```
Добавьте ключ подписывания RSA в объект SignedXml.
```
    SigningKey = rsaKey
};
```
```
signedXml.SigningKey = rsaKey
```
Создайте объект Reference, определяющий, что именно требуется подписать. Чтобы подписать весь документ целиком, установите для свойства Uri значение "".
```
// Create a reference to be signed.
Reference reference = new()
{
    Uri = ""
};
```
```
' Create a reference to be signed.
Dim reference As New Reference()
reference.Uri = ""
```
Добавьте объект XmlDsigEnvelopedSignatureTransform в объект Reference. Преобразование позволяет проверяющему представить XML-данные в той же самой форме, которую использовал подписавший. XML-данные могут быть представлены различными способами, поэтому этот шаг крайне важен для выполнения проверки.
```
XmlDsigEnvelopedSignatureTransform env = new();
reference.AddTransform(env);
```
```
Dim env As New XmlDsigEnvelopedSignatureTransform()
reference.AddTransform(env)
```

Добавьте объект Reference в объект SignedXml.

signedXml.AddReference(reference);

signedXml.AddReference(reference)

Вычислите подпись, вызвав метод ComputeSignature.
```
signedXml.ComputeSignature();
```
```
signedXml.ComputeSignature()
```
Извлеките XML-представление сигнатуры ( <Signature> элемента) и сохраните его в новом XmlElement объекте.
```
XmlElement xmlDigitalSignature = signedXml.GetXml();
```
```
Dim xmlDigitalSignature As XmlElement = signedXml.GetXml()
```

Добавьте элемент в объект XmlDocument.

xmlDoc.DocumentElement?.AppendChild(xmlDoc.ImportNode(xmlDigitalSignature, true));

xmlDoc.DocumentElement.AppendChild(xmlDoc.ImportNode(xmlDigitalSignature, True))

Сохраните документ.

xmlDoc.Save("test.xml");

xmlDoc.Save("test.xml")

Пример

В этом примере предполагается, что файл с именем test.xml существует в том же каталоге, что и скомпилированная программа. Можно поместить следующий XML-код в файл с именем test.xml и использовать его вместе с данным примером.

<root>  
    <creditcard>  
        <number>19834209</number>  
        <expiry>02/02/2002</expiry>  
    </creditcard>  
</root>

using System;
using System.Runtime.Versioning;
using System.Security.Cryptography;
using System.Security.Cryptography.Xml;
using System.Xml;

[SupportedOSPlatform("Windows")]
public class SignXML
{
    public static void Main(String[] args)
    {
        try
        {
            // Create a new CspParameters object to specify
            // a key container.
            CspParameters cspParams = new()
            {
                KeyContainerName = "XML_DSIG_RSA_KEY"
            };

            // Create a new RSA signing key and save it in the container.
            RSACryptoServiceProvider rsaKey = new(cspParams);

            // Create a new XML document.
            XmlDocument xmlDoc = new()
            {
                // Load an XML file into the XmlDocument object.
                PreserveWhitespace = true
            };
            xmlDoc.Load("test.xml");

            // Sign the XML document.
            SignXml(xmlDoc, rsaKey);

            Console.WriteLine("XML file signed.");

            // Save the document.
            xmlDoc.Save("test.xml");
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e.Message);
        }
    }

    // Sign an XML file.
    // This document cannot be verified unless the verifying
    // code has the key with which it was signed.
    public static void SignXml(XmlDocument xmlDoc, RSA rsaKey)
    {
        // Check arguments.
        if (xmlDoc == null)
            throw new ArgumentException(null, nameof(xmlDoc));
        if (rsaKey == null)
            throw new ArgumentException(null, nameof(rsaKey));

        // Create a SignedXml object.
        SignedXml signedXml = new(xmlDoc)
        {

            // Add the key to the SignedXml document.
            SigningKey = rsaKey
        };

        // Create a reference to be signed.
        Reference reference = new()
        {
            Uri = ""
        };

        // Add an enveloped transformation to the reference.
        XmlDsigEnvelopedSignatureTransform env = new();
        reference.AddTransform(env);

        // Add the reference to the SignedXml object.
        signedXml.AddReference(reference);

        // Compute the signature.
        signedXml.ComputeSignature();

        // Get the XML representation of the signature and save
        // it to an XmlElement object.
        XmlElement xmlDigitalSignature = signedXml.GetXml();

        // Append the element to the XML document.
        xmlDoc.DocumentElement?.AppendChild(xmlDoc.ImportNode(xmlDigitalSignature, true));
    }
}

Imports System.Security.Cryptography
Imports System.Security.Cryptography.Xml
Imports System.Xml

Module SignXML
    Sub Main(ByVal args() As String)
        Try
            ' Create a new CspParameters object to specify
            ' a key container.
            Dim cspParams As New CspParameters With {
                .KeyContainerName = "XML_DSIG_RSA_KEY"
            }
            ' Create a new RSA signing key and save it in the container. 
            Dim rsaKey As New RSACryptoServiceProvider(cspParams)
            ' Create a new XML document.
            ' Load an XML file into the XmlDocument object.
            Dim xmlDoc As New XmlDocument With {
                .PreserveWhitespace = True
            }
            xmlDoc.Load("test.xml")
            ' Sign the XML document. 
            SignXml(xmlDoc, rsaKey)

            Console.WriteLine("XML file signed.")

            ' Save the document.
            xmlDoc.Save("test.xml")
        Catch e As Exception
            Console.WriteLine(e.Message)
        End Try
    End Sub

    ' Sign an XML file. 
    ' This document cannot be verified unless the verifying 
    ' code has the key with which it was signed.
    Sub SignXml(ByVal xmlDoc As XmlDocument, ByVal rsaKey As RSA)
        ' Check arguments.
        If xmlDoc Is Nothing Then
            Throw New ArgumentException(
                "The XML doc cannot be nothing.", NameOf(xmlDoc))
        End If
        If rsaKey Is Nothing Then
            Throw New ArgumentException(
                "The RSA key cannot be nothing.", NameOf(rsaKey))
        End If
        ' Create a SignedXml object.
        Dim signedXml As New SignedXml(xmlDoc)
        ' Add the key to the SignedXml document.
        signedXml.SigningKey = rsaKey
        ' Create a reference to be signed.
        Dim reference As New Reference()
        reference.Uri = ""
        ' Add an enveloped transformation to the reference.
        Dim env As New XmlDsigEnvelopedSignatureTransform()
        reference.AddTransform(env)
        ' Add the reference to the SignedXml object.
        signedXml.AddReference(reference)
        ' Compute the signature.
        signedXml.ComputeSignature()
        ' Get the XML representation of the signature and save
        ' it to an XmlElement object.
        Dim xmlDigitalSignature As XmlElement = signedXml.GetXml()
        ' Append the element to the XML document.
        xmlDoc.DocumentElement.AppendChild(xmlDoc.ImportNode(xmlDigitalSignature, True))
    End Sub
End Module

Компиляция кода

В проекте, который предназначен для платформа .NET Framework, добавьте ссылку на System.Security.dll.
В проекте, который предназначен для .NET Core или .NET 5, установите пакет NuGet System.Security.Cryptography.Xml.
Включите следующие пространства имен: System.Xml, System.Security.Cryptography и System.Security.Cryptography.Xml.

Безопасность .NET

Не следует хранить или передавать закрытый ключ из пары асимметричных ключей в виде обычного текста. Дополнительные сведения о симметричных и асимметричных криптографических ключах см. в разделе "Создание ключей для шифрования и расшифровки".

Не следует внедрять закрытый ключ непосредственно в исходный код. Внедренные ключи можно легко считывать из сборки с помощью Ildasm.exe (IL Disassembler) или открытия сборки в текстовом редакторе, например Блокнот.

Поделиться через

Практическое руководство. Подписание XML-документов с помощью цифровых подписей

Создание цифровой подписи XML-документа

Пример

Компиляция кода

Безопасность .NET

См. также

Дополнительные ресурсы