iText7 延迟签名的 pdf 文档显示“自应用签名以来文档已被更改或损坏”

Question

我在 Stackoverflow 上检查了其他类似问题，但它不适用于我的情况。

情况：我正在开发一个需要签署 pdf 文档的应用程序。签名密钥由另一家公司持有，假设是 CompanyA。

我做了以下步骤：

1. 准备好要签署的 pdf 文档。
2. 创建了一个临时 pdf 文件，在原始 pdf 中添加了一个空签名。
3. 阅读 Temp pdf 以获取消息摘要。 （将其编码为 base64）
4. 将消息摘要（Base64 编码）发送到 CompanyA 以进行签名。
5. 从 CompanyA 获取签名摘要（base64 编码）。
6. 进行 base64 解码。并将结果嵌入到 Temp pdf 中以获得最终签名的 pdf。

一切顺利，我可以得到最终签名的 pdf。但是当我在 Adob​​e 阅读器中打开它时，它会显示“自从应用签名后，该文档已被更改或损坏”。

我使用这个getHashBase64Str2Sign 来获取消息摘要（在base64 中）。该方法调用emptySignature()方法创建空签名的Temp文件，然后调用getSignatureHash()方法读取Temp文件获取消息摘要。

public static String getHashBase64Str2Sign() {
    try {
        // Add BC provider
        BouncyCastleProvider providerBC = new BouncyCastleProvider();
        Security.addProvider(providerBC);

        // Create parent path of dest pdf file, if not exist
        File file = new File(DEST).getParentFile();
        if (!file.exists()) {
            file.mkdirs();
        }


        CertificateFactory factory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
        Certificate[] chain = new Certificate[1];
        try (InputStream certIs = new FileInputStream(CERT)) {
            chain[0] = factory.generateCertificate(certIs);
        }

        // Get byte[] hash
        DeferredSigning app = new DeferredSigning();

        app.emptySignature(SRC, TEMP, "sig", chain);

        byte[] sh = app.getSignatureHash(TEMP, "SHA256", chain);

        // Encode byte[] hash to base64 String and return
        return Base64.getEncoder().encodeToString(sh);
    } catch (IOException | GeneralSecurityException e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

    

private void emptySignature(String src, String dest, String fieldname, Certificate[] chain)
        throws IOException, GeneralSecurityException {
    PdfReader reader = new PdfReader(src);
    PdfSigner signer = new PdfSigner(reader, new FileOutputStream(dest), new StampingProperties());
    PdfSignatureAppearance appearance = signer.getSignatureAppearance();
    appearance.setPageRect(new Rectangle(100, 500, 200, 100));
    appearance.setPageNumber(1);
    appearance.setCertificate(chain[0]);
    appearance.setReason("For test");
    appearance.setLocation("HKSAR");
    signer.setFieldName(fieldname);

    /*
     * ExternalBlankSignatureContainer constructor will create the PdfDictionary for
     * the signature information and will insert the /Filter and /SubFilter values
     * into this dictionary. It will leave just a blank placeholder for the
     * signature that is to be inserted later.
     */
    IExternalSignatureContainer external = new ExternalBlankSignatureContainer(PdfName.Adobe_PPKLite,
            PdfName.Adbe_pkcs7_detached);
    

    // Sign the document using an external container.
    // 8192 is the size of the empty signature placeholder.
    signer.signExternalContainer(external, 100000);
}

private byte[] getSignatureHash(String src, String hashAlgorithm, Certificate[] chain)
        throws IOException, GeneralSecurityException {
    InputStream is = new FileInputStream(src);
    // Get the hash
    BouncyCastleDigest digest = new BouncyCastleDigest();
    PdfPKCS7 sgn = new PdfPKCS7(null, chain, hashAlgorithm, null, digest, false);

    byte hash[] = DigestAlgorithms.digest(is, digest.getMessageDigest(sgn.getHashAlgorithm()));
    return sgn.getAuthenticatedAttributeBytes(hash, PdfSigner.CryptoStandard.CMS, null, null);
}

private void createSignature(String src, String dest, String fieldName, byte[] sig)
        throws IOException, GeneralSecurityException {
    PdfReader reader = new PdfReader(src);
    try (FileOutputStream os = new FileOutputStream(dest)) {
        PdfSigner signer = new PdfSigner(reader, os, new StampingProperties());

        IExternalSignatureContainer external = new MyExternalSignatureContainer(sig);

        // Signs a PDF where space was already reserved. The field must cover the whole
        // document.
        PdfSigner.signDeferred(signer.getDocument(), fieldName, os, external);
    }
}

然后，消息摘要被发送到 CompanyA 进行签名。从 CompanyA 获得签名摘要（base64 编码）后，我调用 embedSignedHashToPdf() 方法获取签名的 pdf 文档。

public static void embedSignedHashToPdf(String signedHash) {
    try {
        byte[] sig = Base64.getDecoder().decode(signedHash);
        // Get byte[] hash
        DeferredSigning app = new DeferredSigning();
        app.createSignature(TEMP, DEST, "sig", sig);
    } catch (IOException | GeneralSecurityException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

class MyExternalSignatureContainer implements IExternalSignatureContainer {

    protected byte[] sig;

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

    @Override
    public void modifySigningDictionary(PdfDictionary signDic) {

    }

    @Override
    public byte[] sign(InputStream arg0) throws GeneralSecurityException {
        return sig;
    }

}

我终于可以得到签名的pdf文档了，但是在Adobe Reader中显示错误，像这样：

请检查原始pdf、临时pdf和最终签名的pdf文件如下：

Original pdf - helloworld.pdf

Temp pdf - helloworld_empty_signed.pdf

Final pdf - helloworld_signed_ok.pdf

Answer 1

好的，我在您的代码中发现了一些问题：

你确定了错误字节的哈希

在getSignatureHash 和src 中包含准备签署的中间PDF 的路径

InputStream is = new FileInputStream(src);
...
byte hash[] = DigestAlgorithms.digest(is, ...);

即您计算整个中间 PDF 的哈希值。

这是不正确的！

必须为 PDF 计算哈希值，但稍后嵌入的签名容器的占位符除外：

散列该范围的最简单方法是已经计算 emptySignature 中的散列，并使用计算散列的 IExternalSignatureContainer 实现而不是愚蠢的 ExternalBlankSignatureContainer 从那里返回它。

例如使用这个实现：

public class PreSignatureContainer implements IExternalSignatureContainer {
    private PdfDictionary sigDic;
    private byte hash[];

    public PreSignatureContainer(PdfName filter, PdfName subFilter) {
        sigDic = new PdfDictionary();
        sigDic.put(PdfName.Filter, filter);
        sigDic.put(PdfName.SubFilter, subFilter);
    }

    @Override
    public byte[] sign(InputStream data) throws GeneralSecurityException {
        String hashAlgorithm = "SHA256";
        BouncyCastleDigest digest = new BouncyCastleDigest();

        try {
            this.hash = DigestAlgorithms.digest(data, digest.getMessageDigest(hashAlgorithm));
        } catch (IOException e) {
            throw new GeneralSecurityException("PreSignatureContainer signing exception", e);
        }

        return new byte[0];
    }

    @Override
    public void modifySigningDictionary(PdfDictionary signDic) {
        signDic.putAll(sigDic);
    }

    public byte[] getHash() {
        return hash;
    }
}

像这样：

PreSignatureContainer external = new PreSignatureContainer(PdfName.Adobe_PPKLite, PdfName.Adbe_pkcs7_detached);
signer.signExternalContainer(external, 16000);
byte[] documentHash = external.getHash();

您处理哈希的方式就像您的 CompanyA 只返回裸签名字节，但您嵌入 CompanyA 返回的字节，就好像它们是完整的 CMS 签名容器一样

在getSignatureHash 中，您最终不会返回所谓的文档哈希，而是开始构建 CMS 签名容器并返回其签名属性：

PdfPKCS7 sgn = new PdfPKCS7(null, chain, hashAlgorithm, null, digest, false);
...
return sgn.getAuthenticatedAttributeBytes(hash, PdfSigner.CryptoStandard.CMS, null, null);

只有当您随后检索这些属性字节的裸签名字节并使用相同的 PdfPKCS7 对象创建 CMS 签名容器时，计算 PdfPKCS7.getAuthenticatedAttributeBytes(...) 才有意义：

byte[] sh = sgn.getAuthenticatedAttributeBytes(hash, sigtype, ocspList, crlBytes);
byte[] extSignature = RETRIEVE_NAKED_SIGNATURE_BYTES_FOR(sh);
sgn.setExternalDigest(extSignature, null, ENCRYPTION_ALGORITHM_USED_FOR_SIGNING);

byte[] encodedSig = sgn.getEncodedPKCS7(hash, sigtype, tsaClient, ocspList, crlBytes);

尤其是您计算签名属性然后忘记PdfPKCS7 对象的方法根本没有任何意义。

但实际上，您的 CompanyA 似乎可以返回完整的 CMS 签名容器，而不仅仅是裸签名字节，因为您立即将返回的字节嵌入到 embedSignedHashToPdf 和 createSignature 中，并且您的示例 PDF 确实包含完整的 CMS 签名容器。

在这种情况下，您根本不需要使用PdfPKCS7，而是直接将预先计算好的文档摘要发送给CompanyA进行签名。

因此，您很可能根本不需要PdfPKCS7，而是将如上所述确定的文档哈希发送到 CompanyA 并嵌入他们返回的签名容器。