1、白話數(shù)字簽名 3 Web程序中的數(shù)字簽名 轉(zhuǎn)帖白話數(shù)字簽名(3)-Web程序中的數(shù)字簽名摘要閱讀本文并探索-如何突破Web程序無狀態(tài)性這個讓人抓狂的障礙實現(xiàn)自動顯示簽名結(jié)果和批量簽名功能。-如何將簽名功能封裝到一個實現(xiàn)了IHttpHandler接口的類庫中，使Client端的代碼盡可能的簡單。-使用數(shù)字簽名API函數(shù)需要注意的幾個問題。本文介紹在Web程序中使用數(shù)字簽名所遇到的特殊困難和解決方法，并給出一個超簡單但相當(dāng)實用的DEMO。DEMO程序的效果讓我們先來看看實現(xiàn)之后的效果。讓Client端代碼盡可能的簡單我們將數(shù)字簽名操作的復(fù)雜性全部封裝到一個命名空間為mylib.util.lnca的

2、類庫中，類庫只暴露一個名為Signer的類。Signer的Client(本例中的Default.aspx)的職責(zé)只有-構(gòu)造一個含有待簽名的數(shù)據(jù)的Dictionary作為Signer的輸入，然后調(diào)用Signer.do_sign()函數(shù)進行數(shù)字簽名。-在頁面上放置一個專門用于取得并顯示簽名結(jié)果的按鈕，并將這個按鈕的ClientID傳遞給Signer，這樣Signer在完成簽名后就可以自動觸發(fā)這個按鈕。在將程序發(fā)布給最終用戶時，要把這個按鈕的top屬性設(shè)為-10000，這樣最終用戶就看不到這個按鈕了。Default.aspx的設(shè)計視圖的截圖Default.aspx的源代碼如下%Page Langua

3、ge=C#AutoEventWireup=trueCodeFile=Default.aspx.csInherits=_Default%！DOCTYPE html PUBLIC-/W3C/DTD XHTML 1.0 Transitional/ENhtmlxmlns=headrunat=servertitle無標(biāo)題頁/title/head body formid=form1runat=servertable tr td asp：ButtonID=do_sign_buttonrunat=serverText=簽名OnClick=do_sign_button_Click/asp：LabelID=Lab

4、el1runat=serverText=Label/asp：Label/td td asp：ButtonID=show_signed_data_buttonrunat=serverText=顯示簽名結(jié)果(自動)OnClick=show_signed_data_button_Click/td/tr tr tdstyle=border：solid 1px black；vertical-align：top；asp：GridViewID=sign_candidates_gridviewrunat=serverCaption=簽名前的數(shù)據(jù)CellPadding=4ForeColor=#333333Fon

5、t-Names=宋體Font-Size=10ptFooterStyleBackColor=#1C5E55Font-Bold=TrueForeColor=White/RowStyleBackColor=#E3EAEB/EditRowStyleBackColor=#7C6F57/SelectedRowStyleBackColor=#C5BBAFFont-Bold=TrueForeColor=#333333/PagerStyleBackColor=#666666ForeColor=WhiteHorizontalAlign=Center/HeaderStyleBackColor=#1C5E55Font

6、-Bold=TrueForeColor=White/AlternatingRowStyleBackColor=White/asp：GridView/td tdstyle=border：solid 1px black；vertical-align：top；asp：GridViewID=signed_data_gridviewrunat=serverCaption=簽名結(jié)果BackColor=LightGoldenrodYellowBorderColor=TanBorderWidth=1pxCellPadding=2ForeColor=BlackOnRowDataBound=signed_data

7、_gridview_RowDataBoundFont-Names=宋體Font-Size=10ptFooterStyleBackColor=Tan/SelectedRowStyleBackColor=DarkSlateBlueForeColor=GhostWhite/PagerStyleBackColor=PaleGoldenrodForeColor=DarkSlateBlueHorizontalAlign=Center/HeaderStyleBackColor=TanFont-Bold=True/AlternatingRowStyleBackColor=PaleGoldenrod/asp：G

8、ridView/td/tr/table/form/body/html using System；using System.Data；using System.Configuration；using System.Web；using System.Web.Security；using System.Web.UI；using System.Web.UI.WebControls；using System.Web.UI.WebControls.WebParts；using System.Web.UI.HtmlControls；using System.Collections.Generic；using

9、 mylib.util.lnca；public partialclass _Default：System.Web.UI.Pageprotectedvoid Page_Load(object sender,EventArgs e)protectedvoid do_sign_button_Click(object sender,EventArgs e)/這是待簽名的數(shù)據(jù)，保存在一個Dictionary中。Key為數(shù)據(jù)的ID，Value為待簽名的數(shù)據(jù)。Dictionary string,string sign_candidates=new Dictionary string,string()；sig

10、n_candidates.Add(1,123.45)；sign_candidates.Add(2,678.90)；sign_candidates.Add(3,zhf)；sign_candidates.Add(4,7788)；sign_candidates.Add(5,1-2-3)；sign_candidates.Add(6,cnblogs)；sign_candidates_gridview.DataSource=sign_candidates；sign_candidates_gridview.DataBind()；/調(diào)用Signer.do_sign()進行簽名Signer.do_sign(Pa

11、ge,show_signed_data_button.ClientID,sign_candidates)；protectedvoid show_signed_data_button_Click(object sender,EventArgs e)if(Signer.error_code=0)/簽名成功signed_data_gridview.DataSource=Signer.signed_datas；signed_data_gridview.DataBind()；else/簽名失敗Label1.Text=Signer.error_message；protectedvoid signed_da

12、ta_gridview_RowDataBound(object sender,GridViewRowEventArgs e)/每個簽名結(jié)果的長度都要將近2000個字符，會把GridView撐得很大，為了方便寫B(tài)log時截圖，我/加了一個滾動條，實際作程序時是不需將簽名數(shù)據(jù)顯示給用戶看的，也就用不著這段代碼了。if(e.Row.RowType=DataControlRowType.DataRow)string content=e.Row.Cells1.Text；e.Row.Cells1.Text=div style=overflow：auto；width：300px；height：150px；+

13、content+/div；由于Signer是一個HTTP處理程序，所以需要在Web.config中添加一行對Signer.ashx的注冊：?xml version=1.0?configuration appSettings/connectionStrings/system.web httpHandlers addpath=Signer.ashxverb=*type=mylib.util.lnca.Signer,mylib.util.lncavalidate=false/httpHandlers/system.web/configuration有關(guān)HTTP處理程序的創(chuàng)建和應(yīng)用，可以看實戰(zhàn)HTTP

14、處理程序(HTTP Handler)系列。由于我們把復(fù)雜性都放在了Signer.cs中，Signer.cs的代碼有些長，我們會在后面討論它的幾個要點。1 using System；2 using System.Collections.Generic；3 using System.Text；4 using System.Web；5 using System.Web.UI；6 using System.Web.SessionState；7 using mylib.util.lnca.Properties；8 using System.Diagnostics；9 10 namespace mylib

15、.util.lnca 1112 publicclass Signer：IHttpHandler,IRequiresSessionState 1314/summary 15/Opens anew window to do signing.16/Example 17/Dictionary string,string sign_candidates=new Dictionary string,string()；18/sign_candidates.Add(1,123.45)；19/sign_candidates.Add(2,678.90)；20/sign_candidates.Add(3,zhf)；

16、21/sign_candidates.Add(4,7788)；22/sign_candidates.Add(5,1-2-3)；23/sign_candidates.Add(6,cnblogs)；24/Signer.do_sign(Page,on_finished_signing_button.ClientID,sign_candidates)；25/summary 26 publicstaticvoid do_sign(Page page,string on_signing_finished_button_client_id,27 Dictionary string,string sign_c

17、andidates)2829 Debug.Assert(sign_candidates！=null,sign_candidates should not be null)；30 31 Signer.sign_candidates=sign_candidates；32 Signer.sign_candidates_enumerator=Signer.sign_candidates.GetEnumerator()；33 Signer.on_signing_finished_button_client_id=on_signing_finished_button_client_id；34 35/ini

18、tializes Signer.signed_datas 36 Signer.signed_datas=new Dictionary string,string()；37 Signer.signing_counter=0；38 foreach(string keyin sign_candidates.Keys)3940 Signer.signed_datas.Add(key,)；4142 43 error_code=0；44 error_message=；45 46 if(！page.ClientScript.IsStartupScriptRegistered(page.GetType(),O

19、penSignerWindow)4748 page.ClientScript.RegisterStartupScript(page.GetType(),OpenSignerWindow,49window.open(Signer.ashx,Signer_ashx,height=100,alwaysRaised=true,width=200,top=300,left=400,toolbar=no,menubar=no,scrollbars=no,resizable=no,location=no,status=no)；,true)；505152 53/summary 54/Stores error_

20、code during signing.55/summary 56 publicstaticlong error_code 5758 getreturn(long)System.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.error_code；59 setSystem.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.error_code=value；6061 62/summary 63/Stores error_message during signing.64/summ

21、ary 65 publicstaticstring error_message 6667 getreturn System.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.error_messageasstring；68 setSystem.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.error_message=value；6970 71/summary 72/Stores datas had be signed.73/summary 74 publicstatic Di

22、ctionary string,string signed_datas 7576 getreturn System.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.signed_datasas Dictionary string,string；77 setSystem.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.signed_datas=value；7879 80/summary 81/The enumerator of sign_candidates 82/summar

23、y 83 privatestatic IEnumerator KeyValuePair string,string sign_candidates_enumerator 8485 getreturn System.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.sign_candidates_enumeratoras IEnumerator KeyValuePair string,string；86 setSystem.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.sign

24、_candidates_enumerator=value；8788 89/summary 90/Datas needs signing.91/summary 92 privatestatic Dictionary string,string sign_candidates 9394 get 9596 return System.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.sign_candidatesas Dictionary string,string；9798 set 99100 System.Web.HttpContext.

25、Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.sign_candidates=value；101102103 104/Returns the current signing progress.105 privatestaticint signing_counter 106107 getreturn(int)System.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.signing_counter；108 setSystem.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.uti

26、l.lnca.Signer.signing_counter=value；109110 111/summary 112/Returns javascript code called doSignData()function at client.113/param name=sourceData想要進行簽名的數(shù)據(jù)/param 114/param name=signAlgo簽名算法,推薦使用SignAlgo.RSA_MD5/param 115/param name=isAddSignCert是否在結(jié)果中攜帶證書/param 116/param name=isAddSrcData是否在結(jié)果中攜帶原文/

27、param 117/param name=innerOid數(shù)據(jù)類型,使用InnerOid.EMPUTY即可/param 118/param name=isAddTime是否添加簽名時間/param 119/param name=pin用戶口令,如果設(shè)為空字符串,則每次都會提示用戶輸入密碼；如果在此參數(shù)中傳入了正確的密碼,則只要求用戶輸入密碼一次./param 120/summary 121 privatestring sign_data(string source_data,string sign_algo,bool is_add_sign_cert,bool is_add_src_data,

28、string inner_oid,long is_add_time,string pin)122123 returnstring.Format(doSignData(0,1,2,3,4,5,6)；,124 source_data,125 sign_algo,126 is_add_sign_cert=true?1：0,127 is_add_src_data=true?1：0,128 inner_oid,129 is_add_time,130 pin)；131132 133/summary 134/Alias of sign_data(source_data,SignAlgo.RSA_MD5,is

29、_add_sign_cert,true,InnerOid.EMPUTY,0,string.Empty)135/summary 136 privatestring sign_data(string source_data,bool is_add_sign_cert)137138 return sign_data(source_data,SignAlgo.RSA_MD5,is_add_sign_cert,true,InnerOid.EMPUTY,0,string.Empty)；139140 141/summary 142/Alias of sign_data(source_data,SignAlg

30、o.RSA_MD5,true,true,InnerOid.EMPUTY,0,string.Empty)；143/summary 144 privatestring sign_data(string source_data)145146 return sign_data(source_data,SignAlgo.RSA_MD5,true,true,InnerOid.EMPUTY,0,string.Empty)；147148 149/summary 150/Returns signed data from HiddenFields in form.151/summary 152 privatest

31、ring get_signed_data(HttpRequest request)153154 if(get_error_code(request)！=0)155156 returnstring.Empty；157158 159 if(request.FormSigner_SubPage_SignedData_HiddenField=null)160161 returnstring.Empty；162163 164 return request.FormSigner_SubPage_SignedData_HiddenField.ToString()；165166 167/summary 168

32、/Returns error_code from the HiddenField in form.169/summary 170 privatelong get_error_code(HttpRequest request)171172 if(request.FormSigner_SubPage_ErrorCode_HiddenField=null)173174 return-1；175176 177 try 178179 returnlong.Parse(request.FormSigner_SubPage_ErrorCode_HiddenField.ToString()；180181 ca

33、tch(Exception)182183 return-1；184185186 187/summary 188/Returns error_message from the HiddenField in form.189/summary 190 privatestring get_error_message(HttpRequest request)191192 if(get_error_code(request)=-1)193194 return取得簽名結(jié)果失敗。；195196 197 if(request.FormSigner_SubPage_ErrorMessage_HiddenField

34、=null)198199 returnstring.Empty；200201 202 return request.FormSigner_SubPage_ErrorMessage_HiddenField.ToString()；203204 205/summary 206/Stores the client_id of button of father page wants to auto trigger.207/summary 208 privatestaticstring on_signing_finished_button_client_id 209210 getreturn System

35、.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.on_signing_finished_button_client_idasstring；211 setSystem.Web.HttpContext.Current.Sessionmylib.util.lnca.Signer.on_signing_finished_button_client_id=value；212213 214 publicbool IsReusable 215216 getreturntrue；217218 219 publicvoid ProcessReques

36、t(System.Web.HttpContext context)220221 context.Response.Clear()；222 context.Response.ContentType=text/html；223 context.Response.Write(！DOCTYPE html PUBLIC-/W3C/DTD XHTML 1.0 Transitional/EN)；224 context.Response.Write(html xmlns=+Environment.NewLine)；225 context.Response.Write(title簽名中/title)；226 c

37、ontext.Response.Write(form name=form1method=postid=form1+Environment.NewLine)；227 context.Response.Write(Settings.Default.controls+Environment.NewLine)；228 context.Response.Write(Settings.Default.js+Environment.NewLine)；229 230 if(sign_candidates_enumerator.Current.Key！=null)/not first reach here.23

38、1232 if(get_error_code(context.Request)=0)/signing success 233234 signed_datassign_candidates_enumerator.Current.Key=get_signed_data(context.Request)；/gathers signed data.235236 else/signing failed.237238/sets error_code and error_message 239 error_code=get_error_code(context.Request)；240 error_mess

39、age=get_error_message(context.Request)；241/terminates signing 242 context.Response.Write(script type=text/javascript+Environment.NewLine)；243 context.Response.Write(244 string.Format(opener.document.getElementById_x(0).click()；,on_signing_finished_button_client_id)；245 context.Response.Write(window.

40、close()；)；246 context.Response.Write(/script+Environment.NewLine)；247248249 250 if(sign_candidates_enumerator.MoveNext()251252 signing_counter+；253 context.Response.Write(span正在簽名+signing_counter.ToString()+/+sign_candidates.Count.ToString()+/span)；254 context.Response.Write(script type=text/javascr

41、ipt+Environment.NewLine)；255 context.Response.Write(sign_data(sign_candidates_enumerator.Current.Value)+Environment.NewLine)；256 context.Response.Write(/script+Environment.NewLine)；257258 else 259260 context.Response.Write(script type=text/javascript+Environment.NewLine)；261 context.Response.Write(2

42、62 string.Format(opener.document.getElementById_x(0).click()；,on_signing_finished_button_client_id)；263 context.Response.Write(window.close()；)；264 context.Response.Write(/script+Environment.NewLine)；265266 context.Response.Write(/form+Environment.NewLine)；267 context.Response.Write(/html+Environmen

43、t.NewLine)；268269/class Signer 270/namespace mylib.util.lnca 271 Signer.cs的第227和228行的Settings.Default.controls和Settings.Default.js是需要發(fā)送給客戶端瀏覽器用于回傳簽名結(jié)果的HiddenFields和執(zhí)行簽名操作的Javascript語句。我把它們放在了類庫的配置文件里，它們的代碼如下：1 objectid=subpage_Signer_SubPage_LNCAToolkitsclassid=clsid：6FBE853D-0DB0-4C62-B7DC-B49E9D44

44、7AF9style=width：0px；2 height：0px；codebase=3/object 4inputid=Signer_SubPage_ErrorCode_HiddenFieldname=Signer_SubPage_ErrorCode_HiddenFieldtype=hidden/5 inputid=Signer_SubPage_ErrorMessage_HiddenFieldname=Signer_SubPage_ErrorMessage_HiddenFieldtype=hidden/6 inputid=Signer_SubPage_SignedData_HiddenFiel

45、dname=Signer_SubPage_SignedData_HiddenFieldtype=hidden/1 script type=text/javascript2 function doSignData(sourceData,signAlgo,isAddSignCert,isAddSrcData,innerOid,isAddTime,pin)34 var caTool=document.getElementById_x(subpage_Signer_SubPage_LNCAToolkits)；5 var ret=caTool.EnumClientCert()；6 7if(ret=0)8

46、9 var signedData=caTool.SignDataEx(sourceData,signAlgo,isAddSignCert,isAddSignCert,innerOid,isAddTime,pin)；10 11 document.getElementById_x(Signer_SubPage_ErrorCode_HiddenField).value=caTool.ErrorCode；12 document.getElementById_x(Signer_SubPage_ErrorMessage_HiddenField).value=caTool.ErrorMessage；13 d

47、ocument.getElementById_x(Signer_SubPage_SignedData_HiddenField).value=signedData；1415 else 1617 document.getElementById_x(Signer_SubPage_ErrorCode_HiddenField).value=caTool.ErrorCode；18 document.getElementById_x(Signer_SubPage_ErrorMessage_HiddenField).value=caTool.ErrorMessage；19 document.getElemen

48、tById_x(Signer_SubPage_SignedData_HiddenField).value=；2021 22 document.forms0.submit()；2324/script自動顯示簽名結(jié)果我們想要實現(xiàn)這樣的交互效果：用戶選定想要進行簽名的數(shù)據(jù)后，只要按一個按鈕就會自動彈出一個小窗體顯示簽名的進度；當(dāng)簽名結(jié)束后，可以自動顯示簽名結(jié)果，就像上面那個DEMO程序所展示的那樣。如果我們開發(fā)的是WinForm的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)這樣的效果簡直易如反掌?？墒窃赪eb程序中，我們卻遇到了一點麻煩。自動顯示簽名結(jié)果的困難正如我們在第2篇所介紹的，為了防復(fù)制破解，我們是使用USB Key做數(shù)

49、字簽名。這個USB Key必須插在客戶端的電腦上，我們在Server端無法直接控制它，只能通過在客戶端瀏覽器上執(zhí)行的javascript代碼調(diào)用一個由遼寧CA認證中心開發(fā)的一個ActiveX控件操作USB Key進行簽名，再將簽名結(jié)果通過HiddenFields Post回Server端-不過這個Server端已經(jīng)不是以前的Server端了，Web程序的這種無狀態(tài)性沒少讓我們吃虧。換句話說，我們沒辦法像下面這樣寫(偽碼)：protected void do_sign_button_Click(object sender,EventArgs e)1 Dictionary string,strin

50、g sign_candidates=prepare_sign_candidates()；2 Dictionary string,string signed_datas=excute javascript at client browser to sign data,and return signed datas 3signed_data_gridview.DataSource=signed_datas；4 signed_data_gridview.DataBind()；實現(xiàn)自動顯示簽名結(jié)果我們遇到的問題的實質(zhì)是：準(zhǔn)備簽名數(shù)據(jù)(偽代碼第1行)、顯示簽名結(jié)果(偽代碼第3、4行)的操作在Server

51、端進行；而使用USB Key進行簽名的操作(偽代碼第2行)必須在Client端的瀏覽器上執(zhí)行，并且這兩種操作是異步的！所以我們只能將顯示簽名結(jié)果的代碼放到另一個函數(shù)中，在簽名結(jié)束后以某種方法觸發(fā)它。我們在Demo中所使用的方法是，將顯示簽名結(jié)果的代碼放到顯示簽名結(jié)果(自動)按鈕的Click事件中，在簽名結(jié)束后，使用javascript：opener.document.getElementById_x(show_signed_data_button.ClientID).click()；來觸發(fā)這個按鈕的Click事件。思考題我們使用一個偽隱藏的按鈕可以簡單地實現(xiàn)自動顯示簽名結(jié)果的效果，不過這種作法

52、似乎有點土。你能否使用其它更高級的方法來實現(xiàn)同樣的效果?實現(xiàn)批量簽名我們需要讓用戶按一次按鈕，就可以簽名n條數(shù)據(jù)，可是數(shù)字簽名API SignDataEx(sourcedata,.)一次只能簽名一條數(shù)據(jù)。我們需要遍歷每條待簽名數(shù)據(jù)，調(diào)用SignDataEx()進行簽名。我們有兩種選擇：1.在Server端進行遍歷，每次傳送一條數(shù)據(jù)給Client端進行簽名。2.將n條待簽名數(shù)據(jù)一次全部傳給Client端，在Client端使用javascript的for循環(huán)遍歷待簽名數(shù)據(jù)并進行簽名。我們在Demo程序中是使用了第1種方法。基于和自動顯示簽名結(jié)果一節(jié)所述的同樣的困難，我們無法在Signer.cs的P

53、rocessRequest()中這樣寫(偽碼)：public void ProcessRequest(System.Web.HttpContext context)foreach(string key in sign_candidates.Keys)string signed_data=excute javascript at client browser to sign data,and return signed data好在已經(jīng)有大師發(fā)明了外部迭代器(external iterator)，我們可以在第一次迭代之前，先創(chuàng)建一個待簽名數(shù)據(jù)的一個外部迭代器，并把它保存在Session中。每次簽

54、名后，Client端PostBack回Server端，在Server端從Session中取出這個外部迭代器，調(diào)用sign_candidates_enumerator.MoveNext()，之后繼續(xù)向Client端發(fā)送簽名用的javascript語句，直至完成全部遍歷，請參見Signer.cs的250268行。下面的時序圖表示批量簽名3條數(shù)據(jù)的過程。思考題我們的DEMO實現(xiàn)了第1種方法，你能否實現(xiàn)第2種方法?這兩種實現(xiàn)方法各有什么優(yōu)缺點?綜合起來我們把批量簽名與自動顯示簽名結(jié)果的功能都放在Signer.cs中，可以用下面這個經(jīng)過簡化的時序圖來表示。附錄數(shù)字簽名API簡介我們使用的是遼寧省數(shù)字認證

55、中心發(fā)放的數(shù)字證書。他們還提供了兩套數(shù)字簽名API：一個是ActiveX控件；一個是COM組件。兩套API都有完整、豐富的數(shù)字簽名相關(guān)的函數(shù)，可以單獨使用。如果是WinForm程序，直接使用COM組件即可。不過由于Web程序必須使用ActiveX控件，所以我們在作數(shù)字簽名的時候使用ActiveX控件，在驗證簽名的時候使用COM組件。也許您手頭的API和我們使用的API并不相同，不過您仍然可以下載這兩套API的手冊找找感覺。LNCAToolkits控件(通用版)程序員手冊_v2.pdf-這個是ActiveX控件的手冊LNCA-CryptoAPI-Com版程序員手冊_v1.pdf-這個是COM組件