ECDSA 签名的 PDF 无法使用 iText 7 (C#) 进行签名验证，但使用 Adob​​e Reader DC 时成功

如何解决ECDSA 签名的 PDF 无法使用 iText 7 (C#) 进行签名验证，但使用 Adob​​e Reader DC 时成功

我使用 iText 7 创建了代码，该代码能够使用使用 ECDSA 密钥对的 X509 证书对给定的 PDF 进行数字签名。当我在 Acrobat Reader DC 中打开这个签名的 PDF 时，它会正确读取它，并验证它是否有效（因为签名等原因，文档未修改）。

但是，当我尝试使用 iText 7 验证同一文档时，完整性和真实性检查返回 false。

这是一个示例代码：

// ...
PdfDocument pdfDoc = new(new PdfReader(stream));
SignatureUtil signUtil = new(pdfDoc);
IList<string> names = signUtil.GetSignatureNames();
foreach (string name in names) {
   PdfPKCS7 pkcs7 = signUtil.ReadSignatureData(name);
   bool wholeDocument = signUtil.SignatureCoversWholeDocument(name);
   bool signatureIntegrityAndAuthenticity = pkcs7.VerifySignatureIntegrityAndAuthenticity(); // this returns false,even though Adobe has no problem verifying the signature.
// more code to read values and put them in a json
}
// ...

以及我从签名中提取的示例输出：

{
  "$id": "1","signatures": [
    {
      "$id": "2","integrityAndAuthenticity": false,// <---- should be true in my opinion.
      "revisionNumber": 1,"coversWholeDocument": true,"invisibleSignature": true,"filterSubType": "ETSI.CAdES.detached","encryptionAlgorithm": "ECDSA","hashAlgorithm": "SHA512","nameOfSigner": "C=HU,CN=Teszt Elek,GIVENNAME=Elek,L=Budapest,O=Teszt ECC Szervezet,SN=202010260807,SURNAME=Teszt","alternateNameOfSigner": null,"signDate": "2021-04-22T12:50:33Z","timestamp": {
        "$id": "3","service": "C=HU,O=Microsec Ltd.,2.5.4.97=VATHU-23584497,CN=Test e-Szigno TSA 2017 01","verified": true,"hashAlgorithmOid": "2.16.840.1.101.3.4.2.3"
      },"location": " Hungary","reason": "Approval","contactInfo": "","name": "GUID_97e1669d-0fbe-409a-a8fc-8518a1bae460","signatureType": "approval","fillInAllowed": true,"annotationsAllowed": true,"fieldLocks": []
    }
  ],"revisions": 1,"valid": false // is an aggregate of all the signatures integrity in the array above
}

发布时我使用的是最新的 iText 7 版本，我的平台是 ASP.NET 5 (.Net 5)。示例代码对应于 iText 自己的示例代码，它们提供给他们的学习书籍（但更新为 7，因为这些书籍是为 iText 5 编写的）。

我正在添加示例 pdf，以及 this google drive 中签名版本的一些组合。它包含一个示例 pdf，它是无符号和纯的。然后使用 ECDSA 和 RSA 密钥分别对该 pdf 进行签名。然后用相反类型的密钥对它们进行签名。以及他们所有的验证结果。注意：在 json 文件中，integrityAndAuthenticity 为简洁起见仅命名为 valid，但其保存的值是 pkcs7.VerifySignatureIntegrityAndAuthenticity() 的结果。所有签名均由我的应用完成（使用 iText 7）。

编辑#1： 我正在提供执行签名的代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using iText.Signatures;

public class EcdsaSignature : IExternalSignature
{
    private readonly string _encryptionAlgorithm;
    private readonly string _hashAlgorithm;
    private readonly ECDsa _pk;

    public EcdsaSignature(ECDsa pk,string hashAlgorithm)
    {
        _pk = pk;
        _hashAlgorithm = DigestAlgorithms.GetDigest(DigestAlgorithms.GetAllowedDigest(hashAlgorithm));
        _encryptionAlgorithm = "ECDSA";
    }

    public virtual string GetEncryptionAlgorithm()
    {
        return _encryptionAlgorithm;
    }

    public virtual string GetHashAlgorithm()
    {
        return _hashAlgorithm;
    }

    public virtual byte[] Sign(byte[] message)
    {
        return _pk.SignData(message,new HashAlgorithmName(_hashAlgorithm),DSASignatureFormat.Rfc3279DerSequence); // <---- I have solved the iText 7 issue by providing this enum to the SignData() method.
    }
}

然后：

using (var key = myCertificate.GetECDsaPrivateKey()) {
   /*PdfSigner*/ signer.SignDetached(new EcdsaSignature(key,DigestAlgorithms.SHA512),chainArray,crlList,ocspClient,tsaClient,subfilter);
}

多亏@mkl 的回复，它消除了一些关于签名格式的困惑，谢天谢地，微软支持 SignData() 方法中的 TLV 序列格式，所以我不必对签名过程进行逆向工程来实现什么我想要。虽然我只假设这个枚举是答案中描述的 TLV 序列，因为它使用不同的 RFC 或 IEEE 规范来引用它。尽管如此，它解决了我的问题。 （我还添加了一个新的 pdf 到驱动器 sample_signed_ecdsa_Rfc3279DerSequence.pdf 和相应的响应 JSON。）可能默认情况下它使用 DSASignatureFormat.IeeeP1363FixedFieldConcatenation，因为指定该参数不会改变签名有效性，但指定另一个使其在 iText 7 中也有效。

至于互操作性，我不确定如何更改代码以使用 IExternalSignatureContainer。我是这个数字签名的新手，我只关注了他们网站上的 iText 5 书和更新的 iText 7 示例，不幸的是，除了 API 参考之外，我无法找到有关它的示例或文档。>

解决方法

您的 ECDSA 签名中存在一个问题，该问题仅被 Adob​​e Acrobat 忽略，而不会被 iText 7 忽略。

对 ECDSA 签名值进行编码有两种主要格式：

• 作为两个 SEQUENCE 值的 TLV INTEGER

  ECDSA-Sig-Value ::= SEQUENCE {
    r  INTEGER,s  INTEGER
  }
  

  （参见 ANSI X9.62、RFC 5480 和 SEC 1: Elliptic Curve Cryptography，在由两个附加的可选值扩展的 SECG 文档中）；

• 作为两个固定长度整数的连接（见 BSI TR-03111），也就是普通格式。

要使用的格式取决于应用的签名算法。例如：

• SHA512withECDSA (OID 1.2.840.10045.4.3.4) 暗示使用 TLV SEQUENCE 格式。
• SHA512withPLAIN-ECDSA (OID 0.4.0.127.0.7.1.1.4.1.5) 暗示使用纯格式。

不幸的是，您的 ECDSA CMS 签名容器 SignerInfo 对象的 OID 为 1.2.840.10045.2.1，签名算法应该在该位置；并且该 OID 只是 ECDSA 公钥的 OID，根本不是特定的算法标识符。在不同的验证器中，这有不同的效果：

• Adobe Acrobat 忽略 OID 作为签名算法 OID 无效，并接受 TLV 和纯格式的签名。
• iText 7 忽略 OID 作为签名算法 OID 无效，并假设 SHAXXXwithECDSA，即期望 TLV 编码的签名值。
• eSig DSS 认为由于 OID 无效的签名算法 OID 导致签名被加密破坏。

因此，如果您只需要 Adob​​e Acrobat 和 iText 7 接受您的签名，确保 ECDSA 签名值采用 TLV 格式就足够了。

另一方面，如果您希望您的签名更具互操作性，请将基于 iText 7 的签名代码更改为使用 IExternalSignatureContainer 实现（而不是 IExternalSignature )，您可以在其中构建正确的 CMS 签名容器。请注意，iText 中的 ECDSA 支持是有限的；特别是，您将不得不使用暗示 TLV 格式的签名算法。