论文总字数：27441字

摘 要

随着电子政务的建设和迅速发展，政府部门对电子公文文档一体化，电子公文交换、传输的建设需求越来越强。它已经成为政府当前信息化建设的重中之重。针对政府部门的电子公文应用的需求，提出了版式文档国家标准（Open Fixed-layout Document，缩写OFD）。

在电子公文交换、传输的过程中，存在文件被不法分子窃取、篡改或文件发送者抵赖发送了文件的隐患。在政府公文的签发、传输、公示等过程中，此类问题更加突出，如何保障电子公文的安全性、真实性、完整性的就显得更加重要。传统的解决方案往往存在与电子文件结合不紧密、数据容易被窃取的问题，而使用电子签名技术可以很好地解决此类问题。

本文通过对数字签名技术的研究，结合OFD版式文件的特性，设计出了适用于OFD版式文件的电子签章方案。该方案使用软硬件技术相结合的方式，使用国产加密算法SM2算法和摘要算法SM3算法，结合USBKEY技术，实现了对电子印章数据的安全存储和使用。分析和测试表明，该模块运行稳定，符合相关的安全性要求。有利于推广版式文档OFD的应用，促进中国电子文档版式技术等软件产业的积极发展。

关键词：版式文档国家标准，电子签名，SM2算法

Abstract

With the rapid development of e-government, government departments are increasingly demanding the integration of electronic documents and the exchange and transmission. It has become the top priority of the government's current information construction. In response to the needs of government departments for electronic document applications, the Open Fixed-layout Document (OFD) was proposed.

In the process of electronic document exchange and transmission, there are hidden dangers that documents are stolen, tampered with by the lawbreakers or denied by the file sender. In the process of issuance, transmission, and public announcement of government documents, such issues have become more prominent. How to ensure the security, authenticity, and integrity of electronic documents is even more important. Traditional solutions often have problems such as incombination with electronic files and data being easily stolen. Using electronic signature technology can solve such problems well.

This paper designs the electronic signature scheme for OFD layout files by studying the digital signature technology and combining the characteristics of OFD layout files. The program uses a combination of software and hardware technologies. It uses domestically-encoded SM2 algorithm and digest algorithm SM3 algorithm, and combines USBKEY technology to achieve secure storage and use of electronic seal data. It is showed by analysis and testing that the module is stable and meets the relevant safety requirements. It is conducive to promoting the positive development of formatted document OFD applications and promotion of China's electronic document layout technology and other software industries.

KEY WORDS: OFD, Electronic signature, SM2 algorithm

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状及发展趋势 1

1.3 研究内容 2

第二章 数字签名的理论分析 3

2.1 数字签名技术 3

2.1.1 数字签名的原理及过程 3

2.2 Hash函数 4

2.3 公开密钥算法 5

2.3.1 RSA加密算法 5

2.3.2 SM2算法 6

2.4 公钥基础设施技术 11

2.4.1 PKI 11

2.4.1 认证机构CA 13

2.5 本章小结 13

第三章 OFD电子签名系统的设计与实现 14

3.1 总体设计 14

3.2 电子印章功能设计 15

3.2.1 OFD版式文档标准与数字签名 15

3.2.2 USBKEY 16

3.3 电子印章模块设计 16

3.3.1 电子印章的数据结构 16

3.3.2 电子印章的申请和验证 17

3.4 基于OFD文档的电子签章设计 17

3.5 电子签章的生成和验证 18

3.6 电子签章的功能设计 18

3.7 电子签章的网络依赖性 19

3.8 OFD文档的电子签名实现 20

3.8.1 在线签章和验签 20

3.8.2 基于OFD阅读器的签章和验签 21

3.8.3 OFD嵌入模块实现 21

3.9 本章小结 24

第四章 OFD电子签名系统的测试及结果分析 25

4.1 OFD阅读器电子签章和验签测试 25

4.1.1 测试环境 25

4.1.2 测试内容及步骤 25

4.1.3 测试结果 31

4.2 安全性分析 31

4.3 本章小结 31

第五章 总结 32

5.1 论文工作总结 32

5.2 研究方向展望 32

致谢 33

参考文献 34

绪论

研究背景及意义

目前，电子商务和电子政务处在快速发展的阶段，传统的手动签名、加盖印章的方式需要多次进行纸质文件的传递，且易受到时间、地点、签章人因素的影响，显然已经不能满足快节奏的商务发展和现代化办公的要求。

数字签名技术，能够实现和传统的手动签名、加盖印章相同的功能，同时比传统方式具有更高的安全性和可靠性。例如，被签名文件的内容一旦发生改变，签名值将随之发生改变，以此保证文件在被签名之后的安全性；不同用户对同一文件进行签名，由于使用的私钥不同，将产生不同的签名结果，这样对签名人的身份进行了验证，避免偷取印章或仿造签名带来的不安全性。因此，数字签名技术是传统签名方式在新时代下的发展，比传统方式具有更多的优点和更高的安全性。

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