[发明专利]一种重构可验证的文档结构、数字签名方法和数字签名验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种文档结构及其签名和验证方法，属于计算机信息技术与数据结构领域。

背景技术

目前，电子文档的格式数不胜数，有上千种之多，其中常见的综合性文档主要有微软的DOC/DOCX、Adobe的PDF两种。随着电子文档广泛使用并替代日常纸质文档，对电子文档的验证成为电子文档的一个重要需求。对于文档的验证，包括完整性验证和来源验证两个方面，前者是验证文档的当前状态是否和某个更早时刻的状态一致，后者是验证文档的当前状态是否与来源处的状态一致。

在本领域已有技术中，一般文档的可验证性来源于数字签名，即在来源处对文档进行有效的数字签名，接收方使用数字签名进行文档的完整性验证和来源验证。

数字签名是指通过一定的数学流程实现对电子数据或者文档真实性的认证。一个合理的数字签名可以给出一个可接受的理由用于相信某段信息确实由某人发出不可抵赖（来源检查和防抵赖）并且没有在传输过程中遭到篡改（防伪）。数字签名广泛用于软件发布、商业交易和其他需要防伪和防篡改的重要场合。

在本领域中，主要用来做数字签名的文档格式是doc（或docx）和pdf格式，其中前者由Office Open XML（也作OOXML或OpenXML）生成，是一种zip压缩的，基于XML的文档格式，由微软开发用于表示各种电子表格、图表、演示文稿和文字处理的文档。后者PDF，（Portable Document Format便携式文档格式）是一种文档格式，用于稳定的表示文档，即应用程序无关、硬件和操作系统无关。每一个PDF文档包含对一个固定格式文档的完整描述、包括文本、字体、图片和其他显示所需信息。

通常，针对上述文档格式的安全签名是基于PKI，PKI(Pubic Key Infrastructure)是一种遵循标准的利用公钥加密技术为电子商务的开展提供一套安全基础平台的技术和规范。用户可利用PKI平台提供的服务进行安全通信。使用基于公钥技术系统的用户建立安全通信信任机制的基础是：网上进行的任何需要安全服务的通信都是建立在公钥的基础之上的，而与公钥成对的私钥只掌握在他们与之通信的另一方。这个信任的基础是通过公钥证书的使用来实现的。公钥证书就是一个用户的身份与他所持有的公钥的结合，在结合之前由一个可信任的权威机构CA来证实用户的身份，然后由其对该用户身份及对应公钥相结合的证书进行数字签名，以证明其证书的有效性。

PKI必须具有权威认证机构CA在公钥加密技术基础上对证书的产生、管理、存档、发放以及作废进行管理的功能，包括实现这些功能的全部硬件、软件、人力资源、相关政策和操作程序，以及为PKI体系中的各成员提供全部的安全服务。如：实现通信中各实体的身份认证、保证数据的完整、抗否认性和信息保密等。

尽管上述数字签名已经应用在各种电子文档之中，如DOC，DOCX，PDF，ODT，应用了数字签名的这些文档格式都可以进行验证。但是此种数字签名方式和文档的数据结构均存在一个问题：已经签名的文档不能进行重构，也就是说如果文档进行了数字签名，即使不影响文档的显示内容，也不能对文档结构进行重组，如进行结构优化。

文档格式要实现可验证性，必须满足三个必要条件：一、标准开放，如果不开放格式的标准，意味着只有单一软件可以进行验证，无法保证验证结果的公开公正；二、易碎性，即对文档显示的任何一点损坏都能够通过验证证实文档失效；三、稳定性，即如果文档的显示内容确实没有修改，则能够通过验证证实文档有效。其中，重构可验证是在保证易碎性的基础上对稳定性的一个加强，即在不修改文档的显示内容的情况下，可以修改文档而不影响其验证，这是DOC/DOCX、PDF等目前市场上流行的各种文档格式所不具备的，本领域目前上不存在这方面的解决方案。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明公开了一种新的文档结构，相比已有的文档格式，这种文档数据结构层面上实现了重构可验证的特性，即在不修改文档的显示内容的情况下，可以修改文档而不影响其验证。