深入理解Java XML规范化：解决命名空间前缀重写问题以确保数字签名一致性

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.util.Base64;

// 假设这是你正在寻找的XML规范化库的接口
// 请根据实际 dept2/c14n2 库的API进行调整
// 此处仅为概念性演示，实际API可能不同
class CustomXmlCanonicalizer {
    /**
     * 对XML字符串进行规范化处理，支持PrefixRewrite="sequential"
     * @param xmlString 待规范化的XML字符串
     * @param canonicalizationMethod 规范化方法URI (例如: http://www.w3.org/TR/xml-c14n2/#WithComments)
     * @param prefixRewriteOption 命名空间前缀重写选项 (例如: "sequential")
     * @return 规范化后的XML字符串
     * @throws Exception 如果规范化失败
     */
    public static String canonicalize(String xmlString, String canonicalizationMethod, String prefixRewriteOption) throws Exception {
        // 实际的规范化逻辑将在这里实现
        // 伪代码:
        // Canonicalizer c14n = CanonicalizerFactory.getInstance(canonicalizationMethod);
        // if ("sequential".equals(prefixRewriteOption)) {
        //     c14n.setPrefixRewriteOption(PrefixRewriteOption.SEQUENTIAL);
        // }
        // return c14n.canonicalize(xmlString);

        // 模拟规范化结果，以展示前缀重写效果
        // 假设原始XML: <root xmlns:ns1='http://example.com/ns1'><ns1:element>data</ns1:element></root>
        // 假设组装后XML: <root xmlns:ns0='http://example.com/ns1'><ns0:element>data</ns0:element></root>
        // 经过 PrefixRewrite="sequential" 规范化后，两者都应变为统一形式，例如:
        // <root xmlns:n1="http://example.com/ns1"><n1:element>data</n1:element></root>
        if (xmlString.contains("ns1:") || xmlString.contains("ns0:")) {
            return xmlString
                    .replace("xmlns:ns1='http://example.com/ns1'", "xmlns:n1='http://example.com/ns1'")
                    .replace("ns1:", "n1:")
                    .replace("xmlns:ns0='http://example.com/ns1'", "xmlns:n1='http://example.com/ns1'")
                    .replace("ns0:", "n1:");
        }
        return xmlString; // 如果没有前缀，直接返回
    }

    // 模拟签名计算
    public static String calculateSignature(String canonicalizedXml) throws Exception {
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hash = digest.digest(canonicalizedXml.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(hash);
    }
}

public class XmlSignatureConsistencyDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 原始XML字符串
        String originalXml = "<root xmlns:ns1='http://example.com/ns1'><ns1:element attr='val'>original_data</ns1:element></root>";
        System.out.println("原始XML:\n" + originalXml);

        // --- 步骤1: 计算原始XML的数字签名 ---
        // 1.1 对原始XML进行规范化，确保命名空间前缀一致性
        // 假设 CustomXmlCanonicalizer 提供了处理 PrefixRewrite="sequential" 的方法
        String canonicalizedOriginalXml = CustomXmlCanonicalizer.canonicalize(
                originalXml,
                "http://www.w3.org/TR/xml-c14n2/#WithComments", // 规范化方法URI
                "sequential" // 启用前缀重写
        );
        System.out.println("\n规范化后的原始XML:\n" + canonicalizedOriginalXml);

        // 1.2 使用规范化后的XML计算数字签名
        String originalSignature = CustomXmlCanonicalizer.calculateSignature(canonicalizedOriginalXml);
        System.out.println("原始XML计算出的签名:\n" + originalSignature);

        System.out.println("\n--- XML 往返转换模拟 ---");

        // --- 步骤2: 将XML字符串解组为Java对象 ---
        // 实际应用中，这里会使用JAXB或其他XML解析库将XML转换为Java对象
        // Object javaObject = XmlUnmarshaller.unmarshal(originalXml);
        System.out.println("模拟解组XML到Java对象...");
        Object javaObject = new Object(); // 模拟解组操作

        // --- 步骤3: 将Java对象重新组装回XML字符串 ---
        // 实际应用中，这里会使用JAXB或其他XML序列化库将Java对象转换回XML
        // 注意：此步骤可能改变命名空间前缀
        String marshalledXml = "<root xmlns:ns0='http://example.com/ns1'><ns0:element attr='val'>original_data</ns0:element></root>"; // 模拟组装后前缀变化
        System.out.println("\n组装后的XML (命名空间前缀可能已变):\n" + marshalledXml);

        // --- 步骤4: 重新计算签名并验证 ---
        // 4.1 对组装后的XML进行规范化，同样使用 PrefixRewrite="sequential" 选项
        String canonicalizedMarshalledXml = CustomXmlCanonicalizer.canonicalize(
                marshalledXml,
                "http://www.w3.org/TR/xml-c14n2/#WithComments", // 规范化方法URI
                "sequential" // 启用前缀重写
        );
        System.out.println("\n规范化后的组装XML:\n" + canonicalizedMarshalledXml);

        // 4.2 使用规范化后的XML重新计算数字签名
        String newSignature = CustomXmlCanonicalizer.calculateSignature(canonicalizedMarshalledXml);
        System.out.println("组装后XML重新计算出的签名:\n" + newSignature);

        // 4.3 验证签名
        System.out.println("\n--- 签名验证结果 ---");
        if (canonicalizedOriginalXml.equals(canonicalizedMarshalledXml)) {
            System.out.println("规范化后的XML内容一致。");
            if (originalSignature.equals(newSignature)) {
                System.out.println("数字签名验证成功！原始签名与新签名匹配。");
            } else {
                System.out.println("警告：规范化内容一致但数字签名不匹配。可能签名计算逻辑有误或存在其他细微差异。");
            }
        } else {
            System.err.println("错误：规范化后的XML内容不一致，数字签名验证失败。");
        }
    }
}