Java中XML规范化与命名空间前缀重写：解决数字签名一致性问题

<dependency>
    <groupId>com.github.dept2</groupId>
    <artifactId>c14n2</artifactId>
    <version>1.0</version> <!-- 请检查GitHub仓库获取最新版本 -->
</dependency>

implementation 'com.github.dept2:c14n2:1.0' // 请检查GitHub仓库获取最新版本

import org.w3c.dom.Document;
import com.dept2.c14n2.C14n2;
import com.dept2.c14n2.Options;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;

public class XmlCanonicalizationWithPrefixRewrite {

    /**
     * 对XML字符串进行C14N 2.0规范化，并设置PrefixRewrite="sequential"。
     *
     * @param xmlString 待规范化的XML字符串
     * @return 规范化后的字节数组
     * @throws Exception 解析或规范化过程中可能发生的异常
     */
    public static byte[] canonicalizeXml(String xmlString) throws Exception {
        // 1. 将XML字符串解析为DOM Document对象
        DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance();
        dbf.setNamespaceAware(true); // 必须支持命名空间
        DocumentBuilder db = dbf.newDocumentBuilder();
        Document doc = db.parse(new ByteArrayInputStream(xmlString.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));

        // 2. 初始化C14N 2.0规范化器实例
        C14n2 c14n2 = new C14n2();

        // 3. 配置规范化参数，特别是设置 'PrefixRewrite' 选项为 'sequential'
        Options options = new Options();
        // 这是确保命名空间前缀一致性的关键设置
        options.setPrefixRewrite("sequential"); 
        // 根据需要，还可以设置其他C14N 2.0选项，例如是否包含注释等
        // options.setWithComments(true); // 如果需要包含注释

        // 4. 调用规范化方法，传入待处理的XML DOM文档或节点
        // 这里我们对整个文档进行规范化
        return c14n2.canonicalize(doc, options);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 示例1：原始XML，使用ns1和ns2作为前缀
        String originalXml = "<root xmlns:ns1=\"http://example.com/ns1\" xmlns:ns2=\"http://example.com/ns2\">" +
                             "  <ns1:element1 attr1=\"value1\">Content1</ns1:element1>" +
                             "  <ns2:element2>Content2</ns2:element2>" +
                             "</root>";

        // 示例2：语义上与示例1相同，但使用了不同的命名空间前缀（a和b）
        String modifiedPrefixXml = "<root xmlns:a=\"http://example.com/ns1\" xmlns:b=\"http://example.com/ns2\">" +
                                   "  <a:element1 attr1=\"value1\">Content1</a:element1>" +
                                   "  <b:element2>Content2</b:element2>" +
                                   "</root>";

        // 示例3：语义上与示例1相同，但属性顺序不同
        String differentAttributeOrderXml = "<root xmlns:ns1=\"http://example.com/ns1\" xmlns:ns2=\"http://example.com/ns2\">" +
                                            "  <ns1:element1 attr1=\"value1\">Content1</ns1:element1>" +
                                            "  <ns2:element2>Content2</ns2:element2>" +
                                            "</root>"; // C14N 1.0/1.1 也会处理属性顺序，这里主要演示前缀

        try {
            System.out.println("--- 原始XML字符串 ---");
            System.out.println(originalXml);
            byte[] canonicalizedOriginal = canonicalizeXml(originalXml);
            System.out.println("\n--- 规范化后的原始XML (UTF-8) ---");
            System.out.println(new String(canonicalizedOriginal, StandardCharsets.UTF_8));

            System.out.println("\n------------------------------------------------\n");

            System.out.println("--- 修改前缀的XML字符串 ---");
            System.out.println(modifiedPrefixXml);
            byte[] canonicalizedModified = canonicalizeXml(modifiedPrefixXml);
            System.out.println("\n--- 规范化后的修改XML (UTF-8) ---");
            System.out.println(new String(canonicalizedModified, StandardCharsets.UTF_8));

            System.out.println("\n------------------------------------------------\n");

            System.out.println("--- 属性顺序不同的XML字符串 (与原始XML语义相同) ---");
            System.out.println(differentAttributeOrderXml);
            byte[] canonicalizedDifferentAttrOrder = canonicalizeXml(differentAttributeOrderXml);
            System.out.println("\n--- 规范化后的属性顺序不同XML (UTF-8) ---");
            System.out.println(new String(canonicalizedDifferentAttrOrder, StandardCharsets.UTF_8));


            // 验证规范化结果是否一致
            boolean arePrefixesEqual = Arrays.equals(canonicalizedOriginal, canonicalizedModified);
            System.out.println("\n原始XML与修改前缀XML的规范化结果是否一致: " + arePrefixesEqual);

            boolean areAttrOrdersEqual = Arrays.equals(canonicalizedOriginal, canonicalizedDifferentAttrOrder);
            System.out.println("原始XML与属性顺序不同XML的规范化结果是否一致: " + areAttrOrdersEqual);

            if (arePrefixesEqual && areAttrOrdersEqual) {
                System.out.println("\n所有语义相同的XML经过C14N 2.0规范化后，字节表示一致，可用于数字签名比对。");
            } else {
                System.out.println("\n规范化结果不一致。请检查配置或XML内容。");
            }

        } catch (Exception e) {
            System.err.println("规范化过程中发生错误: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}