使用XML-Encryption实现安全SOAP消息

自1977年以来，使用最为广泛的加密算法是数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）。但是事实表明，由于近几年计算能力的极大提高，DES可以在一天之内被攻破。所以2001年，联邦政府引入了一个新的标准：高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）。DES和AES使用的都是对称密钥加密算法。顾名思义，其加密和解密是使用同一个密码块进行的。在一个客户-服务器环境中，如何创建、分发用于加密和解密消息的密钥并对其达成协议是首要的问题。

XML-Encryption指定EncryptedKey机制，使用RSA——一种公钥加密体制——来加密密钥。我们需要记住，在非对称加密中，我们使用公钥来加密，而使用私钥来解密。所以，密钥由消息发送方创建，并使用接收方的公钥进行加密。然后用于加密的密钥会包含在消息中。接收方根据KeyInfo元素得出解密密钥（私钥）。

让我们来详细看一下由WebLogic Server 9.0所生成的示例消息：

<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
<soapenv:Header>
<wsse:Security
xmlns:wsse="…/oasis-200401-wss-wssecurity-secext-1.0.xsd"
soapenv:mustUnderstand="1">
<ns1:EncryptedKey Id="encrypt"
xmlns:ns1="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#">
<ns1:EncryptionMethod Algorithm="…#rsa-1_5"/>
<ns2:KeyInfo xmlns:ns2="…/xmldsig#">
<wsse:SecurityTokenReference wsu:Id="Dk8Xm"
xmlns:wsu="…/oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd"
xmlns:wsse="…/oasis-200401-wss-wssecurity-secext1.0.xsd">
<ns2:X509Data>
<ns2:X509IssuerSerial>
<ns2:X509IssuerName>CN=CertGenCAB…C=US</ns2:X509IssuerName>
<ns2:X509SerialNumber>-</ns2:X509SerialNumber>
</ns2:X509IssuerSerial>
</ns2:X509Data>
</wsse:SecurityTokenReference>
</ns2:KeyInfo>
<ns1:CipherData>
<ns1:CipherValue>aSMjPEHitl/2doflGwDQ==</ns1:CipherValue>
</ns1:CipherData>
<ns1:ReferenceList>
<ns1:DataReference URI="#Dk8Zw31"/>
</ns1:ReferenceList>
</ns1:EncryptedKey>
</wsse:Security>
</soapenv:Header>
<soapenv:Body>
<ns1:EncryptedData Id=" Dk8Zw31" Type="…#Content"
MimeType="text/xml" Encoding="UTF-8" xmlns:ns1="…/xmlenc#">
<ns1:EncryptionMethod Algorithm="…#tripledescbc"/>
<ns1:CipherData>
<ns1:CipherValue>2HIkjvUdSL9qpqhP</ns1:CipherValue>
</ns1:CipherData>
</ns1:EncryptedData>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>

SecurityTokenReference元素指定接收方的X509证书的X509IssuerSerial。接收方应该能够从密钥库查找相应的私钥来执行解密操作。除了X509IssuerSerial，X509证书的Subject Key Identifier (SKID)也可以用来描述用于加密的密钥。

<wsse:SecurityTokenReference>
<wsse:KeyIdentifier
ValueType="...#X509SubjectKeyIdentifier">
Xeg55vRyK3ZhAEhEf+YT0z986L0=
</wsse:KeyIdentifier>
</wsse:SecurityTokenReference>

如果X509证书中包含SKID，WebLogic Server 9.0就总会在SecurityTokenReference中生成KeyIdentifier。而如果X509证书中没有SKID，那么就会在SecurityTokenReference中使用X509IssuerSerial。

只要响应消息需要加密，客户端就会将它的公钥作为请求消息的一部分发送，以便服务器使用其中的密钥来加密响应消息。

<soapenv:Envelope
xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
<soapenv:Header>
<wsse:Security
xmlns:wsse=".../oasis-200401 wss-wssecurity-secext-1.0.xsd"
soapenv:mustUnderstand="1">
<wsse:BinarySecurityToken wsu:Id="encrypt-token"
xmlns:wsu="…/oasis-200401-wss-wssecurity-utility-1.0.xsd"
ValueType="…#X509v3"
EncodingType="…#Base64Binary">BZEWX…
</wsse:BinarySecurityToken>
</wsse:Security>
</soapenv:Header>
<soapenv:Body>
<m:encryptResponse xmlns:m="http://dev2dev.bea.com">
<m:s>Only response message isencrypted!</m:s>
</m:encryptResponse>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>

signatures.xml文件是出版物的电子签名
<signatures>

<Signature Id="MyFirstSignature" xmlns="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">

<SignedInfo>

<CanonicalizationMethod
Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n-20010315"/>

<SignatureMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#dsa-sha1"/>

<Reference URI="#Manifest1">

<DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>

<DigestValue>j6lwx3rvEPO0vKtMup4NbeVu8nk=</DigestValue>

</Reference>

</SignedInfo>

<SignatureValue>MC0CFFrVLtRlk=...</SignatureValue>

<KeyInfo>

<KeyValue>

<DSAKeyValue>

<P>...</P><Q>...</Q><G>...</G><Y>...</Y>

</DSAKeyValue>

</KeyValue>

</KeyInfo>

<Object>

<Manifest Id="Manifest1">

<Reference URI="OEBFPS/book.xml">

<Transforms>

<Transform
Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n-20010315"/>

</Transforms>

</Reference>

<Reference URI="OEBFPS/images/cover.jpeg"/>

</Manifest>

</Object>

</Signature>

</signatures>

encryption.xml文件中是出版物的加密信息

<encryption

xmlns ="urn:oasis:names:tc:opendocument:xmlns:container"
xmlns:enc="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#"
xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">

<enc:EncryptedKey Id="EK">

<enc:EncryptionMethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#rsa-1_5"/>

<ds:KeyInfo>

<ds:KeyName>John Smith</ds:KeyName>

</ds:KeyInfo>

<enc:CipherData>

<enc:CipherValue>xyzabc</enc:CipherValue>

</enc:CipherData>

</enc:EncryptedKey>

<enc:EncryptedData Id="ED1">

<enc:EncryptionMethod Algorithm="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#kw-aes128"/>

<ds:KeyInfo>

<ds:RetrievalMethod URI="#EK"

Type="http://www.w3.org/2001/04/xmlenc#EncryptedKey"/>

</ds:KeyInfo>

<enc:CipherData>

<enc:CipherReference URI="image.jpeg"/>

</enc:CipherData>

</enc:EncryptedData>

</encryption>

有关XML的加密参见 “XML Encryption Syntax and Processing” (http://www.w3.org/TR/2002/REC-xmlenc-core-20021210).我们介绍一下 <EncryptedKey>和 <EncryptedData>两个元素：

每一个EncryptedKey元素说明了一个或者几个文件是怎样加密的（密钥）。如果包中的任何资源是加密的，则包内必须有encryption.xml文件。

EncryptedData元素是一加密的XML文件名。它和EncryptedKey对应。OCF中每个文件是分别加密的，阅读时再分别解密。这样会暴露压缩包（容器）内的结构和文件名。

OCF提供了XML文件加密的框架，允许使用各种加密算法。XML加密仅对XML文档，尽管这样OCF也允许对非XML数据加密。XML加密是对所有的文件的，而且只能是整个文件的加密。但encryption.xml文件不能是加密的。

加密的文件取代了包内原来非加密的文件。例如photo.ipg被告加密了，那么加密的photo.jpg将取代包内原来没有加密的photo.jpg

当存储在一个压缩包中时，数据是在加密前就已经压缩了的，而不是用Flate compression。

下面这些文件是从来不被加密的：

· mimetype

· META-INF/container.xml

· META-INF/manifest.xml

· META-INF/metadata.xml

· META-INF/signatures.xml

· META-INF/encryption.xml

· META-INF/rights.xml

· OEBPS rootfile (the OEBPS Package file)

rights.xml文件是出版物的版权信息，是为数字版权管理（DRM）用的，目录还没有标准格式。