摘要：本文比较全面地介绍了XML签名，但并未深入探究。本人水平有限，错误难免，欢迎指正，共同探讨。
目录：
XML签名概览... 1
简介... 1
为什么需要XML签名... 1
数字签名... 2
XML签名语法... 2
应用... 4
实现... 4
参考... 4
简介
XML签名是一种基于XML格式的签名规范。它是W3C最早的XML安全方面的推荐标准规范。设计的XML签名带有多个目标，可提供“对任何数据类型的完整性、消息认证、和／或签名者认证服务， 无论是在包括该签名的 XML 内部还是在别处（这对因特网的发展意义重大）。”
XML实质上是定义了一些XML标签，通过这些标签来达到对XML文档或其他数据进行签名的目的。
本文首先说明XML签名解决的问题，然后再从数字签名原理、XML签名语法、应用等各方面讲述XML签名。
为什么需要XML签名
互联网在快速发展的同时，带来了许多安全方面的挑战。数据传输的机密性、完整性，消息认证，数据不可抵赖性等，都是在应用时需要高度重视的。正如简介中所说，XML签名能够解决完整性、消息认证和不可抵赖性（即签名者认证服务）。
完整性：即保证数据在传输过程中不被篡改。
消息认证：使数据接收者能够确定消息来源的一项服务。
不可抵赖性：使数据发送者不能对自己已经发送数据的行为进行否认的一项服务。
同时，XML签名是完全基于XML的，这使得它的应用将十分方便。还有一点很重要，它是W3C的推荐标准（要知道因特网上的应用，标准是十分重要的）。
数字签名
数字签名是密码学中非常重要的一个领域，应用十分广泛。
密码学主要分为对称和非对称两大类，其区别在于加解密密钥是否相同。非对称密码学又称公私钥密码学，是近代密码学一个非常重大的突破。非对称加密的加解密密钥不同，一般称其中一个为私钥，另一个为公钥。私钥为用户私有，公钥通过某种机制公布，并且两者无关联（并非完全没有联系，是指从一个无法推的得另一个）。由于它使用两种不同的密钥，因而称为非对称，并且因此可以用于消息认证和防抵赖。
在应用数字签名时，一般都会配合使用消息摘要算法（因为如果直接对原数据进行加密签名的话，会使签名十分冗长。所以先计算其摘要，再对摘要进行签名）。消息摘要算法也是密码学中很重要的一个方面。它是一种单向函数，对原数据进行变换并获得摘要值（一般512位）。它的特点是攻击者无法针对一个摘要逆向生成产生此摘要的原数据，由此可知它是提供完整性服务的关键。
下面是一个简单的应用模式：
注：XML签名规范是包括摘要部分的XML签名语法，首先看个例子：
[来源于“XML-Signature Syntax and Processing”]
[s01] <Signature Id="MyFirstSignature" xmlns="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#">
[s02] <SignedInfo>
[s03] <CanonicalizationMethod Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n-20010315"/>
[s04] <SignatureMethod
Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#dsa-sha1"/>
[s05] <Reference
URI="http://www.w3.org/TR/2000/REC-xhtml1-20000126/">
[s06] <Transforms>
[s07] <Transform Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n-20010315"/>
[s08] </Transforms>
[s09] <DigestMethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/>
[s10] <DigestValue>j6lwx3rvEPO0vKtMup4NbeVu8nk=</DigestValue>
[s11] </Reference>
[s12] </SignedInfo>
[s13] <SignatureValue>MC0CFFrVLtRlk=...</SignatureValue>
[s14] <KeyInfo>
[s15a] <KeyValue>
[s15b] <DSAKeyValue>
[s15c] <P>...</P><Q>...</Q><G>...</G><Y>...</Y>
[s15d] </DSAKeyValue>
[s15e] </KeyValue>
[s16] </KeyInfo>
[s17] </Signature>
开始为一个Signature标签，表示这是一个XML签名。
2-12行为SignedInfo，其中Reference中指明签名的对象，以及原数据的摘要。
13行为签名值。
14-16行为KeyInfo标签，指明签名使用的公钥信息。
例子中出现的标签，以及为出现的标签，将在下面简要介绍。
[更加具体的说明以及相关的XML Schema或DTD可以参考“XML-Signature Syntax and Processing”]
1、 名称空间
xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#"为XML签名使用的名称空间。
2、 Signature标签
标识了特定环境下的一个完整XML签名。包括子元素<SignedInfo>、<SingatureValue>、<KeyInfo>和<Object>，其中后两个可选。属性有Id，作为签名的标识。
3、 SignedInfo标签
最复杂的一个标签，指明了规范化方法、数据源、签名算法、摘要算法、摘要值以及签名变换等。包括<CanonicalizationMethod>、<SignatureMethod>、<Reference>三个标签，其中Reference标签可以有多个，即签名可以指定多个数据源。属性Id为标识。
3.1、<CanonicalizationMethod>标签
空标签。属性Algorithm用URI方式指定规范化的算法。
3.2、< SignatureMethod >标签
空标签。属性Algorithm用URI方式指定签名的算法。
3.3、<Reference>标签
< DigestMethod>和< DigestValue>标签分别指定摘要的算法和值。属性Id为标识，URI指定数据源。< Transforms>指定签名变换，由零至多个<Transform>子标签构成。每个<Transform>子标签为一种签名变换。这里的变换指的是签名之前对需要签名的数据进行的一种变换。<Transform>标签的Algorithm属性指定签名变换算法。
4、 <KeyInfo>标签
（可选。因为在实际应用中，上下文可能已经隐含了这个信息，或者双方通过其他约定来传递这个信息）
包含<KeyName>、<KeyValue>、<RetrievalMethod>、<X509Data>、<PGPData>、<SPKIData>、<MgmtData>子标签。
4.1、<KeyName>标签
密钥名称的简单文本标识符。
4.2、<KeyValue>标签
RSA或DSA公钥。
4.3、<RetrievalMethod>标签
允许远程访问密钥信息。
4.4、<X509Data>标签
X.509证书数据。
4.5、<PGPData>标签
PGP相关数据。
4.6、<SPKIData>标签
SPKI相关数据。
4.7、<MgmtData>标签
密钥共识参数（如Diffie-Hellman参数等）
5、 <Object>标签
用于附加信息。
再次强调，这里只是简要介绍，更加详细的说明参考“XML-Signature Syntax and Processing”。
应用
XML签名可以作为其他标准框架的一部分使用，当然也可以独立适用，自己定义一个框架，自己生成和解析XML签名。XML签名已经广泛应用于WS-Security中，具体可参阅WS-S的内容。
实现
现在已经出现了很多XML签名开发包。主要有IBM的XML Security Suite和apache的XML Security。其中实现了XML签名生成和校验的API（Java）。
IBM的XML Security Suite：http://www.alphaworks.ibm.com/tech/xmlsecuritysuite/download
apache的XML Security：http://xml.apache.org/security/index.html
参考：
《XML安全基础》清华出版社
