第四章 系統架構與問題解決
4.1 WSDK 介紹與執行架構
4.1.2 SOAP-DSIG 介紹
WS-Security 中提供對 SOAP 進行數位簽章的函式，此函式叫做 SOAP-DSIG，SOAP 數位簽章，函式內定義用數位方式簽章 SOAP 訊息 及確認簽章的句法和處理規則。
下面的範例將說明 SOAP-DSIG 所定義之 TAG：
(001) <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
(002) <S:Envelope
xmlns:S="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"
(006) <m:to>http://fabrikam123.com/stocks</m:to>
(007)
(010) wsse:UsernameToken Id="MyID">
(019)
(031) <S:Body Id="MsgBody">
(032) <tru:StockSymbol
xmlns:tru="http://fabrikam123.com/payloads">
QQQ
</tru:StockSymbol>
(033) </S:Body>
(034) </S:Envelope>
開頭兩行是啟動 SOAP。
行（003）啟動與此 SOAP 相關的 HEADER。
行（004）到（008）指定如何路由此 SOAP。
行（009）啟動我們在本規範中定義的 <Security> HEADER。該 HEADER 包含預期接收方的安全性資訊。該元素繼續一直到行（029）為止。
行（010）到（012）指定與本消息相關的安全性權杖。這樣，它就定 義了使用 <UsernameToken> 的客戶端的用戶名稱。請注意，我們在 這裏假定服務知道密碼 — 換句話說，這是個共用的密碼。
行（013）到（028）指定數位簽章。該簽章確保了被簽署元素的完整 性（也就是它們不被修改）。簽章使用了 XML 簽章規範。在本範例 中，簽章是根據從用戶密碼生成的密鑰進行的。
行（014）到（021）描述了數位簽章。
行（015）指定如何規範化（普通化）被簽署的資料。
行（017）到（020）選擇被簽署的元素。
行（017）特別指出 <S:Body> 元素被簽署。在本範例中，只有 SOAP 主體被簽署；一般來說，消息的附加元素（如部分路由 HEADER）應 該被包括在簽章中如 XML 簽章 規範中所定義。
行（022）指定將被簽署的標準化資料形式的簽章值。
行（023）到（027）提供關於在何處能找到與此簽章相關的安全性權 杖的暗示。
行（024）到（025）特別指出安全性權杖可以在特定 URL 找到（拉 出）。
行（031）到（033）包含 SOAP 訊息的主體。
名詞解釋:
已簽署的安全性權杖 — 簽署的安全性權杖 是由 SERVER 端加密簽 署的安全性權杖。
圖 4-3 安全性權杖內容
所有權證明 — 所有權證明是證明過程中用來說明發送方對資訊的 認識的資料，這些資訊僅為安全性權杖的聲明發送方所知。
完整性 — 完整性是保證資訊在傳輸過程中不被修改的過程。
機密性 — 機密性是保護資料使得授權參與者或安全性權杖所有者 才能夠流覽資料的過程。
摘要 — 摘要是八位元的加密驗證。
簽章 — 簽章是所有權證明和摘要的加密認定。並不能夠達到不可抵 賴性。
附件 — 附件是指與 SOAP 一起傳遞的附加資料，但附件並不是 SOAP 的內容。
SOAP-DSIG 應用在我們專題的簽章鈕上，也就是說按下簽章就會呼叫 SOAP-DSIG 函式裡的功能來簽章我們的 XML 文件。
圖 4-4 本專題簽章程式 4.1.3 測試簽章與加密
系統或程式的測試是一件重要的工作，從測試當中能夠發現系統 或程式的錯誤，加以改進後才能讓系統或程式趨於完美的境界。
本次測試是針對 4 份不同大小的 XML 文件做簽章 加密 與簽章+加 密並計算所需執行的時間，4 份文件大小分別為 14KB 64KB 116KB 221KB
按下簽章鈕就會呼叫SOAP-DSIG 函式
如圖 4-5 所示
圖 4-5 測試程式
圖 4-6 測試時間表
簽章 加密 簽章+加密
14KB XML 約 0.12 秒 約 0.09 秒 約 0.15 秒 64KB XML 約 0.32 秒 約 0.29 秒 約 0.66 秒 116KB XML 約 0.60 秒 約 0.69 秒 約 0.95 秒 221KB XML 約 1.01 秒 約 0.99 秒 約 1.33 秒
由上表可知時間與文件大小成正比，文件越大所需時間越多，但
是超過 221KB 以上的文件加密時可能會出錯，雖然出錯的次數很少，
約 20 次中才會出錯一次，算是小 bug 但仍需要改進，這樣才能使的 本系統更完美。
4.2 專題遇到困難與解決方法
這次專題製作過程，最大的問題可以說就是資料收集，還有 就是我們缺乏對 XML 有相關研究的人給我們指導，首先遇到的困 難就是 XML 簽章很難在市面上的書籍找到資料，所以必須上網路 找 XML 簽章的資源來參考，但找到的資料都是些概念的東西，很 少提到實作，為了解決困難只能四處尋找國外 XML 討論區，問有 關簽章實作的問題，最後終於解決困難，之後我們選擇了 VS.NET 來撰寫簽章的程式，程式一開始要先 parser XML，在並使用.NET 的簽章函式庫對裡面的 Tag 做簽章，簽章的 Tag 必須按照 W3C 的 規定來定義，實作簽章的問題到次算是解決了。
XML 簽章若要使用在 Web Service 上，另一個困難就是我們 的 Client 端必須能呼叫 Client 端的函式庫，所以不能使用 ASP 來開發，因為 ASP 是呼叫 Server 端的函式庫，為了克服這個困 難，曾經使用到 ActiveX 來編輯 Client 端的程式，後來卻失敗 了，最後找到 WSDK 來開發 Client 端，WSDK 能讓 Client 有能力 處理 XML 簽章，從以上兩個困難可以知道我們只要遇到問題就必 須去找 XML 國外研究與應用的資料，所以時間都花 Research 與 消化資料上。為了節省想要學習 XML 學弟妹的寶貴時間，所以我 們製作了 XML Q&A。
4.2.1 XML Q&A
問：XML 應用在哪方面?
答：主要是用在電子商務中，此外也包括企業夥伴間、上下游工業中 資料的互通有無，行政單位公文的傳送以及醫療單位中病例資料的資 源分享，有太多的例子！
問：Markup language (標記語言)的特性
答：具可攜性、完整性、穩定性、彈性且應用廣泛。
一言以蔽之，兩者都是處理與使用者互動的瀏覽介有關 CSS 的資料，
可查看 htt 問：XML 與 ASP 及 PHP 的比較
答：ASP 事實上不算是語言，它只是 Active Server Pages 的縮寫，
在 ASP 中使用的語法實際上是 Visual Basic 的劇本檔 (script)版，
最大的缺陷則為 ASP 在微軟 Internet Information Server(IIS)的 原生性，這造成它只能用在 Win32 平台的伺服器的限制。ASP 比 PHP 慢又笨重，連穩定性也不好，一些專業人士因為熟悉 Visual Basic 而對 VBScript 的 ASP 出了問題比較好處理。ASP 是 IIS 內建的程式，
取得不費力且又容易執行。PHP 版是一種內嵌在 HTML 語法的劇本 (script) 語言，它的語法混合了 C、Java、Perl 及一些特殊的 PHP 風格的語法。 主要目的是能更快速地開發動態的網頁。兩者皆可與 XML 互相搭配！
問：為何我們仍使用 HTML?
答：因為普及性及歷史性，要轉移至 XML 的技術雖然不難(因為皆屬 於 SGML 語言)，但總要點時間，等大家熟悉了這套語言，相信 XML 將 會雄霸天下！
問：HTML 仍有巢狀結構, 故巢狀結構算是 XML 的優勢?
答：不是！不過它在網路上的應用因為其文件可包含許多巢狀元素，
使其可在多重遠端伺服器中傳送。XML 是目前最複雜的傳送資料格式
－網際網路即可視為一個巨大的 XML 資料庫!
第五章 未來發展與心得
5.1 系統未來展望
剛開發本專題時，我們是一點頭緒也沒有，而且時間都花在找資 料上，找到有用資料後，我們就開始規劃本專題，考量本組各組員的 能力與參考現有資料之後，基本上我們能對XML進行數位簽章並能應 用於WEB SERVICE上在實作很足夠了，接下來是介紹我們希望能夠完 成的功能，以下就是本專題可以再加強的部分：
(1)利用IC 卡來存放Key：本次系統沒有IC 卡相關設備，Key的管理 是採用內嵌於程式之中，但若用IC 卡，則系統將變得更安全更有彈 性空間。
(2) 加強人機介面外觀設計：本組組員都沒有美術天分，加上時間短 促，所以外觀需要再花時間修改。
(3)客戶端對客戶端能互傳加密文件:本系統只能客戶端對伺服器端 互傳文件，要使用於客戶端對客戶端，技術上還需要在突破。
(4)應用於電子商務或公文交換上:本系統可結合訂單系統或是公文
傳遞系統，對需要的 XML 檔案做簽驗章的動作，可以增加網路上交換
決定平台時，花了不少時間，請教了助教以及學長後，終於決定以 VS.Net 來作本專題 Web Service 的平台。
在製作專題時，我們學到了不少程式開發的經驗、報告寫作的技 巧，以及如何有效的搜尋資料，更學到了分工合作是一項很重要的 事，光靠個人，是無法完成這項堅鉅的工作，也真正了解到團隊研發 的過程，雖然組員之間有時會鬧的不愉快，但是都是為了專題能夠快 點完成，這些是我們作專題得到最大的收獲。
參考資料：
[1]W3C XML-Signature Syntax and Processing
http://www.w3.org/TR/xmldsig-core/
[2] WSDK Newsgroup
http://msdn.microsoft.com/newsgroups/default.asp?url=/newsg roups/loadframes.asp?icp=msdn&slcid=us&newsgroup=microsoft.
public.webservices.wsdk
[3] An Introduction to the XML Signatures
http://www.xml.com/pub/a/2001/08/08/xmldsig.html
http://www-106.ibm.com/developerworks/xml/library/s-xmlsec.
html/index.html#h5816
[4] Programming with the Web Services Development Kit(WSDK)
http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/
en-us/dnwebsrv/html/progwsdk.asp
[5] The XML for ASP.NET Developers CodeBank contains samples of using different XML related classes within the .NET
Framework.
http://www.xmlforasp.net/
[6] Microsoft's support for the new W3C XML Signature
standardhttp://www.dotnet247.com/247reference/msgs/12/6
0062.aspx
[7] PROFESSIONAL XML 作者:Nikola Ozu 出版:WROX
[8] The System.Security.Cryptography.Xml namespace contains an XML model for exclusive use within the .NET Framework security system.
http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/
en-us/cpref/html/frlrfSystemSecurityCryptographyXmlSignedXm lClassTopic.asp
[9] A Programmer’s Introductiom to C# ，作者:Eric Gunnerson，
旗標出版
[10]JAVA 密碼學，作者:Johnathan Knudsen，O´Reilly 出版
[11]JAVA 安全防護，作者:Scott Oaks ，譯者:高秀美 n，O´Reilly 出版