国密算法结合OFD的实际应用分析

张宙 张磊 袁园 贺雨言

摘要：本文简要介绍了PDF与OFD的现状，OFD国内背景及国家政策、国密算法的内容和发展，阐述了国密算法和OFD结合在电子签名的实际运用中的必要性，满足签章在实际应用中日益增长的需求。

关键字：OFD格式；CEBX格式；PDF；国密算法

一、研究的意义

就办公软件市场占有情况来看，国际市场和国内市场严重失衡。Adobe旗下的Adobe Acrobat DC以 55.18% 的市占率处于领先地位，而国内OFD厂商的占有率仅有 1.92%。在这种情况下，国家主管部门统一了规范和标准，在保证性能和效率的前提下，将OFD列入国家标准。在时代背景下，通过研究电子公文式文件融合国密算法并在电子签名的应用，借助新的产品技术融合国产电子签名，解决现在的国内政府机关单位的文件泄露和保密等问題，实现在不同的业务场景电子公文能正常地传输和交互，真正实现我国的政务系统上独立自主。

二、国内外文本格式的现状

（一）文本格式技术在国外研究的现状

格式文件在国外是已经很普遍，不管是政府的日常机构使用，还是日常的业务应用和数据交互都有使用格式文件。在这么多通用的格式文件中，应用层广且普及率较高的是PDF和XPS两种格式为主。而PDF为普及最为广泛的文件格式，PDF不会被操作系统平台限制，由Adobe 公司开发的专门的文件格式。PDF文件格式无论是Windows，Unix还是苹果公司的MacOS操作系统中都是通用。在目前的办公文档市场上，来自 Adobe的PDF无疑成了市场的绝对主流，而 PDF 在阅读工具的市场上，Adobe 旗下Adobe AcrobatDC软件又以 55.18%的市占率位于国际的领先地位。

（二）相关技术在国内的研究现状

目前，一些重要的场合，比如商务的文档、电子的公文、电子的凭证、电子的证照等场景，基本都是使用的PDF格式来进行文档的流转与阅读。

在该背景下，呈现一个严重问题，就是在版式文件技术上，我国目前难以做到自主可控，如果想对文档做一些针对国内特殊领域的技术扩展，就容易受制外部厂商，或者未来有一天Adobe停止技术授权给予我们，那可能有很多文档遭受损失，产生很多麻烦。

OFD作为我国自主研发、自主可控的版式文件格式，相比PDF等其他版式文件，OFD不仅在技术上也有很大的优势，在国家自主方面也是首选。

在国内使用、推广自主研发、自主可控的版式文件格式文档实属非常必要且急迫的事情了，OFD的诞生就是在践行这个使命，也必将需要走新技术创新的路。在这种背景下，国内市场和国际市场各有侧重。

1.电子公文的常用格式

随着社会科技的发展，电子公文格式也在不断的创新迭代，在人们日常工作中，较为普遍的格式是CEBX和OFD两种。

（1）CEBX格式

CEBX是一种可靠且便捷电子文档的规范，是一种版式文档格式，提供原版原式文档的呈现方式，支持阿帕比数字版权保护系统。采用“容器 + 文件”方式进行的数据存储，就像一个虚拟存储系统，将各种需要的数据描述文件组织在一起，并提供特定的访问控制接口进行。CEBX允许第三方应用系统加入自有的数据文件进行，数据也是采用XML的技术能力，以版式信息作为文本的基础，辅助版面的对象进行结构化信息处理，通过正常的压缩加密方法进行放入容器中。并基于结构化的信息实现版面内容重新排，从而获取更好屏幕自适应的特性。

（2）OFD格式

OFD版式文档是版面效果高度精确固定的电子文件，且与承载软件无关。与PDF文件的能力技术能力颇为相似，都是具有格式独立、版面固定、固化呈现等版式文档的特点。在应用中扩展，并支持国产的密码算法等国内技术优势。

OFD版式文档格式是按国家标准发布的，该文档格式得到行业自主可控方面的认可。在OFD标准草案完成迭代过程中，该格式已在自然资源部、审计署、国家专利局、天津和北京档案馆中进行应用，有助推动我国相关技术向好方向发展。可以形容OFD是中国版的PDF，但是在很多方面性能却优于PDF的同类文档。国有民族产业，创新驱动很重要的事情。

（3） OFD格式与PDF格式的关联对比分析

OFD与PDF的具体关联性，主要体现在这个版式文档格式中的特性，表1是它们的对比特点。

（4）OFD和PDF的应用区别

OFD和PDF都是版式文件，区别在实际应用中体现在以下几个方面，如表2所示。

在很多文稿类型中，OFD的字节数量几乎都是小于传统的流式文件，相比PDF要精简很多。在全国推广中，以电子发票为例，OFD电子发票体积有10KB左右，以前同样内容PDF发票普遍大小都在100KB左右。OFD文档字节占用量较小，意味着具有打开和写入速度快，运行计算量小，并且占用设备资源少等优点，这大幅的提升了工作效率。

针对过去存在的文档保密问题，如文档扩散、信息易泄密、权限限制、泄密无法溯源、篡改难以鉴别等，OFD深度开发了有效遏制的功能。

2. OFD与国密算法的结合

在安全方面，OFD 获得国家保密局的算法支持，可支持国密系列加密算法（SM 2，SM 3，SM4）的国密散列及签名算法进行数字签章，并遵循电子签章的密码规范。

（1）OFD在数字签名国密算法中的运用

国产电子签章是OFD文本文件和国密算法的结合，保证文件的完整性（防篡改）安全保证措施。

OFD简单描述就是一个压缩包，这个压缩包包括很多的xml文件，xml文件在java技术栈内被大量使用，优点有很多，对每个系统都很友好易读，各种操作也有很好的API进行支持。

OFD文件和国密算法的签章流程与验签过程：

国产化的电子签名，签名是依靠OFD来实现的，对OFD文件对象摘要和签名相关计算通过国密算法来实现。如图1所示。

根据国家政策的要求，保障数据安全，应在各重点行业关键领域实现国产密码算法应用替换。OFD全面支持国家的电子印章标准规范，支持国密算法，符合国家的相关政策要求。PDF仅支持国际，而OFD文档格式融合数字签名有很多优势。

①更强安全性

OFD是我国自主研发电子公文交换和存储格式的标准，具体积精简、便于拓展利用、格式开放和安全可控等多项技术优势。OFD 版式文件格式在2016年作为国家标准（GB/T 33190-2016）正式发布。

目前，已被广泛应用在电子档案、电子公文、电子发票、电子票据、电子证照等领域中，在数字办公数字政府建设中占据着不可或缺的重要作用。

②更好定制化

OFD格式可无缝对接电子文件系统实现一键生成文件和文件簽名。

③支持国密算法（SM 2，SM 3，SM9）

FDF标准签名算法是不支持国产密码算法，不支持我国的电子印章的标准体系，无法自主修改使用。国密算法虽然已成为国际标准，PDF软件暂时无法提供该算法的支持。

针对电子档案领域普遍存在的凭证效力低下、档案证明无法验证真伪、信息共享困难等问题中，国产的电子签名是基于OFD的标准，提供公文归档、签章验章、签名加密等服务，确保符合国标的OFD电子公文归档标准，并实现档案管理部门对电子印章、电子签名的有效验证，保障电子公文归档的合规安全、真实可靠性。在数字经济和数字政府的快速发展下，国家大力推行信创的改革。未来，电子签名也将持续创新，为用户提供更加优质、便捷、完善的产品和技术服务，为信创改革提供坚实基础设施支撑，推动信创产业加速落地。

（2）OFD具体运用

对OFD文档的签章过程与国际的PDF形式电子签章数据的生成过程基本一样，在签章过程中获取，执行盖章和签名操作，OFD文件将生成签名相关文件，验签人可以对签章进行验证。

三、运用在5G随e签

5G随E签基于中国移动智慧中台电子签章能力平台，打造包含官网、公有云SaaS门户、开发者平台、支撑管理后台、小程序、 微信公众号、5G随E签H5版在内的多终端电子签约服务平台。①提供完备的功能与服务，为用户提供端到端的签约体验，提升平台运营能力；②提供多种接入方式，满足客户的签约需求，并可针对个性化需求提供定制化支持。

OFD和国密SM 2主要运用在该系统的印章服务、证书服务、数据中心等关键模块。

5G随E签H5版在内的多终端电子签约服务平台。①提供完备的功能与服务，为用户提供全程式的签约体验，提高平台的运营能力；②提供多种接入途径，满足客户的签约需求，并可针对个性化需求进行定制化支撑。

OFD和国密SM 2主要运用在该系统的印章服务、证书服务、数据中心等关键模块。

四、运用在招投标系统

CA认证服务平台中的在线投标系统，该系统的建标、投标、开标文件都由其OFD文件生成并加上国密算法加密，更好地确保了文件加密的安全保障。CA认证服务云平台运用在招投标系统开标场景下，实现专家OFD签名作为实践，验证国密算法与OFD结合的产品能力。OFD文件和国密加密能力主要运用在电子签章模块。

集中化CA应用能力平台在线招投标的系统只要涉及文件生成和加密，都会普及OFD国密内容进行，不断落实和渗透国内技术能力，提升国内文件加密的安全性和普及性。 CA应用网关部署在北京信息港管信安全区，通过F5进行负载分发；ES系统通过管信安全区的核心交换机与CA应用网关对接；OFD文件存储在南方基地机房，为加密文件存储提供更安全的存储方式。时间戳及CA应用能力平台部署在南方基地。ES系统及资金管理系统通过IP承载网络连接时间戳及CA应用能力平台，获取CA安全能力。

五、OFD在其他行业应用

OFD阅读器是一款基于我国自主OFD标准版式阅读软件的产品，支持OFD/PDF电子文件阅读浏览、图文注释、文档操作等通用版式处理功能，完全满足新版电子发票的阅读打印等日常的需要。

六、对于企业专业需求更有深度解决方案

OFD运用在电子发票中，OFD电子发票基于OFD国家的标准，有助企业实现自动化、智能化电子发票系统，满足企业批量制作、处理电子发票及深度利用发票管理需要，包含有：电子发票转换SDK、电子发票验证SDK、电子发票验证子系统、电子发票解析SDK、电子发票网页发布子系统、电子发票模板子系统等。

概括来讲，OFD格式相比于PDF格式来说，空间更节省、可用性更强、安全性更高，在繁杂多样应用场景中，OFD格式能够满足日益增长的电子发票、电子档案、电子签名等拓展需求，相比于PDF格式，它具有更节省空间、更强可用性、更高安全性的优势。也是我国社会财税信息化管理体系中必要的组成部分。

七、结束语

电子签章的目的是保证数据的真实性、完整性。完整性是记录OFD文件的哈希值来保证的（国产算法为SM 3）；真实性是非对称加密算法保证的（国产算法SM 2）。签章过程其实就是记录OFD内的各个文件哈希值，再用私钥对哈希值签名，属于标准电子签名流程。OFD版式文档格式是通过国家自主创新的文本格式，是国家优质的产业资源能力，在国内能形成PDF相关国外标准竞争优势，并有助于推动我国关于文档格式相关技术的良性发展。随着5G时代的到来和新基建建设的发展，相信在未来的日子里OFD会越来越普及，越来越被人们接受，成为大众化的电子文件存储与交换格式。

作者单位：张宙 张磊 袁园 贺雨言 中移动信息技术有限公司

参  考  文  献

[1]霍炜，郭启全，马原.商用密码应用与安全性评估[M].北京：电子工业出版社，2020.

[2]青岛软媒网络科技有限公司，优质数码领域创作者，活力创作者.一文读懂 OFD 文件格式.2020.11.24.

张宙（ 1980年）男，汉族，浙江绍兴人，中移动信息技术有限公司，中级工程师，研究方向：信息安全。

张磊（1990-），男，汉族，河南漯河，中移动信息技术有限公司，研究方向：信息安全。

袁园（1988-），女，民族：汉，湖北潜江，中移动信息技术有限公司，中级工程师，研究方向：信息安全。

贺雨言（1991-），女，汉族，湖南郴州，中移动信息技术有限公司，研究方向：信息安全。