2024年5月11日发(作者：强制删除文件命令)

信息技术与应用

China Science & Technology Overview

OFD版式文件电子签章系统设计

（国网青海省电力公司信息通信公司，青海西宁 810000）

马英辉 王娅云 孙军芳 王钰琳

PFD版式文件电子签章系统设计。根据系统体系结构，设计系统的硬件及软件部分，通过提取激活状态的印章分量遍历OFD文档中的

印章控件，结合签章验证模块完成电子签章系统的设计。系统调试结果表明，设计的系统吞吐量较高，处理签章文件的速度更快。

关键词：OFD版式文件；电子签章；系统设计

中图分类号：TN918.91 文献标识码：B 文章编号：1671-2064(2023)14-0068-03

摘 要：传统的电子签章系统主要依托于PKI-CA体系，由于忽略了遍历签章控件这一过程，系统的吞吐量较低。因此，提出

0引言

要的作用，是保障企业内部管理系统稳定运行的基础设

施。电子签章系统是在自动化办公中广泛应用的软件产

品，需要我们在保证电子文档有效性的同时，对系统的处

理效率及稳定运行进行深入研究。为此，研究并设计了

OFD版式文件电子签章系统。通过设计系统主控芯片和

[1]

电子签章在众多企业事务的办公与处理中起着十分重

客户端

Web服务层

文档签章

文档验证

文档锁定

数据交换

通信模块

数据服务层

上传模块

用户数据库

签章数据库

更新维护

文档解锁

签章移动

/不移动

签章撤销

证书查看

通信

Web服务层

调试电路等硬件部分，保证系统基本功能的实现，结合系

统签章管理、OFD文档解析、水印嵌入及签章验证等模

统处理速度慢、运行效率低的问题。

1系统体系结构设计

块，实现电子签章系统的设计，以期解决常规电子签章系

电子签章系统的总体架构主要包括用户端、签章运行

证书数据库

签章制作

签章审核

签章认证

服务器和数据证书3个部分。用户端在系统中的存在形式

为ActiveX组件，为系统与客户端提供较为丰富的开发接

证书的申请、校验、查询与注销

[2]

。电子签章系统的体系

结构如图1所示。

2系统硬件设计

2.1系统主控芯片

口；签章运行服务器能够支持签章生成、签章管理以及签

个可以进行代码调试和信息传输的多功能串口。

进行调节，在系统原有硬件的基础上，进一步扩大系统应

试电路利用插件中内置的插针作为硬件的输入接口，参照

硬件设计原理及系统的整体布局，为易于实现系统的基本

功能，将含有7个输入端的连接器作为调试电路的核心控

制器。

3系统软件设计

为保证系统的稳定运行，需要对转换电路和主控单元

2.2调试电路设计

图1 电子签章系统的体系结构

章日志搜索等基本功能；数字证书为CA模式，负责签章

用的动态范围，提高系统安全性。根据要求，将系统的调

增强型STM32F103RCT6芯片作为系统的主控芯片，控制

综合考虑系统需求与成本，经过比选，最终决定采用

整个电子签章系统的基础运行与功能实现。此芯片采用的

是ARM32位的内核架构，LQFP64封装，工作频率高达

以及20KB的内置SRAM。该芯片正常工作时的最大电流

总线进行外设连接

[3]

。同时包括3个通信接口、5个SPI接

示模块和主控单元之间的通信。除此之外，该芯片还附带2

收稿日期：2022-12-01

72MHz。该芯片有256KB的FLASH和48KB的RAM，

作、签章管理与签章应用等模块组成。印章制作主要用来

约为150mA，且包含多个标准的I/O端口，故可以对系统

口以及2个CAN接口，如DWM1000模块以及OLED显

对系统中已经存在的签章信息进行定期更新与审核；签章

应用是系统的最后一个环节，主要针对OFD文档，对于

从系统的整体功能而言，设计的系统主要由印章制

生成不同类别的印章，其中包含方形、圆形等；签章管理

审核通过的签章信息，向其发送相应的数字证书，并将此

证书与签章信息存储到用户端的管理模块中，同时，还

作者简介：马英辉（1996—），男，回族，青海海东人，助理工程师，研究方向：信息系统数据运营维护。

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2023年7月下 第14期 总第410期

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信息技术与应用

可为用户提供数字证书等相关服务，并记录签章的历史

使用情况

[4]

。系统中的应用模块主要依托于Word，实现

对含有版式文档OFD的电子签章系统软件进行划分，即

3.1签章生成与管理模块

图像进行分割，得到

x

×

y

个相互独立的子块。对每个子

块分别进行离散余弦变换处理，公式为

=

F

(

u

,

v

)

2

N

−

1

N

−

1



π



π

f

(

0,0

)

cos



cos



(

2

S

+

1

)



(

2

S

+

1

)



∑∑

（1）



N

=



2

N



2

N



x

0

=

y

0

对OFD版式文档及其他格式文档的验证功能。通过分析，

f

(

0,0

)

=

f

(

x

,

y

)

0

签章生成与管理模块、OFD文档解析模块、水印嵌入模

=

（2）

∑∑

N

=

x

0

=

y

0

块和签章验证模块。

式中，

F

(

u

,

v

)表示版式图像经过离散变换后的高频特

1

N

−

1

N

−

1

中，共包含了方形印章、圆形印章及其他多种类型的印

章，并对所有印章进行统一管理，管理内容包括数字证书

的选择、印章刻制日期、刻制记录、刻制类型及签章柜等

证书主要来自系统后台的证书数据库，其中包括证书的颁

发机构、有效时间、序列号以及私钥说明等。

3.2 OFD文档解析模块

该模块主要负责签章的制作与后期管理。在此模块

f

(0,0)表示变换后的低频特征，也征，也称为交流因子；

f

(

x

,

y

)表示分割后的签章图像。称为直流因子；

均会被集中到直流因子中，次要的信息被集中到交流因子

中。可通过修改交流因子，将水印的每一位都嵌入印章图

像的子块中，降低图像的清晰度，达到嵌入水印的目的。

3.4签章验证模块

经过离散余弦变换后的印章图像包含的主要有效信息

信息。在刻制印章前，需要先确定印章类型与印章证书。

和基于DOM4J的XML解析技术来完成。文档解析流程

图，如图2所示。

开始

由于OFD文档的特性，解析需要采用ZIP解压技术

进行验证。该空间具有两种模式，即激活模式和非激活模

式。打开电子文档时，处于激活模式的印章控件会对文档

码，验证签章的真实性。

4系统测试分析

4.1测试准备

在系统中插入Active X控件，根据签章方案对签章

中的所有印章进行全局遍历，得到印章分量；处于非激活

模式的控件根据分量值提取出水印信息，利用签章检验代

传入OFD文档

ZIP解压是否

成功

Y

解析OFD、xml文

件

N

系统进行性能测试。具体测试准备如下：系统总运行服务器

为Dell Server PER720，内存24GB，外接硬盘48GB，满

足系统运行需要；操作系统为主流嵌入式系统RTOS，能够

Tomcat 6.0；印章控件为、loadweboffice.

USB KEY、OpenSSL 0.9.8e、VS2010、Eclipse。

4.2测试说明

表1 测试方案说明

签章规则类型

单页章

骑缝章

单页章

骑缝章

骑缝章

根据测试要求及系统的功能，采用本地、联机的方式对

支持多种类型的数据库与服务器；Web服务器为Apache

js，且在运行前均处于非激活模式；其他设备包括Auto

对系统的测试采用单一规则测试方案，具体如表1所示。

系统名称文件大小

100M

150M

200M

250M

50M

测试方式

根据OFD获取页面

目录及签名目录

选使用ZIP技术对文档数据进行解压缩，如果解压失败，

证明OFD文档被损坏，则解析流程结束。如果解压成功，

xml文件中的页面数据配置路径、资源文件配置路径、签

名文件路径

完成OFD文档解析。

3.3签章水印嵌入

[5-7]

从OFD文档解析流程图2可知，OFD文档的解析首

图2 OFD文档解析流程图

结束

需要在解压的文件中找到OFD、xml文件，解析OFD、

。获取页面数据、资源文件以及签名文件，

1s70并发，持续20min

1s20并发，持续16min

1s70并发，持续12min

1s15并发，持续10min

1s5并发，持续13min

OFD电子

签章系统

用户的签名信息利用二进制编码的形式进行保存；将此编

码发送至电子公文的接收端，获得摘要；对摘要进行数字

签名，得到签名数据，即为将要嵌入签章的水印。

假设签章图像的原始尺寸为

N

×

N

，根据编码形式将

在嵌入水印前，需要先生成水印，生成方法如下：将

确保OFD文件的真实性与完整性，在系统测试中，采用

进入盖章环节，同时发送操作日志到签章服务器，完成整

个签章与验章流程。

2023年7月下 第14期 总第410期

系统在理论上实现了OFD文档版式的签章功能，为

OCSP的实时在线验证功能，当系统接收到并发请求后，

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信息技术与应用

450

系统1

系统2

本文系统

400

China Science & Technology Overview

350

300

吞

吐

量

/

k

b

i

t

250

200

150

100

50

0

50

100

150

签章文件大小/M

200

250

基于PKI的电子签章系统（系统1）、基于环签名的电子

系统在表1测试方案不同测试方式下的吞吐量，比较不同

电子签章系统的处理速度。对比结果如图3所示。

为直观地体现设计的签章系统的整体优势，同时采用

4.3测试结果

图3 不同系统吞吐量对比结果

参考文献

[1] 李珊娜,赵培楠,袁志杰.电子签章共享服务平台的设计与实现

[J].信息技术与信息化,2021,(12):10-12.

[2] 刘淑云,胡美琴,王文君,等.基于资产平台的设备维修合同电子

276.

签章系统（系统2）与设计的系统做对比测试，统计3种

从图3可以看出，在签章文件大小方面，设计的系统

签章系统的设计与实现[J].实验室研究与探索,2021,40(11):272-

[3] 郑美玲,陈瀚,俞洪水,等.电子签章系统中PKI与数字水印技术

[J].科学技术创新,2021,(30):101-103.

吞吐量均远大于其他两种系统，可见设计的系统处理速度

在印章管理和计算量上存在较大问题，故处理速度相对较

签章文件，能够稳定高效地运行。

5 结语

较快。系统1与系统2的核心技术主要面对单用户签章，

[4] 王甫棣,王帅,汪芳.气象部门国产化电子签章云服务的设计与

慢。因此，通过比较分析可知，设计的系统可以快速处理

实现[J].气象科技,2021,49(5):716-722.

133.

[5] 修竹.优化营商环境下电子签章的应用[J].商讯,2021,(6):132-

[6] 黄洋.面向Web页面电子签章关键技术研究与应用[D].宁波:宁

[7] 李志玉.基于电子签章的电子合同系统设计与实现[D].长沙:湖

南师范大学,2016.

设计了一种电子签章系统，并通过系统调试实现了基本功

能，相较于传统系统，其处理效率有了极大的提高。然而该

入及数字签名算法的方式，进一步提高系统的稳定性能。

系统还存在诸多不足，在未来的发展中，可通过改进水印嵌

本研究针对传统电子签章系统的缺陷及ODF版式文件，

波大学,2020.

Design of Electronic Signature System for OFD Format Documents

Abstract:The traditional electronic signature system mainly relies on the PKI-CA system, because the process of

(State Grid Qinghai Electric Power Company Information Communication Company, Xining Qinghai 810000)

MA Yinghui,WANG Yayun,SUN Junfang,WANG Yulin

traversing the signature control is ignored, the throughput of the system is low. Therefore, the design of electronic

software of the system, by extracting the active seal component, we can traverse the seal control in the OFD document, and

results show that, the designed system has high throughput, the processing speed of signature documents is faster.

Key words:OFD format file;electronic signature;system design

2023年7月下 第14期 总第410期

signature system for PFD format documents is proposed. According to the system architecture, design the hardware and

combined with the signature verification module to complete the design of electronic signature system. The system debugging

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