电子签名在文档合规性与安全性保障中扮演着重要角色,基于 C# 开发 PDF 电子签名功能是企业级文档处理场景的常见需求。Spire.PDF for .NET 作为国产 PDF 处理类库,无需依赖 Adobe Acrobat 等第三方软件,即可便捷实现 PDF 电子签名添加。本文将介绍该类库的使用方式、PDF 电子签名的实现流程、解析关键代码参数等。

一、前置准备

1. 安装 .NET 库

通过 NuGet 包管理器快速安装:

Install-Package Spire.PDF

2. 核心依赖说明

实现电子签名需依赖 .pfx 格式的数字证书(包含私钥):

  • 测试场景:可通过 OpenSSL、Windows 证书管理器生成自签名证书;
  • 生产场景:需使用 CA 机构颁发的合规证书(符合《电子签名法》要求);
  • 证书加载:通过 System.Security.Cryptography.X509Certificates.X509Certificate2 类解析 .pfx 文件,是本次实现的核心依赖。

二、核心实现逻辑

PdfOrdinarySignatureMaker 是 Spire.PDF 中面向普通电子签名的核心类,其核心流程为:
加载 PDF 文档 → 解析 X.509 证书→ 初始化签名器 → 执行签名 → 保存文档。

以下基于该类实现基础签名功能,并扩展添加可见签名等进阶示例。

1. 基础版:添加基础电子签名(默认不可见)

适用于仅需验签、无需视觉标识的场景,核心代码附带详细注释:

using Spire.Pdf;
using Spire.Pdf.Interactive.DigitalSignatures;
using System;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;

namespace PdfDigitalSignature
{
    class BasicSignatureDemo
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                // 1. 加载待签名的 PDF 文档
                using (PdfDocument pdfDoc = new PdfDocument())
                {
                    pdfDoc.LoadFromFile("Input.pdf"); // 替换为实际文件路径

                    // 2. 加载数字证书(指定密钥存储策略,适配服务器/客户端环境)
                    string certPath = "certificate.pfx"; // 替换为证书实际路径
                    string certPassword = "abc123"; // 替换为证书密码
                    X509Certificate2 cert = new X509Certificate2(
                        certPath,
                        certPassword,
                        // 关键标志:适配服务器环境+避免密钥持久化,提升安全性
                        X509KeyStorageFlags.MachineKeySet | X509KeyStorageFlags.EphemeralKeySet
                    );

                    // 3. 初始化签名器并执行签名
                    PdfOrdinarySignatureMaker signMaker = new PdfOrdinarySignatureMaker(pdfDoc, cert);
                    // 签名名称:用于后续识别/验证签名,建议唯一
                    signMaker.MakeSignature("Basic_Signature_001");

                    // 4. 保存签名后的文档
                    pdfDoc.SaveToFile("Signed_Basic.pdf");
                    Console.WriteLine("不可见签名添加成功!");
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"签名失败:{ex.Message}");
                // 进阶:记录异常详情(如堆栈)便于排查
                Console.WriteLine($"异常详情:{ex.StackTrace}");
            }
        }
    }
}

2. 进阶版:添加可见签名

在基础签名上扩展视觉标识(含签名图片、文本信息),适用于需要直观展示签名的场景:

using Spire.Pdf;
using Spire.Pdf.Interactive.DigitalSignatures;
using System;
using System.Drawing;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;

namespace PdfDigitalSignature
{
    class AdvancedSignatureDemo
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                // 1. 加载 PDF 文档(using 自动释放资源)
                using (PdfDocument pdfDoc = new PdfDocument())
                {
                    pdfDoc.LoadFromFile("Input.pdf");

                    // 2. 加载数字证书
                    string certPath = "certificate.pfx";
                    string certPassword = "abc123";
                    X509Certificate2 cert = new X509Certificate2(
                        certPath,
                        certPassword,
                        X509KeyStorageFlags.MachineKeySet | X509KeyStorageFlags.EphemeralKeySet
                    );

                    // 3. 初始化签名器
                    PdfOrdinarySignatureMaker signMaker = new PdfOrdinarySignatureMaker(pdfDoc, cert);
                    PdfSignature signature = signMaker.Signature;

                    // 4. 配置签名元信息(将显示在签名外观中)
                    signature.Name = "XX科技有限公司";       // 签名者名称
                    signature.ContactInfo = "010-12345678"; // 联系信息
                    signature.Location = "中国·北京";        // 签名地点
                    signature.Reason = "确认文档内容合规有效";// 签名原因

                    // 5. 配置签名可视化外观
                    PdfSignatureAppearance appearance = new PdfSignatureAppearance(signature);
                    // 自定义标签文本
                    appearance.NameLabel = "签名主体:";
                    appearance.ContactInfoLabel = "联系电话:";
                    appearance.LocationLabel = "签署地点:";
                    appearance.ReasonLabel = "签署原因:";
                    // 添加签名图片(支持 PNG/JPG 等格式)
                    PdfImage signImage = PdfImage.FromFile("signature.png"); // 替换为签名图片路径
                    appearance.SignatureImage = signImage;
                    // 布局模式:图片 + 文本(可选:SignImageOnly/仅图片;SignDetailOnly/仅文本)
                    appearance.GraphicMode = GraphicMode.SignImageAndSignDetail;

                    // 6. 绑定外观并添加到指定位置
                    signMaker.SignatureAppearance = appearance;
                    // 获取目标页面(示例:最后一页)
                    PdfPageBase targetPage = pdfDoc.Pages[pdfDoc.Pages.Count - 1];
                    // MakeSignature 参数说明:签名名称、目标页面、X坐标、Y坐标、宽度、高度、外观
                    signMaker.MakeSignature("Advanced_Signature_001", targetPage, 
                        54.0f, 330.0f, 280.0f, 90.0f, appearance);

                    // 7. 保存文档
                    pdfDoc.SaveToFile("Signed_Advanced.pdf");
                    Console.WriteLine("可视化签名添加成功!");
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"签名失败:{ex.Message}");
                Console.WriteLine($"异常详情:{ex.StackTrace}");
            }
        }
    }
}

三、关键参数与类说明

  • PdfOrdinarySignatureMaker:核心签名器类,关联PDF文档与 X.509 证书,执行签名操作。
  • X509Certificate2:加载 .pfx 格式数字证书,解析私钥与公钥。
  • X509KeyStorageFlags:密钥存储标志,控制证书加载的存储区与密钥生命周期
    • MachineKeySet 适配服务器环境
    • EphemeralKeySet 提升安全性
  • PdfSignatureAppearance:配置可见签名的外观,包括签名框位置、文本信息等。
  • GraphicMode:可见签名布局样式 (参数: SignImageOnly (仅图片), SignDetailOnly (仅文本), SignImageAndSignDetail (图片+文本))
  • MakeSignature:执行签名方法。

四、注意事项

  1. 证书安全:.pfx 证书包含私钥,需加密存储,避免硬编码密码,建议通过配置文件/密钥管理服务管理;
  2. 权限适配:服务器环境下加载证书需赋予应用程序足够的密钥访问权限,避免 CryptographicException
  3. 兼容性测试:签名后的 PDF 需在 Adobe Acrobat、WPS、浏览器等主流阅读器中验证显示与签名有效性;

五、总结

基于 Spire.PDF for .NET 的 C# 实现方案,以 “轻量化、低门槛、易集成” 为核心优势,仅需数十行代码即可完成 PDF 电子签名的基础与进阶功能。该方案适配 .NET Framework/.NET Core/.NET 5+ 全框架,能快速落地到企业级文档处理系统中。如需更高的安全性与合规性,可结合 CA 证书、时间戳服务进一步扩展。