通过 C# 为 PDF 文档添加电子签名

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。Free Spire.PDF for .NET 作为免费的 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. 安装免费库

通过 NuGet 包管理器快速安装：

1. Install-Package FreeSpire.PDF

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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 Free 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：

1. using Spire.Pdf;
2. using Spire.Pdf.Interactive.DigitalSignatures;
3. using System;
4. using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
6. namespace PdfDigitalSignature
7. {
8.     class BasicSignatureDemo
9.     {
10.         static void Main(string[] args)
11.         {
12.             try
13.             {
14.                 // 1. 加载待签名的 PDF 文档
15.                 using (PdfDocument pdfDoc = new PdfDocument())
16.                 {
17.                     pdfDoc.LoadFromFile("Input.pdf"); // 替换为实际文件路径
19.                     // 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）
20.                     string certPath = "certificate.pfx"; // 替换为证书实际路径
21.                     string certPassword = "abc123"; // 替换为证书密码
22.                     X509Certificate2 cert = new X509Certificate2(
23.                         certPath,
24.                         certPassword,
25.                         // 关键标志：适配服务器环境+避免密钥持久化，提升安全性
26.                         X509KeyStorageFlags.MachineKeySet | X509KeyStorageFlags.EphemeralKeySet
27.                     );
29.                     // 3. 初始化签名器并执行签名
30.                     PdfOrdinarySignatureMaker signMaker = new PdfOrdinarySignatureMaker(pdfDoc, cert);
31.                     // 签名名称：用于后续识别/验证签名，建议唯一
32.                     signMaker.MakeSignature("Basic_Signature_001");
34.                     // 4. 保存签名后的文档
35.                     pdfDoc.SaveToFile("Signed_Basic.pdf");
36.                     Console.WriteLine("不可见签名添加成功！");
37.                 }
38.             }
39.             catch (Exception ex)
40.             {
41.                 Console.WriteLine($"签名失败：{ex.Message}");
42.                 // 进阶：记录异常详情（如堆栈）便于排查
43.                 Console.WriteLine($"异常详情：{ex.StackTrace}");
44.             }
45.         }
46.     }
47. }

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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：

1. using Spire.Pdf;
2. using Spire.Pdf.Interactive.DigitalSignatures;
3. using System;
4. using System.Drawing;
5. using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
7. namespace PdfDigitalSignature
8. {
9.     class AdvancedSignatureDemo
10.     {
11.         static void Main(string[] args)
12.         {
13.             try
14.             {
15.                 // 1. 加载 PDF 文档（using 自动释放资源）
16.                 using (PdfDocument pdfDoc = new PdfDocument())
17.                 {
18.                     pdfDoc.LoadFromFile("Input.pdf");
20.                     // 2. 加载数字证书
21.                     string certPath = "certificate.pfx";
22.                     string certPassword = "abc123";
23.                     X509Certificate2 cert = new X509Certificate2(
24.                         certPath,
25.                         certPassword,
26.                         X509KeyStorageFlags.MachineKeySet | X509KeyStorageFlags.EphemeralKeySet
27.                     );
29.                     // 3. 初始化签名器
30.                     PdfOrdinarySignatureMaker signMaker = new PdfOrdinarySignatureMaker(pdfDoc, cert);
31.                     PdfSignature signature = signMaker.Signature;
33.                     // 4. 配置签名元信息（将显示在签名外观中）
34.                     signature.Name = "XX科技有限公司";       // 签名者名称
35.                     signature.ContactInfo = "010-12345678"; // 联系信息
36.                     signature.Location = "中国·北京";        // 签名地点
37.                     signature.Reason = "确认文档内容合规有效";// 签名原因
39.                     // 5. 配置签名可视化外观
40.                     PdfSignatureAppearance appearance = new PdfSignatureAppearance(signature);
41.                     // 自定义标签文本
42.                     appearance.NameLabel = "签名主体：";
43.                     appearance.ContactInfoLabel = "联系电话：";
44.                     appearance.LocationLabel = "签署地点：";
45.                     appearance.ReasonLabel = "签署原因：";
46.                     // 添加签名图片（支持 PNG/JPG 等格式）
47.                     PdfImage signImage = PdfImage.FromFile("signature.png"); // 替换为签名图片路径
48.                     appearance.SignatureImage = signImage;
49.                     // 布局模式：图片 + 文本（可选：SignImageOnly/仅图片；SignDetailOnly/仅文本）
50.                     appearance.GraphicMode = GraphicMode.SignImageAndSignDetail;
52.                     // 6. 绑定外观并添加到指定位置
53.                     signMaker.SignatureAppearance = appearance;
54.                     // 获取目标页面（示例：最后一页）
55.                     PdfPageBase targetPage = pdfDoc.Pages[pdfDoc.Pages.Count - 1];
56.                     // 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
57.                     signMaker.MakeSignature("Advanced_Signature_001", targetPage,
58.                         54.0f, 330.0f, 280.0f, 90.0f, appearance);
60.                     // 7. 保存文档
61.                     pdfDoc.SaveToFile("Signed_Advanced.pdf");
62.                     Console.WriteLine("可视化签名添加成功！");
63.                 }
64.             }
65.             catch (Exception ex)
66.             {
67.                 Console.WriteLine($"签名失败：{ex.Message}");
68.                 Console.WriteLine($"异常详情：{ex.StackTrace}");
69.             }
70.         }
71.     }
72. }

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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

• 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；
  
• 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 ；
  
• 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 Free 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。

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