xmlcanon 1.0.0
XML Canonicalization для Python
License: MIT
Requires Python: >=3.6
Keywords: xml, canonicalization, exc-c14n, xmldsig, gost, signature

# xmlcanon - XML Canonicalization для Python

[![Python Version](https://img.shields.io/badge/python-3.6+-blue.svg)](https://www.python.org/downloads/)
[![License](https://img.shields.io/badge/license-MIT-green.svg)](LICENSE)
[![Tests](https://img.shields.io/badge/tests-14%20passed-brightgreen.svg)](tests/)

Реализация трансформации Exclusive XML Canonicalization согласно спецификации W3C для использования в XML подписях по стандарту ГОСТ.

## Описание

Этот модуль реализует алгоритм Exclusive XML Canonicalization (ExcC14N), который является критически важным компонентом для создания XML цифровых подписей. Модуль создан на основе анализа библиотеки GostCryptography для обеспечения совместимости с российскими стандартами цифровой подписи.

## Структура модуля

```
xmlcanon/
├── xmlcanon/                    # Основной пакет
│   ├── __init__.py             # Публичный API
│   ├── transform.py            # Основная логика ExcC14N
│   └── exceptions.py           # Пользовательские исключения
├── tests/                      # Тесты
│   ├── __init__.py
│   └── test_transform.py       # 14 unit тестов
├── examples/                   # Примеры использования
│   ├── __init__.py
│   ├── basic_usage.py          # Базовые примеры
│   ├── gost_integration.py     # Интеграция с ГОСТ
│   └── performance_test.py     # Тесты производительности
├── docs/                       # Документация
│   ├── CHANGELOG.md            # История изменений
│   └── CONTRIBUTING.md         # Руководство разработчика
├── setup.py                    # Установочный скрипт
├── requirements.txt            # Зависимости
├── MANIFEST.in                 # Файлы для включения в пакет
├── LICENSE                     # MIT лицензия
└── README.md                   # Основная документация
```

## Основные особенности

- ✅ **Полная совместимость** с W3C спецификацией Exclusive XML Canonicalization
- ✅ **Исключение неиспользуемых пространств имен** - ключевая особенность ExcC14N
- ✅ **Принудительное включение** определенных пространств имен
- ✅ **Корректная сортировка атрибутов** согласно канонизации
- ✅ **Правильное экранирование** текста и значений атрибутов
- ✅ **Поддержка вложенных структур** любой сложности
- ✅ **Обработка ошибок** и валидация входных данных
- ✅ **Совместимость с lxml и стандартной библиотекой**
- ✅ **14 unit тестов** покрывают все сценарии

## Установка

### Установка из PyPI

```bash
pip install xmlcanon
```

### Установка с опциональными зависимостями

```bash
# С поддержкой lxml (рекомендуется для лучшей производительности)
pip install xmlcanon[lxml]

# Для разработки
pip install xmlcanon[dev]
```

### Установка из исходного кода

```bash
git clone https://github.com/imdeniil/xmlcanon.git
cd xmlcanon
pip install -e .
```

### Зависимости

- **Python 3.6+**
- **lxml >= 4.0.0** (опционально, рекомендуется для лучшей производительности)

## Быстрый старт

### Простое использование

```python
from xmlcanon import canonicalize_xml

xml_input = '''<root xmlns:ns="http://example.com/ns">
    <ns:element attr="value">Содержимое</ns:element>
</root>'''

canonicalized = canonicalize_xml(xml_input)
print(canonicalized)
```

### Расширенное использование

```python
from xmlcanon import XmlCanonicalizer

# Создание канонизатора с принудительным включением пространств имен
canonicalizer = XmlCanonicalizer(
    inclusive_ns_prefixes=['force', 'include']
)

canonicalized = canonicalizer.transform(xml_input)
```

## API Reference

### `canonicalize_xml(xml_input, inclusive_ns_prefixes=None)`

Удобная функция для быстрого применения XML канонизации.

**Параметры:**
- `xml_input` (str): Исходный XML документ
- `inclusive_ns_prefixes` (List[str], optional): Префиксы пространств имен для принудительного включения

**Возвращает:**
- `str`: Канонизированный XML

**Исключения:**
- `InvalidXMLError`: При некорректном входном XML
- `TransformationError`: При ошибке трансформации

### `class XmlCanonicalizer`

Основной класс для выполнения XML канонизации.

#### `__init__(inclusive_ns_prefixes=None)`

**Параметры:**
- `inclusive_ns_prefixes` (List[str], optional): Список префиксов пространств имен для принудительного включения

#### `transform(xml_input)`

Применяет канонизацию к XML документу.

**Возвращает:**
- `str`: Канонизированный XML

### Исключения

```python
from xmlcanon.exceptions import InvalidXMLError, TransformationError

try:
    result = canonicalize_xml(xml_input)
except InvalidXMLError as e:
    print(f"Некорректный XML: {e}")
except TransformationError as e:
    print(f"Ошибка трансформации: {e}")
```

## Примеры использования

### Пример 1: Исключение неиспользуемых пространств имен

```python
from xmlcanon import canonicalize_xml

xml_input = '''<root xmlns:used="http://used.com"
                    xmlns:unused="http://unused.com">
    <used:element>Только used используется</used:element>
</root>'''

result = canonicalize_xml(xml_input)
# Результат НЕ будет содержать xmlns:unused
```

### Пример 2: SOAP структура (как в ГИИС ДМДК)

```python
soap_xml = '''<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
                                xmlns:ns="urn://xsd.dmdk.goznak.ru/exchange/1.0">
    <soapenv:Header/>
    <soapenv:Body>
        <ns:SendDealRequest>
            <ns:RequestData id="body">
                <content>Данные для подписи</content>
            </ns:RequestData>
        </ns:SendDealRequest>
    </soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>'''

canonicalized = canonicalize_xml(soap_xml)
# Готово для применения следующих трансформаций (например, СМЭВ)
```

### Пример 3: Принудительное включение пространств имен

```python
from xmlcanon import XmlCanonicalizer

xml_input = '''<root xmlns:force="http://force.com"
                    xmlns:used="http://used.com">
    <used:element>Только used используется в содержимом</used:element>
</root>'''

canonicalizer = XmlCanonicalizer(inclusive_ns_prefixes=['force'])
result = canonicalizer.transform(xml_input)
# Результат БУДЕТ содержать xmlns:force несмотря на неиспользование
```

## Тестирование

```bash
# Запуск всех тестов
python -m pytest tests/

# Запуск с покрытием
python -m pytest tests/ --cov=xmlcanon --cov-report=html

# Запуск конкретного теста
python -m pytest tests/test_transform.py::TestXmlCanonicalizer::test_simple_element
```

### Покрытие тестами

- ✅ Базовые операции с элементами и атрибутами
- ✅ Обработка пространств имен (объявления, исключения, включения)
- ✅ Сортировка атрибутов и пространств имен
- ✅ Экранирование текста и значений атрибутов
- ✅ Реальные SOAP структуры (ГИИС ДМДК)
- ✅ Обработка ошибок

## Интеграция с XML подписями

Этот модуль предназначен для использования в качестве первой трансформации при создании XML подписей по ГОСТ:

```python
def create_gost_xml_signature(xml_data, certificate):
    # 1. Применяем XML канонизацию
    canonicalized = canonicalize_xml(xml_data)

    # 2. Применяем СМЭВ трансформацию (отдельный модуль)
    smev_transformed = apply_smev_transform(canonicalized)

    # 3. Вычисляем хеш ГОСТ
    digest = compute_gost_digest(smev_transformed)

    # 4. Создаем подпись
    signature = create_gost_signature(digest, certificate)

    return signature
```

## Соответствие спецификациям

- ✅ **W3C Exclusive XML Canonicalization Version 1.0** - полное соответствие
- ✅ **XML-DSig спецификация** - поддержка трансформаций для подписей
- ✅ **ГОСТ стандарты** - совместимость с российскими криптографическими стандартами

## Производительность

### Характеристики
- Обработка XML документов до 1MB
- Оптимизация для типичных SOAP структур
- Минимальное потребление памяти
- Поддержка больших документов через потоковую обработку (планируется)

### Бенчмарки
- Малый XML (< 1KB): ~0.001 сек
- Средний XML (10-50KB): ~0.005 сек
- Большой XML (100KB+): ~0.020 сек

## Разработка

### Настройка среды разработки

```bash
# Клонирование репозитория
git clone https://github.com/imdeniil/xmlcanon.git
cd xmlcanon

# Создание виртуального окружения
python -m venv venv
source venv/bin/activate  # Linux/Mac
# или
venv\Scripts\activate  # Windows

# Установка в режиме разработки
pip install -e ".[dev]"
```

### Код стиль

```bash
# Форматирование кода
black xmlcanon/ tests/ examples/

# Проверка стиля
flake8 xmlcanon/ tests/ examples/

# Проверка типов
mypy xmlcanon/
```

## Документация

- **README**: Основная документация (этот файл)
- **LLM Guide**: [Quick Start для LLM](docs/LLM_GUIDE.md) - краткое руководство для быстрого старта
- **CONTRIBUTING**: [Руководство для разработчиков](docs/CONTRIBUTING.md)
- **CHANGELOG**: [История изменений](docs/CHANGELOG.md)

## Вклад в развитие

Модуль открыт для доработок и улучшений:

- **Issues**: [GitHub Issues](https://github.com/imdeniil/xmlcanon/issues)
- **Pull Requests**: приветствуются улучшения
- **Документация**: в [docs/CONTRIBUTING.md](docs/CONTRIBUTING.md)
- **Стиль кода**: Black + PEP 8

## Лицензия

Этот проект распространяется под лицензией MIT. См. файл [LICENSE](LICENSE) для подробностей.

## Контакты и поддержка

- **PyPI**: https://pypi.org/project/xmlcanon/
- **GitHub**: https://github.com/imdeniil/xmlcanon
- **Issues**: https://github.com/imdeniil/xmlcanon/issues
- **Email**: keemor821@gmail.com
- **Автор**: Daniil (imdeniil)

## История изменений

### v1.0.0
- Первый релиз
- Полная реализация ExcC14N согласно W3C спецификации
- Поддержка lxml и стандартной библиотеки
- Полное покрытие тестами (14 тестов)
- Совместимость с ГОСТ стандартами

---

**Создано на основе анализа библиотеки GostCryptography**