ExcelWatermark

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一个基于 .NET 10 与 OpenXML 的 Excel 水印工具库，包含两类能力：

• 背景水印：生成斜向平铺的半透明文字 PNG，并追加到指定工作表作为背景图片引用
• 盲水印：将加密文本编码到工作簿样式（字体名位与颜色 LSB），隐藏在工作表中并可安全提取

功能

• 背景水印
  • 生成平铺文字的 PNG：WatermarkImageGenerator.GenerateTiledWatermarkImage
  • 追加 PNG 为背景：BackgroundWatermark.SetBackgroundImage（支持 filePath 与 Stream）
• 盲水印
  • 嵌入：BlindWatermark.EmbedBlindWatermark（ExcelWatermark/BlindWatermark.cs:127）将 AES‑GCM 加密负载编码到隐藏表样式
  • 提取：BlindWatermark.ExtractBlindWatermark（ExcelWatermark/BlindWatermark.cs:180）读取样式还原比特流并解密
• 示例辅助（不随 NuGet 发布）
  • 创建空工作簿：WorkbookFactory.CreateBlankWorkbook（ExcelWatermark.Sample/WorkbookFactory.cs:9）
  • 创建示例订单工作簿：WorkbookFactory.CreateSampleOrdersWorkbook（ExcelWatermark.Sample/WorkbookFactory.cs:24）

目录结构

• ExcelWatermark：主库（类库），包含 BackgroundWatermark、BlindWatermark
• ExcelWatermark.Sample：示例项目，演示两种水印的用法，包含 WorkbookFactory
• ExcelWatermark.Tests：xUnit 测试用例，覆盖回归与异常场景，包含测试用 WorkbookFactory
• ExcelWatermark.slnx：解决方案文件

安装

dotnet add package ExcelWatermark

或在 csproj 中添加对包的引用。发布后可直接通过 NuGet 安装。

环境与依赖

• .NET SDK 10.0.100 及以上
• NuGet 包：
  • DocumentFormat.OpenXml（OpenXML 操作）
  • System.Drawing.Common（生成 PNG 水印图，Windows 平台）
• 平台支持：由于使用 System.Drawing.Common，背景水印图生成仅在 Windows 6.1+ 上受支持。

快速开始

1. 构建解决方案：

dotnet build

2. 运行示例：

cd ExcelWatermark/ExcelWatermark.Sample
dotnet run --

示例将输出两个临时文件路径：

• 一个嵌入并提取盲水印的工作簿
• 一个应用了背景文字水印的订单工作簿

使用示例

• 盲水印嵌入与提取（参考 ExcelWatermark.Sample/Program.cs）

var file = Path.Combine(Path.GetTempPath(), "sample_" + Guid.NewGuid() + ".xlsx");
WorkbookFactory.CreateBlankWorkbook(file);
BlindWatermark.EmbedBlindWatermark(file, "示例盲水印", "demo-key");
var text = BlindWatermark.ExtractBlindWatermark(file, "demo-key");
Console.WriteLine(text);

• 盲水印（流方式）

var file = Path.Combine(Path.GetTempPath(), "sample_stream_" + Guid.NewGuid() + ".xlsx");
WorkbookFactory.CreateBlankWorkbook(file);
using (var fs = new FileStream(file, FileMode.Open, FileAccess.ReadWrite, FileShare.Read))
{
    BlindWatermark.EmbedBlindWatermark(fs, "示例盲水印", "demo-key");
}
using (var fr = new FileStream(file, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read))
{
    var text = BlindWatermark.ExtractBlindWatermark(fr, "demo-key");
    Console.WriteLine(text);
}

• 背景文字水印（生成 PNG 并设置为背景）

var orders = Path.Combine(Path.GetTempPath(), "orders_" + Guid.NewGuid() + ".xlsx");
WorkbookFactory.CreateSampleOrdersWorkbook(orders, 500);
var bytes = WatermarkImageGenerator.GenerateTiledWatermarkImage(
    "CONFIDENTIAL 机密",
    1600, 1200, -30f, 0.12f,
    "Microsoft YaHei", 48f,
    280, 180,
    "#FF0000");
BackgroundWatermark.SetBackgroundImage(orders, "Orders", bytes);

• 背景文字水印（流方式）

var orders = Path.Combine(Path.GetTempPath(), "orders_stream_" + Guid.NewGuid() + ".xlsx");
WorkbookFactory.CreateSampleOrdersWorkbook(orders, 200);
using (var fs = new FileStream(orders, FileMode.Open, FileAccess.ReadWrite, FileShare.Read))
{
    var bytes = WatermarkImageGenerator.GenerateTiledWatermarkImage("STREAM WM", 800, 600, -45f, 0.2f, "Microsoft YaHei", 32f, 200, 150, "#0000FF");
    BackgroundWatermark.SetBackgroundImage(fs, "Orders", bytes);
}

• 从 PNG 文件设置背景

var png = Path.Combine(Path.GetTempPath(), "bg.png");
File.WriteAllBytes(png, WatermarkImageGenerator.GenerateTiledWatermarkImage("FILE-WM", 600, 400));
BackgroundWatermark.SetBackgroundImageFromFile(orders, "Orders", png);

原理简介

• 盲水印
  • 加密与完整性：AES-GCM（口令经 SHA256 派生为 256 位密钥），负载结构为 nonce(12) + tag(16) + ciphertext
  • 承载通道：字体名位（Calibri=0 / Cambria=1）与字体颜色蓝通道 LSB 合计每格 2 位；写入隐藏工作表 wm$
• 背景水印
  • GDI+ 在透明 PNG 上斜向平铺绘制文字，控制旋转角度、步进、字体、颜色与不透明度
  • 将 PNG 作为 ImagePart 附加到工作表，并在 Worksheet 追加 Picture 引用以实现背景效果

测试

运行所有测试：

dotnet test

用例覆盖：盲水印嵌入/提取回归、隐藏表存在性、错误口令失败、背景水印图片生成、图片引用存在性（文件与流两种方式）。

注意事项

• 背景水印图片生成依赖 Windows（System.Drawing.Common）
• 字体名称需在系统可用；中文场景推荐 Microsoft YaHei
• 颜色 LSB 的改变一般不可见，但在某些导出或样式清洗场景下可能丢失（针对盲水印）

许可

本项目示例性质，适用于学习与实验用途。若用于生产环境，请结合你的业务安全需求进行更严格的密钥管理与抗篡改设计。

仓库地址：https://github.com/ZUOXIANGE/ExcelWatermark