android签名原理

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了android签名原理，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含3986字，纯文字阅读大概需要6分钟。

内容图文

为什么要签名？
确保Apk来源的真实性。
确保Apk没有被第三方篡改。

什么是签名？
在Apk中写入一个“指纹”。指纹写入以后，Apk中有任何修改，都会导致这个指纹无效，Android系统在安装Apk进行签名校验时就会不通过，从而保证了安全性。

apk组成

dex：最终生成的Dalvik字节码。
res：存放资源文件的目录。
asserts：额外建立的资源文件夹。
lib：如果存在的话，存放的是ndk编出来的so库。
META-INF：存放签名信息

MANIFEST.MF（清单文件）：其中每一个资源文件都有一个SHA-256-Digest签名，MANIFEST.MF文件的SHA256（SHA1）并base64编码的结果即为CERT.SF中的SHA256-Digest-Manifest值。
CERT.SF（待签名文件）：除了开头处定义的SHA256（SHA1）-Digest-Manifest值，后面几项的值是对MANIFEST.MF文件中的每项再次SHA256并base64编码后的值。
CERT.RSA（签名结果文件）：其中包含了公钥、加密算法等信息。首先对前一步生成的MANIFEST.MF使用了SHA256（SHA1）-RSA算法，用开发者私钥签名，然后在安装时使用公钥解密。最后，将其与未加密的摘要信息（MANIFEST.MF文件）进行对比，如果相符，则表明内容没有被修改。

androidManifest：程序的全局清单配置文件。
resources.arsc：编译后的二进制资源文件。

数字摘要
对一个任意长度的数据，通过一个Hash算法计算后，都可以得到一个固定长度的二进制数据，这个数据就称为“摘要”。

补充：

散列算法的基础原理：将数据（如一段文字）运算变为另一固定长度值。
SHA-1：在密码学中，SHA-1（安全散列算法1）是一种加密散列函数，它接受输入并产生一个160 位（20 字节）散列值，称为消息摘要 。
MD5：MD5消息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。
SHA-2：名称来自于安全散列算法2（英语：Secure Hash Algorithm 2）的缩写，一种密码散列函数算法标准，其下又可再分为六个不同的算法标准，包括了：SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256。

特征：
唯一性
固定长度：比较常用的Hash算法有MD5和SHA1，MD5的长度是128拉，SHA1的长度是160位。
不可逆性

签名和校验的主要过程
签名就是在摘要的基础上再进行一次加密，对摘要加密后的数据就可以当作数字签名。

签名过程：
1、计算摘要：通过Hash算法提取出原始数据的摘要。
2、计算签名：再通过基于密钥（私钥）的非对称加密算法对提取出的摘要进行加密，加密后的数据就是签名信息。
3、写入签名：将签名信息写入原始数据的签名区块内。

校验过程：
1、首先用同样的Hash算法从接收到的数据中提取出摘要。
2、解密签名：使用发送方的公钥对数字签名进行解密，解密出原始摘要。
3、比较摘要：如果解密后的数据和提取的摘要一致，则校验通过；如果数据被第三方篡改过，解密后的数据和摘要将会不一致，则校验不通过。

数字证书
如何保证公钥的可靠性呢？答案是数字证书，数字证书是身份认证机构（Certificate Authority）颁发的，包含了以下信息：

证书颁发机构
证书颁发机构签名
证书绑定的服务器域名
证书版本、有效期
签名使用的加密算法（非对称算法，如RSA）
公钥等

接收方收到消息后，先向CA验证证书的合法性，再进行签名校验。
注意：Apk的证书通常是自签名的，也就是由开发者自己制作，没有向CA机构申请。Android在安装Apk时并没有校验证书本身的合法性，只是从证书中提取公钥和加密算法，这也正是对第三方Apk重新签名后，还能够继续在没有安装这个Apk的系统中继续安装的原因。

keystore和证书格式
keystore文件中包含了私钥、公钥和数字证书。根据编码不同，keystore文件分为很多种，Android使用的是Java标准keystore格式JKS(Java Key Storage)，所以通过Android Studio导出的keystore文件是以.jks结尾的。

jarsigner和apksigner的区别
Android提供了两种对Apk的签名方式，一种是基于JAR的签名方式，另一种是基于Apk的签名方式，它们的主要区别在于使用的签名文件不一样：jarsigner使用keystore文件进行签名；apksigner除了支持使用keystore文件进行签名外，还支持直接指定pem证书文件和私钥进行签名。

在签名时，除了要指定keystore文件和密码外，也要指定alias和key的密码，这是为什么呢？
keystore是一个密钥库，也就是说它可以存储多对密钥和证书，keystore的密码是用于保护keystore本身的，一对密钥和证书是通过alias来区分的。所以jarsigner是支持使用多个证书对Apk进行签名的，apksigner也同样支持。

Android Apk V1 签名原理

1、解析出 CERT.RSA 文件中的证书、公钥，解密 CERT.RSA 中的加密数据。
2、解密结果和 CERT.SF 的指纹进行对比，保证 CERT.SF 没有被篡改。
3、而 CERT.SF 中的内容再和 MANIFEST.MF 指纹对比，保证 MANIFEST.MF 文件没有被篡改。
4、MANIFEST.MF 中的内容和 APK 所有文件指纹逐一对比，保证 APK 没有被篡改。

内容总结

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内容备注

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