Android签名与签名校验

Android签名与签名校验  

目录
1. 签名方法
   1.1 Android的签名方法
    1.2 Java标准的签名方法
2. 签名过程分析
3. 签名校验

1. 签名方法

1.1 android签名方法

  几乎所有的自动化签名工具都是采用的这种方法

1.1.1 生成签名所需要的keypair：公钥与私钥

  andoid源码中提供了脚本build/target/product/security/mkkey.sh 来生成签名所需要的key

if ["$1" == ""]; then
        echo "Create a test certificate key."
        echo "Usage: $0 NAME"
        echo "Will generate NAME.pk8 and NAME.x509.pem"
        echo " /C=US/ST=California/L=Mountain View/O=Android/OU=Android/CN=Android/emailAddress=[e-mail]"
        return
fi

openssl genrsa -3 -out $1.pem 2048

openssl req -new -x509 -key $1.pem -out $1.x509.pem -days 10000 \
    -subj '/C=US/ST=California/L=Mountain View/O=Android/OU=Android/CN=Android/emailAddress=[e-mail]'

openssl pkcs8 -in $1.pem -topk8 -outform DER -out $1.pk8 -nocrypt

从脚本中，我们可以得知，是采用以下步骤生成keypair的。

第一步：生成长度为2048位的RSA私钥

root@bt:~/bubble example# openssl genrsa -3 -out test.pem 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
...+++
...................................................................................+++
e is 3 (0x3)

root@bt:~/bubble example# cat test.pem
-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----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-----END RSA PRIVATE KEY-----

第二步：生成x509格式的公钥证书

root@bt:~/bubble example# openssl req -new -x509 -key test.pem -out test.x509.pem -days 10000 
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [AU]:US
State or Province Name (full name) [Some-State]:California
Locality Name (eg, city) []:Mountain View
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:Android
Organizational Unit Name (eg, section) []:Android
Common Name (eg, YOUR name) []:Android
Email Address []:[e-mail]

第三步：生成符合PKCS8标注的私钥文件

root@bt:~/bubble example# openssl pkcs8 -in test.pem -topk8 -outform DER -out test.pk8 -nocrypt

可以在http://blog.csdn.net/anxuegang/article/details/6157927看到不同证书的格式的介绍

1.1.2 用keypair签名

android源码中提供了签名生成工具，和签名所需要的公钥，私钥文件。其中sigapk.jar为签名工具，platform.x509.pem为公钥文件，platform.pk8为私钥文件。 网上较流行的AutoSign工具就是采用的这种方法。

#!/bin/sh
MY_SDK_HOME=~/platform/android/main/mydroid/
PEM=${MY_SDK_HOME}/build/target/product/security/platform.x509.pem
PK8=${MY_SDK_HOME}/build/target/product/security/platform.pk8

if [ $# -ne 2 ]
then
    echo Usage $0 in.apk out.apk
    exit 1
fi
java -jar ${MY_SDK_HOME}/out/host/linux-x86/framework/signapk.jar \
    ${PEM} ${PK8} $1 $2

第四步：签名

root@bt:~/bubble example/dis# java -jar signapk.jar test.x509.pem test.pk8 unsig.apk signapk.apk

第五步：优化，主要是为了数据边界与文件的开始是内存对齐的

root@bt:~/bubble example# zipalign -v 4 your_project_name-unaligned.apk your_project_name.apk

1.2 Java标准签名方法

工具：keytool，jarsigner

第一步：生成keystore

root@bt:~# keytool -genkey -alias dani.keystore -keyalg RSA -validity 4000 -keystore dani.keystore

第二步：签名&优化

root@bt:~/bubble example/dis/FrozenBubbleSignapk/META-INF# jarsigner -keystore dani.keystore -digestalg SHA1 -sigalg MD5withRSA -signedjar signed.apk unsigend.apk dani.keystore
root@bt:~/bubble example# zipalign -v 4 your_project_name-unaligned.apk your_project_name.apk

2. 签名过程分析

无论采取哪种签名方法，都会APK中生成META-INF文件夹，该文件夹包含三个文件

1. MANIFEST.MF

2.CERT.SF

3.CERT.RSA

生成过程如下：

第一步：.首先对文件夹中的文件采用sha1-base64生成摘要，将这些摘要信息保存在MANIFEST.MF中

我使用以下脚本对比了MANIFEST.MF中对应的值，符合

#!/usr/bin/perl
use Digest::SHA1 qw(sha1 sha1_hex sha1_base64);

die "$0 requires one arguments (file pathname) . \n" if $#ARGV !=0;

$filename=shift;

open FH,$filename or die "cannot open $filename";


$sha1 = Digest::SHA1->new;

$sha1->addfile(*FH);

$digest= $sha1->b64digest;

print $digest,"\n";

close FH;

第二步：对所有文件(包括MANIFEST.MF)使用SHA1-BASE64生成摘要

SHA1("Name:
filename"+CR+LF+"SHA1-Digest: "+SHA1(file_content)+CR+LF+CR+LF)

然后将这些摘要信息保存在CERT.MF中。

备注：采用android（Android signapk.jar与Sun jarsigner两种签名方法生成的CERT.MF文件略有不同。

第三步：对摘要信息采用选取的签名算法（SHA1-RSA或者MD5-RSA），用私钥进行签名，同时把公钥证书与签名信息存放在CERT.RSA中

Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
signature.initSign(privateKey);
je = new JarEntry(CERT_SF_NAME);
je.setTime(timestamp);
outputJar.putNextEntry(je);
 writeSignatureFile(manifest,
 new SignatureOutputStream(outputJar, signature));

je = new JarEntry(CERT_RSA_NAME);
je.setTime(timestamp);
outputJar.putNextEntry(je);
writeSignatureBlock(signature, publicKey, outputJar);

3. 签名校验

由签名生成过程，我们可以知道签名做了两件事情：

3.1 完整性校验

可以发现APK包中的文件是否存在变动。如果对文件进行修改，对应的SHA1值会发生变动。

3.2 APK发布作者身份唯一性校验

当在android设备上安装apk包时，会从存放在CERT.RSA中的公钥证书中提取公钥，进行RSA解密来校验安装包的身份。

使用以下命令，可以校验APk包的签名状况

root@bt:~/bubble example/dis# jarsigner -verify -certs -verbose FrozenBubble-modify-sig.apk

        4689 Wed Dec 12 15:56:44 CST 2012 META-INF/MANIFEST.MF
        4810 Wed Dec 12 15:56:44 CST 2012 META-INF/DANI_KEY.SF
         913 Wed Dec 12 15:56:44 CST 2012 META-INF/DANI_KEY.RSA
sm     29099 Wed Dec 12 15:10:22 CST 2012 assets/levels.txt

      X.509, CN=dani lee, OU=taomee, O=taomee, L=shanghai, ST=CA, C=CA
      [certificate is valid from 12/12/12 3:43 PM to 11/25/23 3:43 PM]

sm     25213 Wed Dec 12 15:20:14 CST 2012 res/drawable/app_frozen_bubble.png

使用不同的key生成的签名信息会不同，不同的私钥对应不同的公钥，因此最大的区别是签名证书中存放的公钥会不同，所以我们可以通过提取CERT.RSA中的公钥来检查安装包是否被重新签名了。

具体的APk签名对比实现方法ttp://www.blogjava.net/zh-weir/archive/2011/07/19/354663.html 可以在这里查看到，非常佩服这位博主，是个java高手，几乎每天都在更新博客。

参考资料

http://www.blogjava.net/MEYE/articles/357174.html

http://www.blogjava.net/zh-weir/archive/2011/07/19/354663.html