Android安全机制（3） APK 签名机制

前言

以前的Android安全机制（1）介绍过基于UID和GID的Android进程隔离机制，使用的是Linux的权限访问控制，控制文件和设备访问。Android安全机制（2）Android Permission权限机制是对Android安全机制的一个重要补充，控制了应用对于系统接口或者对外接口的访问。
这次介绍一下Android的APK签名机制。APK签名是Android安全的第一道防线，Android系统在安装APK的时候，首先会检验APK的签名，如果发现签名文件不存在或者校验签名失败，则会拒绝安装。另外签名被破解或者伪造的话，就等于整个APK都可能被伪造。

基础知识

数字摘要

数字摘要（Digital Digest），又称消息摘要（Message Digest）或数字指纹（Finger Print）。一段信息，经过摘要算法得到一串值，就是摘要(dijest)。摘要算法有MD5、SHA1、SHA256、SHA512等
1、信息是任意长度，而摘要是定长。例如应用MD5算法摘要的消息有128个比特位，用SHA-1算法摘要的消息最终有160比特位的输出，SHA-1的变体可以产生192比特位和256比特位的消息摘要。一般认为，摘要的最终输出越长，该摘要算法就越安全。
2、算法把无限的映射成有限，因此理论上可能会有碰撞（两个不同的信息，算出的摘要相同）
3、摘要不同于加密算法，因为不存在解密，因为从摘要反推原信息很难（可以认为能加密但无法解密还原）
4、HmacMD5/HmacSHA1/HmacSHA256等算法在对应的HASH算法之上增加了密钥的支持以提高安全性

非对称加密算法（私钥、公钥）

加密算法重要的概念是公钥和私匙。
先有私钥，再用函数生成公钥。公钥包含了私钥的信息，但也掺杂了其他随机变量，因此不能反推。
私匙不要泄露，公钥要告诉和你通信的对方。公钥加密，只有对应私钥能解开；私钥加密，只有对应公钥能解开。
具体有两种情形：
（1）对方用你的公钥加密信息，你收到后用私钥解开。只有你有私钥，所以只有你能解开，换句话说，有私钥才能看到信息，很安全。
（2）你拿私钥加密信息，对方收到后用你的公钥解开。公钥是公开的，所以其他人也可以看到你的信息，不保密。私钥加密，只有对应公钥能解开。既然用你的公钥能解开，说明加密一定是你的私钥。私钥只有你有，所以一定是你发送的，你不可抵赖。
Android APK 签名中用的是第二种情形。公钥也打包在APK中。

数字签名

摘要经过加密算法加密，就得到了数字签名