APK签名机制原理详解

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前言

众所周知，Android系统在安装Apk的过程中，会对Apk进行签名校验，校验通过后才能安装成功。那你知道签名校验的机制是什么？具体校验的是什么内容吗？申请第三方SDK（如微信支付）时填入的SAH1值是什么？目前众多的快速批量打包方案又是如何绕过签名检验的？

我将通过一系列的文章来解开这些疑惑：

1. Apk签名的基本概念和用法（本篇）
2. Apk签名机制之——JAR签名机制详解
3. Apk签名机制之——V2签名机制详解

这篇文章先来介绍Apk签名相关的基本知识。

1. 签名是什么？如何进行签名？
2. keystore和证书格式
3. jarsigner和apksigner的区别

1. 签名是什么？

要知道签名是什么，先来看为什么需要签名 。大家都知道，在消息通信时，必须至少解决两个问题：一是确保消息来源的真实性，二是确保消息不会被第三方篡改。在安装Apk时，同样需要确保Apk来源的真实性，以及Apk没有被第三方篡改。如何解决这两个问题呢？方法就是开发者对Apk进行签名：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。

要了解如何实现签名，需要了解两个基本概念：数字摘要和数字证书。

1.1 数字摘要

数字摘要是将任意长度的消息变成固定长度的短消息，它类似于一个自变量是消息的函数，也就是Hash函数。数字摘要就是采用单向Hash函数将需要加密的明文“摘要”成一串固定长度的密文，这一串密文又称为数字指纹，它有固定的长度，而且不同的明文摘要成密文，其结果总是不同的，而同样的明文其摘要必定一致。

简单来说，就是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”。摘要具有下面的几个特征：

1. 唯一性

   在不考虑碰撞的情况下，不同的数据的计算出的摘要是不同的。

2. 固定长度

   不同的Hash算法计算的长度是不一样的，但对同一个算法来说是一样的。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。

3. 不可逆性

   即从正向计算的摘要不可能逆向推导出原始数据。

1.2 签名和校验的大体过程

前面已经说到，可以通过签名来确保数据来源的可靠性和数据的不可篡改性。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，在安装Apk需要对签名进行验证，验证通过才能继续安装。

这里有两个过程：签名过程 和 校验过程。