iOS签名机制与证书

iOS签名的目的

在 iOS 出来之前,在主流操作系统(Mac/Windows/Linux)上开发和运行软件是不需要签名的,软件随便从哪里下载都能运行,导致平台对第三方软件难以控制,盗版流行。苹果希望解决这样的问题,在 iOS 平台对第三方 APP 有绝对的控制权,一定要保证每一个安装到 iOS 上的 APP 都是经过苹果官方允许的。

一、苹果开发者账号分类

分类

个人账号和公司账号差别不大,主要区别在于开发者数量。还有个问题在于,如果是个人账号发布的应用,App Store开发者的位置显示的是开发者个人的名字,而公司账号则可以显示公司的名字,现在App Store上的应用一般都是公司账号。

企业账号比较特殊,发布的安装包可以安装到任何设备上,但是不能发布到App Store。一般一些企业内部的应用都使用这种账号,想开发什么就开发什么,不用担心苹果审核机制的问题。

企业账号和99$的两种账号还有个区别在于,正是由于企业账号是不向App Store发布的,所以更新应用是直接更新的。避免了苹果审核的等待,只不过苹果现在审核时间也缩短了不少。

企业账号还有一个用途,就是一些XX助手之类的应用下载下来的,一般都是企业账号打的包。这些XX助手的平台把原生ipa包进行反编译,以达到某些目的,然后通过企业账号重新打包。

教育账号是苹果推出的一种特殊的账号,这种账号主要面向大学生,用来让在校大学生进行Apple相关开发的。这种账号还是不要想了,苹果对这块的审批还是很严的。

二、加密相关知识

通常我们说的签名就是数字签名,它是基于非对称加密算法实现的。对称加密是通过同一份密钥加密和解密数据,而非对称加密则有两份密钥,分别是公钥和私钥,用公钥加密的数据,要用私钥才能解密,用私钥加密的数据,要用公钥才能解密。

非对称加密即加密密钥与解密密钥不同,且成对出现 对外公开的称为公钥,这对密钥生成者才拥有的称为私钥。通过私钥加密的密文只能通过公钥解密,反之亦然 。例如,RSA算法,非对称加密加解密比较耗时,实际使用中,往往与对称加密和摘要算法结合使用。

经典用法:

1、防止中间攻击:接收方将公钥公布-》发送方通过该公钥将明文加密-》传输给接收方-》接收方使用私钥解密,通常用于交换对称密钥(由于非接收方无私钥,无法截获)

2、身份验证和防止篡改:私钥加密授权明文-》将明文+加密后的密文+公钥一并发送给接收方-》接收方用公钥解密密文,再与明文对比是否一致,以此判断是否被篡改,用于数字签名

摘要算法:

将任意长度文本通过一个算法得到一个固定长度的文本。 源文本不同,计算结果必然不同 ,无法从结果反推源,例如,MD5和SHA算法。

数字签名:

非对称加密与摘要算法的结合,结合摘要算法是因为非对称加密的原理限制可加密的内容不能太大。

三、数字签名

数字签名的作用是我对某一份数据打个标记,表示我认可了这份数据(签了个名),然后我发送给其他人,其他人可以知道这份数据是经过我认证的,数据没有被篡改过。

情景:有一段授权文本,需要发布,要防止中途篡改内容,保证完整性与合法性

发送方:

1. 授权文本-》摘要算法-》得到摘要

2. 私钥加密摘要得到密文

3. 将源授权文本+密文+公钥一并发布

验证方:

1. 用公钥解密密文得到摘要a

2. 将源授权文本-》摘要算法-》得到摘要b

3. 对比摘要a与摘要b是否一致


发送方加密


接收方验证


四、签名机制与验证

当App 提交审核通过后,Apple会对App重签名,所以从App Store下载的app都是苹果的官方签名。

1、简单签名

苹果官方生成一对公私钥,在 iOS 里内置一个公钥,私钥由苹果后台保存,我们传 App 上 AppStore 时,苹果后台用私钥对 APP 数据进行签名,iOS 系统下载这个 APP 后,用公钥验证这个签名,若签名正确,这个 APP 肯定是由苹果后台认证的,并且没有被修改过,也就达到了苹果的需求:保证安装的每一个 APP 都是经过苹果官方允许的。

简单签名

流程如下:

1.Apple 官方有自己固定的一对公钥和私钥,私钥A存在Apple后台,公钥A存在iOS设备

2.app审核通过后,Apple后台用私钥A对其进行重签名

3.app下载到iOS设备后,iOS设备内置的公钥A会对app的签名进行验证,如果验证通过,则可运行,否则不能

2、双层签名

对与开发调试安装app时,有两个需求: 

1. 安装包无需上传到Apple服务器; 

2. 必须经过Apple允许,且不能被滥用导致非开发app也能被安装。

双层签名

流程如下:

1.在Mac上生成一对公私钥,分别为公钥L,私钥L

2.Apple 官方有自己固定的一对公钥和私钥,私钥A存在Apple后台,公钥A内置在iOS设备

3.把公钥L 上传Apple后台,Apple后台用私钥A对公钥L进行签名,将得到的签名+公钥L打包起来,称为证书

4.开发时,编译完一个app后,用本地私钥L对app进行签名,然后把3中的证书、app和app签名一起打包安装到手机上。

5.iOS设备内置的公钥A对证书中签名进行验证

如果5中验证通过,再用证书中的公钥L对app签名进行验证,从而间接保证app安装是官方允许的。

3、双层签名+限制

上述流程只解决了需要Apple允许才能安装,但还未解决避免被滥用的问题。 

在此,苹果加了两个限制,1.限制设备,2.限制签名只针对某一具体app。

签名+限制


流程基本如上,只是添加了设备IDs和AppID:

第三步:把公钥L 上传Apple后台,Apple后台用私钥A对(公钥L+设备IDs+AppID)进行签名,将得到的签名+公钥L打包起来,成为证书

第五步:iOS设备内置的公钥A对证书中签名进行验证,同时将设备IDs判断当前设备是否符合要求,AppID验证App是否一致

4、最终流程

上述证书有很多额外信息,实际上出了 设备IDs/AppID,还是其他信息,比如iCloud/Push/后台运行等权限,这些权限开关统称为 Entitlements,它也需要通过签名去授权,这些额外信息都塞在证书里是不合适的,所以就有一个叫 Provisioning Profile 的东西。

Provisioning Profile = 证书 + 上述额外信息 + 所有信息的签名

最终签名

最终流程如下:

1.在Mac上生成一对公私钥,分别为公钥L,私钥L

2.Apple 官方有自己固定的一对公钥和私钥,私钥A存在Apple后台,公钥A内置在iOS设备

3.把公钥L 上传Apple后台,Apple后台用私钥A对公钥L进行签名,将得到的签名+公钥L打包起来,称为证书

4.在苹果后台申请AppID,配置好设备IDs, Entitlements,这些额外信息+3中的证书组成的数据用私钥A签名,最后证书+额外信息+签名组成 Provisioning Profile 文件,下载到Mac本地

5.开发时,编译完一个app后,用本地私钥L对app进行签名,然后把4中的Provisioning Profile文件打包进App里,文件名为embedded.mobileprovision,安装到手机上。

6.安装时,iOS设备内置的公钥A对embedded.mobileprovision的数字签名进行验证,同时对里面的证书的签名也会验证

7.如果6中验证通过,确保了embedded.mobileprovision的数据是苹果授权后,再取出里面数据做各种验证,包括公钥L对app签名进行验证,验证设备ID,AppID,权限开关

五、概念与操作

上述步骤与平常具体操作与概念如下:

1、KeyChain 里的“从证书颁发机构请求证书”,本地生成一对公私钥,保存的CertificateSigningRequest(CSR)即公钥L,私钥L保存在电脑本地

2、苹果处理

3、在Member Center把CertificateSigningRequest上传到苹果后台生成证书,下载到本地(因为私钥是本地Mac持有,所以团队开发时,可在KeyChain导出私钥,存为.p12文件,其他Mac即可导入这个私钥)

4、在Member Center配置AppID/设备UUID/Entitlements, 生成对应的 Provisioning Profile 文件,并下载到本地

5、打包编译时,Xcode会根据3中的证书,用对应该证书的本地私钥L对app进行签名,并把4中的 Provisioning Profile 文件命名为 embedded.mobileprovision 一起打包进去。这里对App的签名数据分两部分,Mach-O 可执行文件把签名直接写进这个文件,其他资源文件则保存在_CodeSignature目录下

6、6到7的打包验证是Xcode和iOS的事。

其他发布方式(In-House和Ad-Hoc)流程与开发包签名验证流程差不多,In-House不限制安装的设备数。


参考链接:

https://www.jianshu.com/p/f3f102b9db96

https://blog.csdn.net/zn_echonn/article/details/80248786

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