欢迎访问我的博客原文
不少果粉对 Apple 钟情，与它的纯净、安全有很大关系，我们发现在苹果的设备上下载应用时，不会出现触发下载一系列垃圾软件的情况，而且用户可以明确 App 的来源——通过官方商店 AppStore 购买、企业证书安装还是 TestFlight 下载。为了防止盗版软禁、病毒入侵、静默安装以及屏蔽其它不可控因素，并确保每一个安装到 iOS 设备上的应用都是被官方允许的，苹果设定了一套应用签名机制。
数字签名
数字签名，又称公钥数字签名，是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，发送者对要发送的数据打上签名标记，表示这份经过认证，未被篡改的。
数据传输
下面模拟一下数据传输的过程：
假如发送方直接将原始数据明文传输给接收方时，数据非常不安全，极易被篡改；
为了提升安全性并同时简化明文，可以对数据进行哈希算法处理，得到原始数据的摘要，然后将摘要发送给接收方。但假如哈希算法被泄漏，依然存在数据被篡改的风险；
引入非对称加密算法，对一份数据，用哈希算法计算出摘要后，再用 RSA 的私钥加密摘要，得到原始数据的数字签名，发送方将数字签名与原始数据一起发送给接收方。
我们将原始数据进行哈希加密、非对称加密后的数据称为数字签名。
接收方拿到数据后，需要进行签名验证，来确保数据传输过程中，未被篡改。
数字签名验证
签名验证的具体步骤如下：
接收方拿到数据后，通过同样的哈希加密处理原始数据，得到哈希值（摘要）；
再利用非对称将数字签名中的校验哈希值（摘要）解密出来；
最后对比两个哈希值是否一致，判断出数据是否被篡改。
用一张图还原数字签名的完整过程：
再来看看如何利用数字签名保证每个安装到 iOS 上的 App 都被苹果认证允许。
代码签名
代码签名就是对可执行文件或脚本进行数字签名，用来确认软件在签名后未被修改或损坏的措施。它的原理和数字签名类似，只不过把签名的不是数据，而是代码。
简单的代码签名
假如 App 是只能从 App Store 上下载，那么它的验证方式就比较简单了。
由苹果官方生成一对公私钥，在 iOS 系统中内置一个公钥，私钥由苹果后台保存。
我们把 App 上传到 App Store 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，如果签名正确则这个 App 肯定是由苹果后台认证的，并且没有被修改或损坏。
但 iOS 设备安装 App 并不只有 App Store 这一个渠道，比如开发者的真机调试、TestFlight 内测、In-House 企业证书分发等，此时简单的代码签名就无法满足对 App 的完全验证了。
iOS 代码签名的复杂度需要相应增加，于是双层代码签名（双重签名）产生了。
双层代码签名
“双层”意在用两对公私钥做加密验证，它们分别是 Mac 本地的一对和 Apple 服务提供的一对。
双层代码签名的存在是为了满足：
- App 需要经过苹果允许才能安装；
- 在 Apple 后台中注册过的设备才能安装，比如在 TestFlight 内测、真机调试模式下；
- 限制签名只能对应唯一的 App。
为了猜测完整的签名流程，我们可以解压一个 ipa 文件，在 Payload 目录中有一个 embedded.mobileprovision，我们称之为描述文件，它对应的是 Apple 后台生成 Provisioning Profile（简称 PP）文件。文件中包括：
- 证书（公钥、签名）
- App ID
- Entitlements（权限）
- 注册设备列表
- 其它关乎 App 能否正常启动的所有信息
所以我们猜测签名的大概流程是这样的：
在开发设备 Mac 上本地生成一对公私钥。
Apple 有一对公私钥，Apple 私钥在 Apple 后台，Apple 公钥在每台 iOS 设备上。
把 Mac 公钥上传到 Apple 后台，用 Apple 私钥签名 Mac 公钥，可以得到一份 Mac 公钥和签名的组合数据，我们把这份数据称为证书。
在 Apple 后台申请 App ID，配置好的 UDID（注册设备） 列表以及 App 申请的权限（Entitlements），再加上步骤3中的证书，组合起来的数据用 Apple 私钥进行签名，把数据和签名一起组成 PP 文件，下载到本地的开发设备 Mac 上。
当我们编译工程时，Mac 私钥会对 App 进行签名，同时把步骤4得到的 PP 文件打包进去，文件名为
embedded.mobileprovision，准备将 App 安装到手机上。安装时，iOS 系统取得证书，通过系统内置的 Apple 公钥，去验证证书里的签名是否正确。
继续用 Apple 公钥验证描述文件是否正确。
用 Mac 公钥验证 App 签名是否被篡改。
上面的步骤对应到实际操作和概念是这样的：
第 1 步：Mac 上依次打开“钥匙串访问 → 证书助理 → 从证书颁发机构请求证书...”，做了这一步，就会在本地生成了一对公私钥，导出的 CSR 文件（CertificateSigningRequest.certSigningRequest）就是 Mac 公钥，Mac 私钥也是存储在本地，具体是什么文件看第 3 步。
第 2 步：每台 iOS 设备中都已经有了 Apple 公钥，至于 Apple 私钥是什么，看第 3 步。
第 3 步：在 Apple 后台的 iOS Certificates 模块，通过上传本地导出的 CSR 文件，生成 .cer 证书文件，也就是 Apple 私钥。将 .cer 证书下载到本地，安装证书，在钥匙串中找到证书，就可以导出 Mac 私钥，也就是一个 .p12 文件。它和第 1 步中导出的 Mac 公钥是对应的，钥匙串会把这两个证书关联起来。用.cer 证书去签名 CSR 文件，拿到含有签名的证书。
第 4 步：在 Apple 后台配置 App ID、Entitlements、Devices 等，然后下载 PP 文件。
第 5 步：编译 App 时，Xcode 会通过第 3 步下载回来的证书（存着 Mac 公钥），在本地找到对应的 Mac 私钥，然后用 Mac 私钥去签名 App，同时打包，安装包中包含 PP 文件，在 ipa 中的文件名是 embedded.mobileprovision。这里 App 的签名数据被分为两部分，Mach-O 可执行文件会把签名直接写入描述文件里，而资源文件则会保存在 _CodeSignature 目录下，这时准备安装 App。
第 6 步：使用 Apple 公钥验证描述文件签名，对应第 4 步，签名通过，说明证书可用，进入下一步。
第 7 步：使用 Apple 公钥验证证书签名，对应第 3 步，签名通过，说明 Mac 公钥合法，进入下一步。
第 8 步：使用 Mac 公钥验证 App 签名，对应第 4 步，上述验证均通过后，还需要将描述文件中的内容与 App 本身的信息做验证对比，比如验证设备 ID 是否在 UDID 列表上，App ID 是否相同，权限开关是否与 Entitlements 一致，都验证通过，就可以开始安装 App。
前面说了，双层代码签名是针对开发测试包、In-House 企业签名、Ad-Hoc 包为例的签名和验证的流程，只是企业签名不限制安装的设备数，因此描述文件中不会有设备列表，而是一条 <key>ProvisionsAllDevices</key><true/> 记录。
而从 App Store 上下载的安装包，里面是没有描述文件的，但上架之前还是要配置证书、PP 文件，因为 App ID 和权限的检验还是需要做的。但 App 上传到 AppStore 以后就跟 PP 文件没有关系了，所以我们可以理解为 App Store 上包的签名验证采用就是前面说的最简单的签名方式，Apple 后台直接用私钥签名 App 就可以了。
