android签名的应用-- 禁止未经授权签名的apk安装

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最近项目有需求： 只有使用特定签名签的apk才可以安装，其他任何apk都不能安装（root版，使用adb push进去的除外）。n多度娘、google之后最终实现，把实现代码罗列一下，以供以后参考.
1、使用工具自己制作签名文件，这个签名就是需要提供给apk制作者签名使用的。 可以参考源码路径 build/target/product/security/README 文件development/tools/make_key testkey ‘/C=CN/ST=ShangHai/L=ShangHai/O=xxx/OU=MTK/CN=China/emailAddress=xxx@qq.com'
2、使用制作好的签名文件签名一个内置的apk，本例采用使用 com.mediatek.factorymode 作为以后签名的对比对象mediatek/packages/apps/FactoryMode/Android.mk
增加
[java] view plain copy



ifeq ($(XHW_SIGNATURE_CONFIG),yes)
LOCAL_CERTIFICATE := testkey
endif

3、在安装过程中对比签名，如果签名相同的话就继续安装，否则给出一个错误号，弹一个消息框frameworks/base/services/java/com/android/server/pm/PackageManagerService.java[java] view plain copy



private PackageParser.Package scanPackageLI(PackageParser.Package pkg,
int parseFlags, int scanMode, long currentTime, UserHandle user) {
...
if (!verifySignaturesLP(pkgSetting, pkg)) {
...
}
//add start
if(com.mediatek.common.featureoption.FeatureOption.XHW_SIGNATURE_CONFIG) {
// is xhw signatures
Signature[] xhwSignatures = getXWHSignatures();

if (xhwSignatures != null) {
if (compareSignatures(xhwSignatures, pkg.mSignatures) != PackageManager.SIGNATURE_MATCH) {
mLastScanError = PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_SIGNATURES;
return null;
}
}
}
//add end

// Verify that this new package doesn't have any content providers
// that conflict with existing packages. Only do this if the
// package isn't already installed, since we don't want to break
// things that are installed.
if ((scanMode&SCAN_NEW_INSTALL) != 0) {
...
}

因为在启动是也要走 scanPackageLI 函数，故增加一个变量 mIsInstallApkFlag 判断是否是安装过程[java] view plain copy



private void installPackageLI(InstallArgs args,
boolean newInstall, PackageInstalledInfo res) {
...
Log.i(TAG, "Start installation for package: " + pkg.packageName);

//add start
if(com.mediatek.common.featureoption.FeatureOption.XHW_SIGNATURE_CONFIG) {
Log.i(TAG, "installPackageLI-111- mIsInstallApkFlag="+mIsInstallApkFlag);
mIsInstallApkFlag = true;

Log.i(TAG, "installPackageLI-222- mIsInstallApkFlag="+mIsInstallApkFlag);
}
//add end

if (replace) {
replacePackageLI(pkg, parseFlags, scanMode, args.user,
installerPackageName, res);
} else {
installNewPackageLI(pkg, parseFlags, scanMode, args.user,
installerPackageName, res);
}
Log.i(TAG, "Installation done for package: " + pkg.packageName);
...
}

增加的函数为：[java] view plain copy



//add start
private boolean mIsInstallApkFlag = false;
private Signature[] getXWHSignatures(){
if(!mIsInstallApkFlag) return null;

// 取得xhw签名
Signature[] xhwSigns = null;
String packageName = "com.mediatek.factorymode";
/* try {
//PackageInfo xhwPackageInfo = mContext.getPackageManager().getPackageInfo("com.mediatek.factorymode", PackageManager.GET_SIGNATURES); //-- 只能取得已安装的apk 签名
PackageInfo xhwPackageInfo = getPackageInfo("com.mediatek.factorymode", PackageManager.GET_SIGNATURES, Process.SYSTEM_UID);

if(xhwPackageInfo != null){
xhwSigns = xhwPackageInfo.signatures;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();

}
if(xhwSigns != null) Log.e(TAG, "....----getXWHSignatures--xhw_Signs[0]="+xhwSigns[0].toCharsString());

*/

//another method
PackageSetting ps = mSettings.mPackages.get(packageName);
if (ps != null) {
PackageParser.Package pkg = ps.pkg;
if (pkg == null) {
pkg = new PackageParser.Package(packageName);
pkg.applicationInfo.packageName = packageName;
pkg.applicationInfo.flags = ps.pkgFlags | ApplicationInfo.FLAG_IS_DATA_ONLY;
pkg.applicationInfo.publicSourceDir = ps.resourcePathString;
pkg.applicationInfo.sourceDir = ps.codePathString;
pkg.applicationInfo.dataDir = getDataPathForPackage(packageName, 0).getPath();
pkg.applicationInfo.nativeLibraryDir = ps.nativeLibraryPathString;
}

PackageInfo xhwPackageInfo2 = generatePackageInfo(pkg, PackageManager.GET_SIGNATURES, UserHandle.getCallingUserId());

if(xhwPackageInfo2 != null){
xhwSigns = xhwPackageInfo2.signatures;
}
}

// reset flag
mIsInstallApkFlag = false;

return xhwSigns;
}

//add end
上面代码中 PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_SIGNATURES 是自己增加的错误代码，以供弹出消息使用[java] view plain copy



+++ frameworks/base/core/java/android/content/pm/PackageManager.java (revision 471)
@@ -553,7 +553,17 @@
*/
public static final int INSTALL_FAILED_VERSION_DOWNGRADE = -25;

+
/**
+ * Installation return code: this is passed to the {@link IPackageInstallObserver} by
+ * {@link #installPackage(android.net.Uri, IPackageInstallObserver, int)} if
+ * the installed package hasn't the expected signature
+ * @hide
+ */
+ public static final int INSTALL_FAILED_INVALID_SIGNATURES = -26; //jimbo add
+
+
+ /**
* Installation parse return code: this is passed to the {@link IPackageInstallObserver} by
* {@link #installPackage(android.net.Uri, IPackageInstallObserver, int)}
* if the parser was given a path that is not a file, or does not end with the expected

4、 弹出错误提示packages/apps/PackageInstaller/src/com/android/packageinstaller/InstallAppProgress.java
[java] view plain copy



private Handler mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
...
//add start
} else if (msg.arg1 == PackageManager.INSTALL_FAILED_INVALID_SIGNATURES){
// Generic error handling for all other error codes.
centerTextDrawable.setLevel(1);
centerExplanationLabel = getExplanationFromErrorCode(msg.arg1);
centerTextLabel = R.string.install_failed_invalid_signature;
mLaunchButton.setVisibility(View.INVISIBLE);
//add end
} else {
// Generic error handling for all other error codes.
centerTextDrawable.setLevel(1);
centerExplanationLabel = getExplanationFromErrorCode(msg.arg1);
centerTextLabel = R.string.install_failed;
mLaunchButton.setVisibility(View.INVISIBLE);
}
...

其中字串 install_failed_invalid_signature 是新增的字串 例如 “禁止安装，签名不符” 等

windows下给apk签名的方法：

制作一个批处理文件 Auto_Sign.bat 内容：
[java] view plain copy



@echo off
:menu
cls
color 0b
echo.
echo *****************************************************
echo Android platform auto-sign tool V0.2 by imchange
echo Please select your choice then press ENTER
echo *****************************************************
echo.
echo 1. Sign ROM files (*.zip)
echo.
echo 2. Sign program files (*.apk)
echo.
echo 3. Sign ALL (*.zip/*.apk)
echo.
echo 4. Exit
echo.
set /p choice=Please select:
if /i "%choice%"=="1" goto rom
if /i "%choice%"=="2" goto apk
if /i "%choice%"=="3" goto all
if /i "%choice%"=="4" exit
goto menu

:rom
set filename=*.zip
goto sign

:apk
set filename=*.apk
goto sign

:all
set filename=*.zip *.apk
goto sign

:sign
echo.
echo Please wait while signing...
echo The signed files will be placed into subfolder 'Signed'...
echo.
if not exist .\Signed mkdir .\Signed
for /f "delims=" %%i in ('dir/b %filename%') do (
java -jar signapk.jar testkey.x509.pem testkey.pk8 "%%i" ".\Signed\%%~ni_signed%%~xi")
echo.
echo Completed. Press any key to exit.
pause >nul
exit

readme.txt[java] view plain copy



Android platform ROM/program files auto-sign batch tool
Created by imchange

Usage:
Place your ROM files (*.zip) or program files (*.apk) to this folder, execute Auto_Sign.bat by double click, then select the type of files you want to sign. The signed files are placed into subfolder 'Signed'.

用法：
将ROM文件（*.zip）或程序（*.apk）放到本文件夹，双击执行Auto_Sign.bat，选择要签名的文件类型。签名后的文件放置在Signed文件夹内。

Changelog:
V0.2
-All functions merge into one batch file
-Add select menu

V0.1
-The first version

signapk.jar
[java] view plain copy



package com.android.signapk;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FilterOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.security.DigestOutputStream;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Signature;
import java.security.SignatureException;
import java.security.cert.CertificateFactory;
import java.security.cert.X509Certificate;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.KeySpec;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.jar.Attributes;
import java.util.jar.JarEntry;
import java.util.jar.JarFile;
import java.util.jar.JarOutputStream;
import java.util.jar.Manifest;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.EncryptedPrivateKeyInfo;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.security.auth.x500.X500Principal;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import sun.security.pkcs.ContentInfo;
import sun.security.pkcs.PKCS7;
import sun.security.pkcs.SignerInfo;
import sun.security.x509.AlgorithmId;
import sun.security.x509.X500Name;

class SignApk
{
private static X509Certificate readPublicKey(File file)
throws IOException, GeneralSecurityException
{
FileInputStream input = new FileInputStream(file);
try {
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509");
return (X509Certificate)cf.generateCertificate(input);
} finally {
input.close();
}
}

private static String readPassword(File keyFile)
{
System.out.print("Enter password for " + keyFile + " (password will not be hidden): ");
System.out.flush();
BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
try {
return stdin.readLine(); } catch (IOException ex) {
}
return null;
}

private static KeySpec decryptPrivateKey(byte[] encryptedPrivateKey, File keyFile)
throws GeneralSecurityException
{
EncryptedPrivateKeyInfo epkInfo;
try
{
epkInfo = new EncryptedPrivateKeyInfo(encryptedPrivateKey);
}
catch (IOException ex) {
return null;
}

char[] password = readPassword(keyFile).toCharArray();

SecretKeyFactory skFactory = SecretKeyFactory.getInstance(epkInfo.getAlgName());
Key key = skFactory.generateSecret(new PBEKeySpec(password));

Cipher cipher = Cipher.getInstance(epkInfo.getAlgName());
cipher.init(2, key, epkInfo.getAlgParameters());
try
{
return epkInfo.getKeySpec(cipher);
} catch (InvalidKeySpecException ex) {
System.err.println("signapk: Password for " + keyFile + " may be bad.");
throw ex;
}
}

private static PrivateKey readPrivateKey(File file)
throws IOException, GeneralSecurityException
{
DataInputStream input = new DataInputStream(new FileInputStream(file));
try {
byte[] bytes = new byte[(int)file.length()];
input.read(bytes);

KeySpec spec = decryptPrivateKey(bytes, file);
if (spec == null) {
spec = new PKCS8EncodedKeySpec(bytes);
}
try
{
return KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(spec);
} catch (InvalidKeySpecException ex) {
return KeyFactory.getInstance("DSA").generatePrivate(spec);
}
} finally {
input.close();
}
}

private static Manifest addDigestsToManifest(JarFile jar)
throws IOException, GeneralSecurityException
{
Manifest input = jar.getManifest();
Manifest output = new Manifest();
Attributes main = output.getMainAttributes();
if (input != null) {
main.putAll(input.getMainAttributes());
} else {
main.putValue("Manifest-Version", "1.0");
main.putValue("Created-By", "1.0 (Android SignApk)");
}

BASE64Encoder base64 = new BASE64Encoder();
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA1");
byte[] buffer = new byte[4096];

for (Enumeration e = jar.entries(); e.hasMoreElements(); ) {
JarEntry entry = (JarEntry)e.nextElement();
String name = entry.getName();
if ((!entry.isDirectory()) && (!name.equals("META-INF/MANIFEST.MF"))) {
InputStream data = jar.getInputStream(entry);
int num;
while ((num = data.read(buffer)) > 0) {
md.update(buffer, 0, num);
}

Attributes attr = null;
if (input != null) attr = input.getAttributes(name);
attr = attr != null ? new Attributes(attr) : new Attributes();
attr.putValue("SHA1-Digest", base64.encode(md.digest()));
output.getEntries().put(name, attr);
}
}

return output;
}

private static void writeSignatureFile(Manifest manifest, OutputStream out)
throws IOException, GeneralSecurityException
{
Manifest sf = new Manifest();
Attributes main = sf.getMainAttributes();
main.putValue("Signature-Version", "1.0");
main.putValue("Created-By", "1.0 (Android SignApk)");

BASE64Encoder base64 = new BASE64Encoder();
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA1");
PrintStream print = new PrintStream(new DigestOutputStream(new ByteArrayOutputStream(), md), true, "UTF-8");

manifest.write(print);
print.flush();
main.putValue("SHA1-Digest-Manifest", base64.encode(md.digest()));

Map entries = manifest.getEntries();
for (Map.Entry entry : entries.entrySet())
{
print.print("Name: " + (String)entry.getKey() + "\r\n");
for (Map.Entry att : ((Attributes)entry.getValue()).entrySet()) {
print.print(att.getKey() + ": " + att.getValue() + "\r\n");
}
print.print("\r\n");
print.flush();

Attributes sfAttr = new Attributes();
sfAttr.putValue("SHA1-Digest", base64.encode(md.digest()));
sf.getEntries().put(entry.getKey(), sfAttr);
}

sf.write(out);
}

private static void writeSignatureBlock(Signature signature, X509Certificate publicKey, OutputStream out)
throws IOException, GeneralSecurityException
{
SignerInfo signerInfo = new SignerInfo(new X500Name(publicKey.getIssuerX500Principal().getName()), publicKey.getSerialNumber(), AlgorithmId.get("SHA1"), AlgorithmId.get("RSA"), signature.sign());

PKCS7 pkcs7 = new PKCS7(new AlgorithmId[] { AlgorithmId.get("SHA1") }, new ContentInfo(ContentInfo.DATA_OID, null), new X509Certificate[] { publicKey }, new SignerInfo[] { signerInfo });

pkcs7.encodeSignedData(out);
}

private static void copyFiles(Manifest manifest, JarFile in, JarOutputStream out)
throws IOException
{
byte[] buffer = new byte[4096];

Map entries = manifest.getEntries();
for (String name : entries.keySet()) {
JarEntry inEntry = in.getJarEntry(name);
if (inEntry.getMethod() == 0)
{
out.putNextEntry(new JarEntry(inEntry));
}
else {
out.putNextEntry(new JarEntry(name));
}

InputStream data = in.getInputStream(inEntry);
int num;
while ((num = data.read(buffer)) > 0) {
out.write(buffer, 0, num);
}
out.flush();
}
}

public static void main(String[] args) {
if (args.length != 4) {
System.err.println("Usage: signapk publickey.x509[.pem] privatekey.pk8 input.jar output.jar");

System.exit(2);
}

JarFile inputJar = null;
JarOutputStream outputJar = null;
try
{
X509Certificate publicKey = readPublicKey(new File(args[0]));
PrivateKey privateKey = readPrivateKey(new File(args[1]));
inputJar = new JarFile(new File(args[2]), false);
outputJar = new JarOutputStream(new FileOutputStream(args[3]));
outputJar.setLevel(9);

Manifest manifest = addDigestsToManifest(inputJar);
manifest.getEntries().remove("META-INF/CERT.SF");
manifest.getEntries().remove("META-INF/CERT.RSA");
outputJar.putNextEntry(new JarEntry("META-INF/MANIFEST.MF"));
manifest.write(outputJar);

Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
signature.initSign(privateKey);
outputJar.putNextEntry(new JarEntry("META-INF/CERT.SF"));
writeSignatureFile(manifest, new SignatureOutputStream(outputJar, signature));

outputJar.putNextEntry(new JarEntry("META-INF/CERT.RSA"));
writeSignatureBlock(signature, publicKey, outputJar);

copyFiles(manifest, inputJar, outputJar);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.exit(1);
} finally {
try {
if (inputJar != null) inputJar.close();
if (outputJar != null) outputJar.close();
}
catch (IOException e) { e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
}
}

private static class SignatureOutputStream extends FilterOutputStream
{
private Signature mSignature;

public SignatureOutputStream(OutputStream out, Signature sig)
{
super();
this.mSignature = sig;
}

public void write(int b) throws IOException
{
try {
this.mSignature.update((byte)b);
} catch (SignatureException e) {
throw new IOException("SignatureException: " + e);
}
super.write(b);
}

public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException
{
try {
this.mSignature.update(b, off, len);
} catch (SignatureException e) {
throw new IOException("SignatureException: " + e);
}
super.write(b, off, len);
}
}
}

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

Android APK 签名比对

发布过Android应用的朋友们应该都知道，Android APK的发布是需要签名的。签名机制在Android应用和框架中有着十分重要的作用。例如，Android系统禁止更新安装签名不一致的APK；如果应用需要使用system权限，必须保证APK签名与Framework签名一致，等等。在《APK Crack》一文中，我们了解到，要破解一个APK，必然需要重新对APK进行签名。而这个签名，一般情况无法再与APK原先的签名保持一致。（除非APK原作者的私钥泄漏，那已经是另一个层次的软件安全问题了。）简单地说，签名机制标明了APK的发行机构。因此，站在软件安全的角度，我们就可以通过比对APK的签名情况，判断此APK是否由“官方”发行，而不是被破解篡改过重新签名打包的“盗版软件”。
Android签名机制 为了说明APK签名比对对软件安全的有效性，我们有必要了解一下Android APK的签名机制。为了更易于大家理解，我们从Auto-Sign工具的一条批处理命令说起。在《APK Crack》一文中，我们了解到，要签名一个没有签名过的APK，可以使用一个叫作Auto-sign的工具。Auto-sign工具实际运行的是一个叫做Sign.bat的批处理命令。用文本编辑器打开这个批处理文件，我们可以发现，实现签名功能的命令主要是这一行命令： java -jar signapk.jar testkey.x509.pem testkey.pk8 update.apk update_signed.apk
这条命令的意义是：通过signapk.jar这个可执行jar包，以“testkey.x509.pem”这个公钥文件和“testkey.pk8”这个私钥文件对“update.apk”进行签名，签名后的文件保存为“update_signed.apk”。 对于此处所使用的私钥和公钥的生成方式，这里就不做进一步介绍了。这方面的资料大家可以找到很多。我们这里要讲的是signapk.jar到底做了什么。 signapk.jar是Android源码包中的一个签名工具。由于Android是个开源项目，所以，很高兴地，我们可以直接找到signapk.jar的源码！路径为/build/tools/signapk/SignApk.java。对比一个没有签名的APK和一个签名好的APK，我们会发现，签名好的APK包中多了一个叫做META-INF的文件夹。里面有三个文件，分别名为MANIFEST.MF、CERT.SF和CERT.RSA。signapk.jar就是生成了这几个文件（其他文件没有任何改变。因此我们可以很容易去掉原有签名信息）。 通过阅读signapk源码，我们可以理清签名APK包的整个过程。

1、 生成MANIFEST.MF文件：程序遍历update.apk包中的所有文件(entry)，对非文件夹非签名文件的文件，逐个生成SHA1的数字签名信息，再用Base64进行编码。具体代码见这个方法： private static Manifest addDigestsToManifest(JarFile jar)关键代码如下： 1 for (JarEntry entry: byName.values()) {
2 String name = entry.getName();
3 if (!entry.isDirectory() && !name.equals(JarFile.MANIFEST_NAME) &&
4 !name.equals(CERT_SF_NAME) && !name.equals(CERT_RSA_NAME) &&
5 (stripPattern == null ||!stripPattern.matcher(name).matches())) {
6 InputStream data = jar.getInputStream(entry);
7 while ((num = data.read(buffer)) > 0) {
8 md.update(buffer, 0, num);
9 }
10 Attributes attr = null;
11 if (input != null) attr = input.getAttributes(name);
12 attr = attr != null ? new Attributes(attr) : new Attributes();
13 attr.putValue("SHA1-Digest", base64.encode(md.digest()));
14 output.getEntries().put(name, attr);
15 }
16 }
之后将生成的签名写入MANIFEST.MF文件。关键代码如下：1 Manifest manifest = addDigestsToManifest(inputJar);
2 je = new JarEntry(JarFile.MANIFEST_NAME);
3 je.setTime(timestamp);
4 outputJar.putNextEntry(je);
5 manifest.write(outputJar); 这里简单介绍下SHA1数字签名。简单地说，它就是一种安全哈希算法，类似于MD5算法。它把任意长度的输入，通过散列算法变成固定长度的输出（这里我们称作“摘要信息”）。你不能仅通过这个摘要信息复原原来的信息。另外，它保证不同信息的摘要信息彼此不同。因此，如果你改变了apk包中的文件，那么在apk安装校验时，改变后的文件摘要信息与MANIFEST.MF的检验信息不同，于是程序就不能成功安装。
2、 生成CERT.SF文件：对前一步生成的Manifest，使用SHA1-RSA算法，用私钥进行签名。关键代码如下：1 Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
2 signature.initSign(privateKey);
3 je = new JarEntry(CERT_SF_NAME);
4 je.setTime(timestamp);
5 outputJar.putNextEntry(je);
6 writeSignatureFile(manifest,
7 new SignatureOutputStream(outputJar, signature)); RSA是一种非对称加密算法。用私钥通过RSA算法对摘要信息进行加密。在安装时只能使用公钥才能解密它。解密之后，将它与未加密的摘要信息进行对比，如果相符，则表明内容没有被异常修改。
3、 生成CERT.RSA文件：生成MANIFEST.MF没有使用密钥信息，生成CERT.SF文件使用了私钥文件。那么我们可以很容易猜测到，CERT.RSA文件的生成肯定和公钥相关。CERT.RSA文件中保存了公钥、所采用的加密算法等信息。核心代码如下：1 je = new JarEntry(CERT_RSA_NAME);
2 je.setTime(timestamp);
3 outputJar.putNextEntry(je);
4 writeSignatureBlock(signature, publicKey, outputJar); 其中writeSignatureBlock的代码如下： 1 private static void writeSignatureBlock(
2 Signature signature, X509Certificate publicKey, OutputStream out)
3 throws IOException, GeneralSecurityException {
4 SignerInfo signerInfo = new SignerInfo(
5 new X500Name(publicKey.getIssuerX500Principal().getName()),
6 publicKey.getSerialNumber(),
7 AlgorithmId.get("SHA1"),
8 AlgorithmId.get("RSA"),
9 signature.sign());
10
11 PKCS7 pkcs7 = new PKCS7(
12 new AlgorithmId[] { AlgorithmId.get("SHA1") },
13 new ContentInfo(ContentInfo.DATA_OID, null),
14 new X509Certificate[] { publicKey },
15 new SignerInfo[] { signerInfo });
16
17 pkcs7.encodeSignedData(out);
18 } 好了，分析完APK包的签名流程，我们可以清楚地意识到：1、 Android签名机制其实是对APK包完整性和发布机构唯一性的一种校验机制。2、 Android签名机制不能阻止APK包被修改，但修改后的再签名无法与原先的签名保持一致。（拥有私钥的情况除外）。3、 APK包加密的公钥就打包在APK包内，且不同的私钥对应不同的公钥。换句话言之，不同的私钥签名的APK公钥也必不相同。所以我们可以根据公钥的对比，来判断私钥是否一致。

APK签名比对的实现方式

好了，通过Android签名机制的分析，我们从理论上证明了通过APK公钥的比对能判断一个APK的发布机构。并且这个发布机构是很难伪装的，我们暂时可以认为是不可伪装的。 有了理论基础后，我们就可以开始实践了。那么如何获取到APK文件的公钥信息呢？因为Android系统安装程序肯定会获取APK信息进行比对，所以我们可以通过Android源码获得一些思路和帮助。 源码中有一个隐藏的类用于APK包的解析。这个类叫PackageParser，路径为frameworks\base\core\java\android\content\pm\PackageParser.java。当我们需要获取APK包的相关信息时，可以直接使用这个类，下面代码就是一个例子函数： 1 private PackageInfo parsePackage(String archiveFilePath, int flags){
2
3 PackageParser packageParser = new PackageParser(archiveFilePath);
4 DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
5 metrics.setToDefaults();
6 final File sourceFile = new File(archiveFilePath);
7 PackageParser.Package pkg = packageParser.parsePackage(
8 sourceFile, archiveFilePath, metrics, 0);
9 if (pkg == null) {
10 return null;
11 }
12
13 packageParser.collectCertificates(pkg, 0);
14
15 return PackageParser.generatePackageInfo(pkg, null, flags, 0, 0);
16 } 其中参数archiveFilePath指定APK文件路径；flags需设置PackageManager.GET_SIGNATURES位，以保证返回证书签名信息。 具体如何通过PackageParser获取签名信息在此处不做详述，具体代码请参考PackageParser中的public boolean collectCertificates(Package pkg, int flags)和private Certificate[] loadCertificates(JarFile jarFile, JarEntry je, byte[] readBuffer)方法。至于如何在Android应用开发中使用隐藏的类及方法，可以参看我的这篇文章：《Android应用开发中如何使用隐藏API》。 紧接着，我们就可以通过packageInfo.signatures来访问到APK的签名信息。还需要说明的是 Android中Signature和Java中Certificate的对应关系。它们的关系如下面代码所示：1 pkg.mSignatures = new Signature[certs.length];
2 for (int i=0; i<N; i++) {
3 pkg.mSignatures[i] = new Signature(
4 certs[i].getEncoded());
5 } 也就是说signature = new Signature(certificate.getEncoded()); certificate证书中包含了公钥和证书的其他基本信息。公钥不同，证书肯定互不相同。我们可以通过certificate的getPublicKey方法获取公钥信息。所以比对签名证书本质上就是比对公钥信息。 OK，获取到APK签名证书之后，就剩下比对了。这个简单，功能函数如下所示: 1 private boolean IsSignaturesSame(Signature[] s1, Signature[] s2) {
2 if (s1 == null) {
3 return false;
4 }
5 if (s2 == null) {
6 return false;
7 }
8 HashSet<Signature> set1 = new HashSet<Signature>();
9 for (Signature sig : s1) {
10 set1.add(sig);
11 }
12 HashSet<Signature> set2 = new HashSet<Signature>();
13 for (Signature sig : s2) {
14 set2.add(sig);
15 }
16 // Make sure s2 contains all signatures in s1.
17 if (set1.equals(set2)) {
18 return true;
19 }
20 return false;
21 }APK签名比对的应用场景 经过以上的论述，想必大家已经明白签名比对的原理和我的实现方式了。那么什么时候什么情况适合使用签名对比来保障Android APK的软件安全呢？ 个人认为主要有以下三种场景：1、 程序自检测。在程序运行时，自我进行签名比对。比对样本可以存放在APK包内，也可存放于云端。缺点是程序被破解时，自检测功能同样可能遭到破坏，使其失效。2、 可信赖的第三方检测。由可信赖的第三方程序负责APK的软件安全问题。对比样本由第三方收集，放在云端。这种方式适用于杀毒安全软件或者APP Market之类的软件下载市场。缺点是需要联网检测，在无网络情况下无法实现功能。（不可能把大量的签名数据放在移动设备本地）。3、 系统限定安装。这就涉及到改Android系统了。限定仅能安装某些证书的APK。软件发布商需要向系统发布上申请证书。如果发现问题，能追踪到是哪个软件发布商的责任。适用于系统提供商或者终端产品生产商。缺点是过于封闭，不利于系统的开放性。以上三种场景，虽然各有缺点，但缺点并不是不能克服的。例如，我们可以考虑程序自检测的功能用native method的方法实现等等。软件安全是一个复杂的课题，往往需要多种技术联合使用，才能更好的保障软件不被恶意破坏。