iOS 签名机制

级别: ★★☆☆☆
标签:「iOS」「Apple」「签名机制」
作者: 忆思梦
审校: QiShare团队


前言补序:本文源于bang's blog的指导,QiShare整理了对iOS签名机制的知识。在此还要感谢bang神的原作

因为苹果的安全策略,通过签名机制保证手机上的每个App都是经过苹果认证的。
App的安装方式有四种:

  1. 通过App Store安装。
  2. 开发者可以通过Xcode安装。
  3. Ad-Hoc 测试证书打包的App,数量限制100。
  4. In-House 企业版证书打包App,信任企业证书后可以使用。

一、 通过App Store安装

通过App Store安装
  1. 由苹果生成一对公私钥,公钥内置与iOS设备中,私钥由苹果保管。
  2. 开发者上传App给苹果审核后,苹果用私钥对App数据进行签名,发布至App Store。
  3. iOS设备下载App后,用公钥进行验证,若正确,则证明App是由苹果认证过的。

二、通过Xcode安装(真机调试)

由于不需要提交苹果审核,所以苹果没办法对App进行签名,因此苹果采用了双重签名的机制。Mac电脑有一对公私钥,苹果还是原来的一对公私钥。

Xcode真机调试

(图文步骤不一定相同)

  1. 开发时需要真机测试时,需要从钥匙串中的证书中心创建证书请求文件(CSR),并传至苹果服务器。
  2. Apple使用私钥对 CSR 签名,生成一份包含Mac公钥信息及Apple对它的签名,被称为证书(CER:即开发证书,发布证书)。
  3. 编译完一个App后,Mac电脑使用私钥对App进行签名。
  4. 在安装App时,根据当前配置把CER证书一起打包进App。
  5. iOS设备通过内置的Apple的公钥验证CER是否正确,证书验证确保Mac公钥时经过苹果认证的。
  6. 再使用CER文件中Mac的公钥去验证App的签名是否正确,确保安装行为是经过苹果允许的。

苹果只是确定这里的安装行为是否合法,不会验证App内容是否修改。

注: 证书请求文件(CertificateSigningRequest.certSigningRequest),用于绑定电脑,文件中应该有Mac电脑的公钥。

三、通过Ad-Hoc正式打包安装

Xcode打包App生成ipa文件,通过iTunes或者蒲公英等第三方发布平台,安装到手机上。流程步骤基本和真机调试相同,差别在于第4步:

  1. 开发时需要打包测试或发布时,需要从钥匙串中的证书中心创建证书请求文件(CSR),并传至苹果服务器。
  2. Apple使用私钥对 CSR 签名,生成一份包含Mac公钥信息及Apple对它的签名,被称为证书(CER:即开发证书,发布证书)。
  3. 编译完一个App后,Mac电脑使用私钥对App进行签名。
  4. 编译签名完之后,要导出ipa文件,导出时,需要选择一个保存的方法(App Store/Ad Hoc/Enterprise/Development),就是选择将上一步生成的CER一起打包进App。
  5. iOS设备通过内置的Apple的公钥验证CER是否正确,证书验证确保Mac公钥是经过苹果认证的。
  6. 再使用CER文件中Mac的公钥去验证App的签名是否正确,确保安装行为是经过苹果允许的。

四、In-House企业版证书打包

企业版证书签名验证流程和Ad-Hoc差不多。只是企业版不限制设备数,而且需要用户在iOS设备上手动点击信任证书。

附加一些东西

通过真机调试安装和证书打包安装,不加限制,可能会导致被滥用(不通过App Store,只通过第三方发布平台就能安装),因此苹果加了两个限制:在苹果注册过的设备才可以安装;签名只针对某一个App。

在上述第4步,打包证书进App中时,还需要加上允许安装的设备ID和App对应的APPID等数据(Profile文件)。

根据数字签名的原理,只要数字签名通过验证,第 5 步这里的设备 IDs / AppID / Mac公钥 就都是经过苹果认证的,无法被修改,苹果就可以限制可安装的设备和App,避免滥用。

苹果还要控制iCloud/push/后台运行等,这些都需要苹果授权签名,苹果把这些权限开关统称为:Entitlements,去让苹果授权。

因此证书中可能包含很多东西,不符合规定的格式规范,所以有了Provisioning Profile(描述文件),描述中包含了证书以及其他所有的信息及信息的签名。

四种签名方式的区别

签名方式 说明
App Store 用于发布到App Store。使用的是发布证书(Cer)。
Ad Hoc 安装到指定设备上,用于测试。使用的是发布证书(Cer)。
Enterprise 企业版证书签名。
Development 安装到指定设备,用于测试。使用的是开发证书(Cer)。

总结一下最终流程

苹果签名完整流程
  1. Mac电脑和苹果分别有一套公私钥,苹果的私钥在后台,公钥存放在每个iOS设备,Mac的私钥存放在电脑,公钥后面要发送给苹果服务器。
  2. Mac从钥匙串生成CSR(就是或者包含公钥),上传至苹果服务器。
  3. 苹果服务器使用私钥对CSR进行签名,得到包含Mac公钥以及其签名的数据,称为证书(Cer文件)。
  4. 从苹果后台申请Appid,配置好设备ID列表及App的其他权限信息,使用苹果的私钥进行签名生成描述文件(Provisioning Profile),和第 3 步的证书Cer一并下载到Mac安装,钥匙串会自动将Cer与之前生成CSR文件的私钥关联(公私钥对应)。
  5. 使用Mac编译App后,使用Mac私钥进行签名,并把 描述文件 打包进App,文件名为embedded.mobileprovision
  6. 安装App时,iOS设备取得证书,使用内置的Apple私钥去验证Cer及embedded.mobileprovision文件。
  7. 保证Cer及embedded.mobileprovision是经过苹果认证之后,从Cer中取出Mac公钥,验证App签名,及设备id列表、权限开关是否对应。
  1. 其他人想要编译签名App时应怎么做?
    简单就是把私钥给他。私钥也是从 钥匙串 中导出,就是.p12文件,其他Mac导入私钥后就可以正常使用了。
  1. 查看ipa包中注册的设备ID
    解压.ipa文件,得到App数据包,显示包内容,找到embedded.mobileprovision文件所在目录,运行命令security cms -D -i embedded.mobileprovision
名词概念 说明
证书请求文件(CertificateSigningRequest.certSigningRequest) 本地公钥。
证书(Cer) 公钥及苹果签名后的信息。
Entitlements 包含了 App 权限开关列表。
p12 本地私钥,可以导入到其他电脑。
Provisioning Profile 包含了 证书 / Entitlements 等数据,并由苹果后台私钥签名的数据包。

参考文章:
iOS App 签名的原理
bang's blog


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