Android签名与认证详细分析之一（CERT.RSA剖析）
Soinice 2014-10-08
一、Android签名概述
我们已经知道的是：Android对每一个Apk文件都会进行签名，在Apk文件安装时，系统会对其签名信息进行比对，判断程序的完整性，从而决定该Apk文件是否可以安装，在一定程度上达到安全的目的。
给定一个Apk文件，解压，可以看到一个META-INFO文件夹，在该文件夹下有三个文件：分别为MANIFEST.MF、CERT.SF和CERT.RSA。这三个文件分别表征以下含义：
（1）MANIFEST.MF：这是摘要文件。程序遍历Apk包中的所有文件(entry)，对非文件夹非签名文件的文件，逐个用SHA1生成摘要信息，再用Base64进行编码。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。
说明：如果攻击者修改了程序的内容，有重新生成了新的摘要，那么就可以通过验证，所以这是一个非常简单的验证。
（2）CERT.SF：这是对摘要的签名文件。对前一步生成的MANIFEST.MF，使用SHA1-RSA算法，用开发者的私钥进行签名。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（即，MANIFEST.MF文件）进行对比，如果相符，则表明内容没有被异常修改。
说明：在这一步，即使开发者修改了程序内容，并生成了新的摘要文件，但是攻击者没有开发者的私钥，所以不能生成正确的签名文件（CERT.SF）。系统在对程序进行验证的时候，用开发者公钥对不正确的签名文件进行解密，得到的结果和摘要文件（MANIFEST.MF）对应不起来，所以不能通过检验，不能成功安装文件。
（3）CERT.RSA文件中保存了公钥、所采用的加密算法等信息。
说明：系统对签名文件进行解密，所需要的公钥就是从这个文件里取出来的。
结论：从上面的总结可以看出，META-INFO里面的说那个文件环环相扣，从而保证Android程序的安全性。（只是防止开发者的程序不被攻击者修改，如果开发者的公私钥对对攻击者得到或者开发者开发出攻击程序，Android系统都无法检测出来。）
参考文章：http://www.blogjava.net/zh-weir/archive/2011/07/19/354663.html
二、在Eclipse下配置App的签名信息
对App进行签名的方式一般有以下几种：通过Google提供的签名工具，通过某些开发者开发的签名工具或者通过Eclipse提供的签名方法，但一般而言，他们都是在下层调用Google提供的签名工具，所以签名的方法都相同。
例如，在Eclipse下面配置签名信息时，可以设置开发者信息：
具体参考文章：http://blog.csdn.net/zuolongsnail/article/details/6444197（上图来源于该文章）
说明：从上图可以看出，在Eclipse中，可以设置开发者的详细信息。在其他的签名工具中，可能会直接调用其他签名信息。
值得注意的是，在设置签名信息的时候，会有如下图所示的步骤：
请暂且记住这里有认证指纹信息：MD5和SHA1。由于这一步骤是在编译生成Apk文件之前进行的，所以，说明这里的MD5和SHA1与程序的内容毫无关系，只与开发者的公私钥对等开发信息有关。
我们自己设置签名信息之后开发程序并签名，得到的签名信息经过keytool.exe解析结果如下：
说明：由上图可以发现，解析结果中的MD5和SHA1与上面得到的MD5，SHA1是相同的。
三、同一个公司的不同App的签名有关系吗？
我们有一个疑问，许多互联网大公司会开发许多官方的移动应用，那么这些应用的签名信息是否相同呢，他们所用的公私钥对是否都是一样的？我们对Tencent公司的QQ，QQ空间，微信三款产品进行解析，得到下面的结果和结论。
1、使用keytool.exe
使用Java提供的keytool.exe工具对三款产品的签名情况（CERT.RSA文件）进行解析，情况如下所示。
微信：
QQ：
QQ空间：
说明：从上面的三幅图可以看出，虽然同为Tencent的三款产品，但是他们的所有者信息、签发人信息等都不尽相同，尽管他们都表示了腾讯公司或者Tencent等信息。因为这是开发者自己设置的，而且微信和QQ属于不同的事业部，办公地点不同，所以他们的签名信息不同也就不足为奇了。
2、自己写应用提取
自己写程序从CERT.RSA提取出公钥信息和证书中的签名信息（对开发者信息的签名，例如姓名，公司，国家等。。。），情况如下：
由于都是一些字符，且很多，所以只取开始和结束的几位比特做一说明：
微信：
公钥：c05f........5e9f
签名：3082....1949
QQ:
公钥：a15e........3695
签名：3082........2049
QQ空间：
公钥：82d...........445
签名：3082........1677
说明：由于三款App的开发者设置的签名信息几乎不同，使用的公私钥对都不同，所以这里取出来的公钥和签名信息几乎不同。唯一相同的是三款App的签名的开始一些比特，可能是因为有的信息相同，具体不得而知。
四、同一款App的不同版本签名信息有关系吗？
为了说明这个问题，我们对QQ的两个版本做了检测，情况如下：
QQ4.7.0：
公钥：a15e........3695
签名：3082........2049
QQ4.6.2：
公钥：a15e........3695
签名：3082........2049
说明：QQ的两个不同版本，从CERT.RSA文件中取出的公钥和签名信息，完全相同。说明QQ开发团队始终使用的是一个相同的公私钥对。当然，他们对于不同的版本使用不同的公私钥对也是可以的，也是可能的。这种可能性发生在他们主动更改公私钥对的情况下，也可能发生在他们用不同的环境进行签名的情况下。
五、可以修改META-INFO文件夹下的文件吗？
（1）CERT.RSA，CERT.SF的文件名可以修改。
我们把CERT.SF的文件名改成CERT1.SF，把CERT.RSA的文件名改成CERT1.RSA，原来的Apk文件可以被成功安装。
说明：Android系统在检测的时候，不会一定要找到CERT这种文件名，是按照文件类型来检测的。但是，如果.RSA文件与.SF文件的名字不同，那么就不能成功安装。
（2）添加自己的CERT.SF和CERT.RSA文件到META-INFO文件夹下面，不能成功。
说明：在（1）的基础上，我们执行（2）操作，不能成功安装，这是因为Android系统找不到摘要文件与（2）中添加上的两个文件进行对应。
六、不同的签名应用，得到的结果可能不同。
用Eclipse签名的Apk文件，解析CERT.RSA文件之后得到的结果如下：
用Dodo Apktools签名后的Apk文件解析之后结果如下：
说明：用Dodo签名的解析文件多了后面的扩展部分，但总体内容不变。
七、应用商店用什么方式检测官方版？
豌豆荚推出的洗白白功能很受欢迎，那么他们是如何辨别App的是否是官方出品的呢？
根据搜集到的资料，他们CEO说是这样实现的：将商店里的App与官网上的App签名做对比。
