Android的权限机制之—— “沙箱”机制sharedUserId和签名

Android“沙箱”的本质是为了实现不同应用程序和进程之间的互相隔离，即在默认情况下，应用程序没有权限访问系统资源或其它应用程序的资源。每个APP和系统进程都被分配唯一并且固定的User Id，这个uid与内核层进程的uid对应。每个APP在各自独立的Dalvik虚拟机中运行，拥有独立的地址空间和资源。运行于Dalvik虚拟机中的进程必须依托内核层Linux进程而存在，因此Android使用Dalvik虚拟机和Linux的文件访问控制来实现沙箱机制，任何应用程序如果想要访问系统资源或者其它应用程序的资源必须在自己的manifest文件中进行声明权限或者共享uid。

安装在设备中的每一个apk文件，Android给每个APK进程分配一个单独的用户空间,其manifest中的userid就是对应一个Linux 用户都会被分配到一个属于自己的统一的Linux用户ID，并且为它创建一个沙箱，以防止影响其他应用程序（或者其他应用程序影响它）。用户ID 在应用程序安装到设备中时被分配，并且在这个设备中保持它的永久性。

通过Shared User id,拥有同一个User id的多个APK可以配置成运行在同一个进程中.所以默认就是可以互相访问任意数据. 也可以配置成运行成不同的进程, 同时可以访问其他APK的数据目录下的数据库和文件.就像访问本程序的数据一样.

PID：为Process Identifier，　PID就是各进程的身份标识,程序一运行系统就会自动分配给进程一个独一无二的PID。进程中止后PID被系统回收，可能会被继续分配给新运行的程序，但是在android系统中一般不会把已经kill掉的进程ID重新分配给新的进程，新产生进程的进程号，一般比产生之前所有的进程号都要大。

UID：一般理解为User Identifier,UID在linux中就是用户的ID，表明时哪个用户运行了这个程序，主要用于权限的管理。而在android 中又有所不同，因为android为单用户系统，这时UID 便被赋予了新的使命，数据共享，为了实现数据共享，android为每个应用几乎都分配了不同的UID，不像传统的linux，每个用户相同就为之分配相同的UID。（当然这也就表明了一个问题，android只能时单用户系统，在设计之初就被他们的工程师给阉割了多用户），使之成了数据共享的工具。

因此在android中PID，和UID都是用来识别应用程序的身份的，但UID是为了不同的程序来使用共享的数据。

在android 中要通过UID共享数据只需在程序a,b中的menifest配置即可，具体如下：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
          package="com.perseus.a"
　　　　　 android:versionCode="1"
　　　　　 android:versionName="1.0"
          android:sharedUserId="com.share">

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
          package="com.perseus.b"
　　　　　 android:versionCode="1"
　　　　　 android:versionName="1.0"
          android:sharedUserId="com.share">

这样的话你也许会有疑问，如果让其他的开发这知道了我们的shareUserId知道了我们的ID，那我们的数据不是暴露了，放心吧google不会犯这样的低级错误的，我们要使不同的程序能够相互访问，还需要拥有相同的签名，每个公司或者开发者的签名是唯一的，这样我们就不用担心了，另外两者能够访问，别忘了权限。

总之

对于一个APK来说，如果要使用某个共享UID的话，必须做一下两部步：

1、相同的在Manifest节点中增加android:sharedUserId属性。

2、相同的在Android.mk中增加LOCAL_CERTIFICATE的定义。（既签名相同）

签名可以用eclipse或者手动或者源码下的mk文件三种来签名。

如果有看系统源码的同学，可以看到一些系统应用就是这样：

系统中所有使用android.uid.system作为共享UID的APK，都会首先在manifest节点中增加 android:sharedUserid="android.uid.system"，然后在Android.mk中增加 LOCAL_CERTIFICATE := platform。可以参见Settings等

系统中所有使用android.uid.shared作为共享UID的APK，都会在manifest节点中增加 android:sharedUserid="android.uid.shared"，然后在Android.mk中增加 LOCAL_CERTIFICATE := shared。可以参见Launcher等

系统中所有使用android.media作为共享UID的APK，都会在manifest节点中增加 android:sharedUserid="android.media"，然后在Android.mk中增加LOCAL_CERTIFICATE := media。可以参见Gallery等。

另外，应用创建的任何文件都会被赋予应用的用户标识，并且正常情况下不能被其他包访问。当通过 getSharedPreferences（String，int）、openFileOutput（String、int）或者 openOrCreate Database（String、int、SQLiteDatabase.CursorFactory）创建一个新文件时，开发者可以同时或分别使用 MODE_WORLD_READABLE和MODE_WORLD_RITEABLE标志允许其他包读/写此文件。当设置了这些标志后，这个文件仍然属于自己的应用程序，但是它的全局读/写和读/写权限已经设置，所以其他任何应用程序可以看到它。这个和上面的设置sharedUId想必更加不安全。

关于签名：

build/target/product/security目录中有四组默认签名供Android.mk在编译APK使用：

1、testkey：普通APK，默认情况下使用。

2、platform：该APK完成一些系统的核心功能。经过对系统中存在的文件夹的访问测试，这种方式编译出来的APK所在进程的UID为system。

3、shared：该APK需要和home/contacts进程共享数据。

4、media：该APK是media/download系统中的一环。

签名部分：

应用程序的Android.mk中有一个LOCAL_CERTIFICATE字段，由它指定用哪个key签名，未指定的默认用testkey.

对于使用eclipse编译的apk，可以使用signapk.jar来手动进行签名，其源码在build/tools/signapk下，编译后在out/host/linux-x86/framework/signapk.jar，也可以从网上下载。使用方法，以platform为例：java -jar ./signapk　platform.x509.pem platform.pk8 input.apk output.apk (platform.x509.pem platform.pk8在build/target/product/security获取)

附件是sharedUid的使用和openFileOutput的测试列子。

Android的权限机制之—— “沙箱”机制sharedUserId和签名

相关推荐