Android V1及V2签名原理简析

Android为了保证系统及应用的安全性，在安装APK的时候需要校验包的完整性，同时，对于覆盖安装的场景还要校验新旧是否匹配，这两者都是通过Android签名机制来进行保证的，本文就简单看下Android的签名与校验原理，分一下几个部分分析下：

签名是摘要与非对称密钥加密相相结合的产物，摘要就像内容的一个指纹信息，一旦内容被篡改，摘要就会改变，签名是摘要的加密结果，摘要改变，签名也会失效。Android APK签名也是这个道理，如果APK签名跟内容对应不起来，Android系统就认为APK内容被篡改了，从而拒绝安装，以保证系统的安全性。目前Android有三种签名V1、V2（N）、V3（P），本文只看前两种V1跟V2，对于V3的轮密先不考虑。先看下只有V1签名后APK的样式：

再看下只有V2签名的APK包样式：

同时具有V1 V2签名：

可以看到，如果只有V2签名，那么APK包内容几乎是没有改动的，META_INF中不会有新增文件，按Google官方文档：在使用v2签名方案进行签名时，会在APK文件中插入一个APK签名分块，该分块位于zip中央目录部分之前并紧邻该部分。在APK签名分块内， 签名和签名者身份信息会存储在APK签名方案v2分块中，保证整个APK文件不可修改 ，如下图：

而V1签名是通过META-INF中的三个文件保证签名及信息的完整性：

V1签名是如何保证信息的完整性呢？V1签名主要包含三部分内容，如果狭义上说签名跟公钥的话，仅仅在rsa文件中，V1签名的三个文件其实是一套机制，不能单单拿一个来说事，

如果对APK中的资源文件进行了替换，那么该资源的摘要必定发生改变，如果没有修改MANIFESTMF中的信息，那么在安装时候V1校验就会失败，无法安装，不过如果篡改文件的同时，也修改其MANIFESTMF中的摘要值，那么MANIFESTMF校验就可以绕过。

CERTSF个人觉得有点像冗余，更像对文件完整性的二次保证，同绕过MANIFESTMF一样，SF校验也很容易被绕过。

CERTRSA与CERTSF是相互对应的，两者名字前缀必须一致，不知道算不算一个无聊的标准。看下CERTRSA文件内容：

CERTRSA文件里面存储了证书公钥、过期日期、发行人、加密算法等信息，根据公钥及加密算法，Android系统就能计算出CERTSF的摘要信息，其严格的格式如下：

从CERTRSA中，我们能获的证书的指纹信息，在微信分享、第三方SDK申请的时候经常用到，其实就是公钥+开发者信息的一个签名：

除了CERTRSA文件，其余两个签名文件其实跟keystore没什么关系，主要是文件自身的摘要及二次摘要，用不同的keystore进行签名，生成的MANIFESTMF与CERTSF都是一样的，不同的只有CERTRSA签名文件。也就是说前两者主要保证各个文件的完整性，CERTRSA从整体上保证APK的来源及完整性，不过META_INF中的文件不在校验范围中，这也是V1的一个缺点。V2签名又是如何保证信息的完整性呢？

前面说过V1签名中文件的完整性很容易被绕过，可以理解 单个文件完整性校验的意义并不是很大 ，安装的时候反而耗时，不如采用更加简单的便捷的校验方式。V2签名就不针对单个文件校验了，而是 针对APK进行校验 ，将APK分成1M的块，对每个块计算值摘要，之后针对所有摘要进行摘要，再利用摘要进行签名。

也就是说，V2摘要签名分两级，第一级是对APK文件的1、3 、4 部分进行摘要，第二级是对第一级的摘要集合进行摘要，然后利用秘钥进行签名。安装的时候，块摘要可以并行处理，这样可以提高校验速度。

APK是先摘要，再签名，先看下摘要的定义：Message Digest：摘要是对消息数据执行一个单向Hash，从而生成一个固定长度的Hash值，这个值就是消息摘要，至于常听到的MD5、SHA1都是摘要算法的一种。理论上说，摘要一定会有碰撞，但只要保证有限长度内碰撞率很低就可以，这样就能利用摘要来保证消息的完整性，只要消息被篡改，摘要一定会发生改变。但是，如果消息跟摘要同时被修改，那就无从得知了。

而数字签名是什么呢（公钥数字签名），利用非对称加密技术，通过私钥对摘要进行加密，产生一个字符串，这个字符串+公钥证书就可以看做消息的数字签名，如RSA就是常用的非对称加密算法。在没有私钥的前提下，非对称加密算法能确保别人无法伪造签名，因此数字签名也是对发送者信息真实性的一个有效证明。不过由于Android的keystore证书是自签名的，没有第三方权威机构认证，用户可以自行生成keystore，Android签名方案无法保证APK不被二次签名。

知道了摘要跟签名的概念后，再来看看Android的签名文件怎么来的？如何影响原来APK包？通过sdk中的apksign来对一个APK进行签名的命令如下：

其主要实现在 android/platform/tools/apksig 文件夹中，主体是ApkSignerjava的sign函数，函数比较长，分几步分析

先来看这一步，ApkUtilsfindZipSections，这个函数主要是解析APK文件，获得ZIP格式的一些简单信息，并返回一个ZipSections，

ZipSections包含了ZIP文件格式的一些信息，比如中央目录信息、中央目录结尾信息等，对比到zip文件格式如下：

获取到 ZipSections之后，就可以进一步解析APK这个ZIP包，继续走后面的签名流程，

可以看到先进行了一个V2签名的检验，这里是用来签名，为什么先检验了一次？第一次签名的时候会直接走这个异常逻辑分支，重复签名的时候才能获到取之前的V2签名，怀疑这里获取V2签名的目的应该是为了排除V2签名，并获取V2签名以外的数据块，因为签名本身不能被算入到签名中，之后会解析中央目录区，构建一个DefaultApkSignerEngine用于签名

先解析中央目录区，获取AndroidManifest文件，获取minSdkVersion(影响签名算法)，并构建DefaultApkSignerEngine，默认情况下V1 V2签名都是打开的。

第五步与第六步的主要工作是：apk的预处理，包括目录的一些排序之类的工作，应该是为了更高效处理签名，预处理结束后，就开始签名流程，首先做的是V1签名（默认存在，除非主动关闭）：

步骤7、8、9都可以看做是V1签名的处理逻辑，主要在V1SchemeSigner中处理，其中包括创建META-INFO文件夹下的一些签名文件，更新中央目录、更新中央目录结尾等，流程不复杂，不在赘述，简单流程就是：

这里特殊提一下重复签名的问题： 对一个已经V1签名的APK再次V1签名不会有任何问题 ，原理就是：再次签名的时候，会排除之前的签名文件。

可以看到目录、META-INF文件夹下的文件、sf、rsa等结尾的文件都不会被V1签名进行处理，所以这里不用担心多次签名的问题。接下来就是处理V2签名。

V2SchemeSigner处理V2签名，逻辑比较清晰，直接对V1签名过的APK进行分块摘要，再集合签名，V2签名不会改变之前V1签名后的任何信息，签名后，在中央目录前添加V2签名块，并更新中央目录结尾信息，因为V2签名后，中央目录的偏移会再次改变：

签名校验的过程可以看做签名的逆向，只不过覆盖安装可能还要校验公钥及证书信息一致，否则覆盖安装会失败。签名校验的入口在PackageManagerService的install里，安装官方文档，70以上的手机优先检测V2签名，如果V2签名不存在，再校验V1签名，对于70以下的手机，不存在V2签名校验机制，只会校验V1，所以，如果你的App的miniSdkVersion<24(N)，那么你的签名方式必须内含V1签名：

校验流程就是签名的逆向，了解签名流程即可，本文不求甚解，有兴趣自己去分析，只是额外提下覆盖安装，覆盖安装除了检验APK自己的完整性以外，还要校验证书是否一致只有证书一致（同一个keystore签名），才有可能覆盖升级。覆盖安装同全新安装相比较多了几个校验

这里只关心证书部分：

Android V1及V2签名签名原理简析

仅供参考，欢迎指正

Android中许多函数只能是系统程序或者有root权限的程序才可以调用，否则会有"Permission denied"异常。所以如果开发时要调用此类函数，必须授予程序root权限。下面是两种具体的实现方法

注：两种方法都不一定适用于所有android系统。

方法一：需要在Android系统源码的环境下用make来编译：

在应用程序的 AndroidManifestxml 中的 manifest 节点中加入 android:sharedUserId="androiduidsystem" 这个属性

修改Androidmk文件，加入LOCAL_CERTIFICATE := platform这一行

使用mm命令来编译，生成的apk就有修改系统时间的权限了。

方法二：

同上，加入android:sharedUserId="androiduidsystem"这个属性。

使用eclipse编译出apk文件，但是这个apk文件是不能用的。

用压缩软件打开apk文件，删掉META-INF目录下的CERTSF和CERTRSA两个文件。 （这一步我跳过了（原本是无意的，后来发现下面也有提到），结果一样可以）

使

用目标系统的platform密钥来重新给apk文件签名。这步比较麻烦，首先找到密钥文件，在Android源码目录中的位置

是"build\target\product\security"，下面的platformpk8和platformx509pem两个文件。然

后用Android提供的Signapk工具来签名，signapk的源代码是在"build\tools\signapk"下，用法为"signapk

platformx509pem platformpk8 inputapk

outputapk"，文件名最好使用绝对路径防止找不到，也可以修改源代码直接使用。

解释一下原理，首先加入

android:sharedUserId="androiduidsystem"这个属性。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。那么把程序的UID配成androiduidsystem，也就是要让程序运行在系统进程中，这样就

有权限来调用那些需要系统权限的函数了。 只是加入UID还不够，如果这时候安装APK的话发现无法安装，提示签名不符，原因是程序想要运行在系统进程中

还要有目标系统的platform

key，就是上面第二个方法提到的platformpk8和platformx509pem两个文件。用这两个key签名后apk才真正可以放入系

统进程中。第一个方法中加入LOCAL_CERTIFICATE := platform其实就是用这两个key来签名。

有一个问题，就是这样生成的程序只有在原始的Android系统或者是自己编译的系统中才可以用，因为这样的系统才可以拿到

platformpk8

和platformx509pem两个文件。要是别家公司做的Android上连安装都安装不了。试试原始的Android中的key

来签名，程序在模拟器上运行OK，不过放到G3上安装直接提示"Package has no signatures that match

those in shared user androiduidsystem"，这样也是保护了系统的安全。

最后说一下，这个android:sharedUserId属性不只可以把apk放到系统进程中，也可以配置多个APK运行在一个进程中，这样可以共享数据，应该会很有用的。

转自 >

apk解压后META-INF 文件夹下有三个文件：MANIFESTMF、CERTSF、CERTRSA。

该文件中保存的内容其实就是逐一遍历 APK 中的所有条目

这里会把之前生成的 CERTSF 文件，用私钥计算出签名, 然后将签名以及包含公钥信息的数字证书一同写入 CERTRSA 中保存。这里要注意的是，Android APK 中的 CERTRSA 证书是自签名的，并不需要这个证书是第三方权威机构发布或者认证的，用户可以在本地机器自行生成这个自签名证书。Android 目前不对应用证书进行 CA 认证。

RSA 文件加密了，所以我们需要用 openssl 命令才能查看其内容

签名验证是发生在 APK 的安装过程中，一共分为三步：

为了解决V1的缺点，在 Android 70 Nougat 中引入了全新的 APK Signature Scheme v2。

APK 签名方案 v2 是一种全文件签名方案，该方案能够发现对 APK 的受保护部分进行的所有更改，从而有助于加快验证速度并增强完整性保证。

由于在 v1 仅针对单个 ZIP 条目进行验证，因此，在 APK 签署后可进行许多修改 — 可以移动甚至重新压缩文件。事实上，编译过程中要用到的 ZIPalign 工具就是这么做的，它用于根据正确的字节限制调整 ZIP 条目，以改进运行时性能。而且我们也可以利用这个东西，在打包之后修改 META-INF 目录下面的内容，或者修改 ZIP 的注释来实现多渠道的打包，在 v1 签名中都可以校验通过。

v2 签名将验证归档中的所有字节，而不是单个 ZIP 条目，因此，在签署后无法再运行 ZIPalign（必须在签名之前执行）。正因如此，现在，在编译过程中，Google 将压缩、调整和签署合并成一步完成。

简单来说，v2 签名模式在原先 APK 块中增加了一个新的块（签名块），新的块存储了签名，摘要，签名算法，证书链，额外属性等信息，这个块有特定的格式，具体格式分析见后文，先看下现在 APK 成什么样子了。

为了保护 APK 内容，整个 APK（ZIP 文件格式）被分为以下 4 个区块：

其中，应用签名方案的签名信息会被保存在 区块 2（APK Signing Block）中，而区块 1（Contents of ZIP entries）、区块 3（ZIP Central Directory）、区块 4（ZIP End of Central Directory）是受保护的，在签名后任何对区块 1、3、4 的修改都逃不过新的应用签名方案的检查。

其中 v2 签名机制是在 Android 70 以及以上版本才支持。因此对于 Android 70 以及以上版本，在安装过程中，如果发现有 v2 签名块，则必须走 v2 签名机制，不能绕过。否则降级走 v1 签名机制。

v1 和 v2 签名机制是可以同时存在的，其中对于 v1 和 v2 版本同时存在的时候，v1 版本的 META_INF 的 SF 文件属性当中有一个 X-Android-APK-Signed 属性，因此如果想绕过 v2 走 v1 校验是不行的。

之前的渠道包生成方案是通过在 META-INF 目录下添加空文件，用空文件的名称来作为渠道的唯一标识。但在新的应用签名方案下 META-INF 已经被列入了保护区了，向 META-INF 添加空文件的方案会对区块 1、3、4 都会有影响。

可以参考： 美团解决方案 。

Android 90 中引入了新的签名方式，它的格式大体和 v2 类似，在 v2 插入的签名块（Apk Signature Block v2）中，又添加了一个新快（Attr块）。

在这个新块中，会记录我们之前的签名信息以及新的签名信息，以密钥转轮的方案，来做签名的替换和升级。这意味着，只要旧签名证书在手，我们就可以通过它在新的 APK 文件中，更改签名。

v3 签名新增的新块（attr）存储了所有的签名信息，由更小的 Level 块，以链表的形式存储。

其中每个节点都包含用于为之前版本的应用签名的签名证书，最旧的签名证书对应根节点，系统会让每个节点中的证书为列表中下一个证书签名，从而为每个新密钥提供证据来证明它应该像旧密钥一样可信。

这个过程有点类似 CA 证书的证明过程，已安装的 App 的旧签名，确保覆盖安装的 APK 的新签名正确，将信任传递下去。

需要注意的是，对于覆盖安装的情况，签名校验只支持升级，而不支持降级。也就是说设备上安装了一个使用 v1 签名的 APK，可以使用 v2 签名的 APK 进行覆盖安装，反之则不允许。

Android签名机制目的是确保app的可靠通信，其一，要确定消息的来源确实是其申明

的那个人；其二，要保证信息在传递的过程中不被第三方篡改，即使被篡改了，也可以

发觉出来。

所谓数字签名，就是为了解决这两个问题而产生的，它是对非对称加密技术与数字摘要

技术的一个具体的应用。

对于消息的发送者来说，先要生成一对公私钥对，将公钥给消息的接收者。

如果消息的发送者有一天想给消息接收者发消息，在发送的信息中，除了要包含原始的

消息外，还要加上另外一段消息。这段消息通过如下两步生成：

1）对要发送的原始消息提取消息摘要；

2）对提取的信息摘要用自己的私钥加密。

通过这两步得出的消息，就是所谓的原始信息的数字签名。

而对于信息的接收者来说，他所收到的信息，将包含两个部分，一是原始的消息内容，

二是附加的那段数字签名。他将通过以下三步来验证消息的真伪：

1）对原始消息部分提取消息摘要，注意这里使用的消息摘要算法要和发送方使用的一致；

2）对附加上的那段数字签名，使用预先得到的公钥解密；

3）比较前两步所得到的两段消息是否一致。如果一致，则表明消息确实是期望的发送者

发的，且内容没有被篡改过；相反，如果不一致，则表明传送的过程中一定出了问题，

消息不可信。

通过这种所谓的数字签名技术，确实可以有效解决可靠通信的问题。如果原始消息在传

送的过程中被篡改了，那么在消息接收者那里，对被篡改的消息提取的摘要肯定和原始

的不一样。并且，由于篡改者没有消息发送方的私钥，即使他可以重新算出被篡改消息

的摘要，也不能伪造出数字签名。

那么数字签名呢？

综上所述，数字签名其实就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，这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。

不知道大家有没有注意，前面讲的这种数字签名方法，有一个前提，就是消息的接收者

必须要事先得到正确的公钥。如果一开始公钥就被别人篡改了，那坏人就会被你当成好

人，而真正的消息发送者给你发的消息会被你视作无效的。而且，很多时候根本就不具

备事先沟通公钥的信息通道。那么如何保证公钥的安全可信呢？这就要靠数字证书来解

决了。

所谓数字证书，一般包含以下一些内容：

证书的发布机构（Issuer）

证书的有效期（Validity）

消息发送方的公钥

证书所有者（Subject）

数字签名所使用的算法

数字签名

可以看出，数字证书其实也用到了数字签名技术。只不过要签名的内容是消息发送方的

公钥，以及一些其它信息。但与普通数字签名不同的是，数字证书中签名者不是随随便

便一个普通的机构，而是要有一定公信力的机构。这就好像你的大学毕业z书上签名的

一般都是德高望重的校长一样。一般来说，这些有公信力机构的根证书已经在设备出厂

前预先安装到了你的设备上了。所以，数字证书可以保证数字证书里的公钥确实是这个

证书的所有者的，或者证书可以用来确认对方的身份。数字证书主要是用来解决公钥的

安全发放问题。

综上所述，总结一下，数字签名和签名验证的大体流程如下图所示：

引用链接： >

私钥就是由用户来保管的一个用于加密方面的密码或证书，某个应用如果有版权或者加密传输的要求时，就会存在这个东东，你可以找一下，或者是注册你的手机软件时，或者购买时，应该有提示让你保存的私钥文件，或者随机，随盘带的文件。

非对称算法中，公钥用来加密，私钥解密，cer的文件可能是公钥，也有可能是交叉根或root根文件，一般不同的中间件要求的证书规格都不一样，而且现在的CA机构（如沃通）在发证书的时候，都会根据不同的中间件去打包证书文件，并且提供相对的部署

所有的概念都基于一个非常重要的基础：

rsa 非对称加密算法 ：

先感受下几个概念

PKI。

PKI是公钥基础设施（Public Key Infrastructure) 包括PKI策略、软硬件系统、证书机构CA、注册机构RA、证书发布系统和PKI应用等。

我们关注就俩东西： PKCS 证书机构CA 。前者是定义加密算法，签名，证书相关的各种事情采用的协议。后者可以为我们颁发权威的证书。

PKCS ：

PKCS（The Public-Key Cryptography Standards ）是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准，其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。RSA算法可以做加密、解密、签名、验证，还有RSA的密钥对存储。这些都需要标准来规范，如何输入，如何输出，如何存储等。

PKCS。全称是公钥密码学标准， 目前共发布过 15 个标准，这些标准都是协议。总结一下 就是对加密算法，签名，证书协议的描述。下面列举一些常用的协议，这些协议在本文都会对应上。

这些协议具体的实现就体现在openssl等工具中， 以及jdk工具keytool jdk java第三方库bouncycastle。

比如用openssl 如何生成公/私钥(PKCS#1)、签名(PKCS#1 )、签名请求文件（KCS#10）、 带口令的私钥（PKCS#8）。 含私钥的证书（PKCS#12）、证书库（PKCS#12）

其中涉及到算法的基础协议PKCS#1等，由于涉及到密码学原理所以我们并不需要深究它，只要知道怎么做就可以了。

现实中我们要解决这样一种情况:

客户端和服务器之间的数据要进行加密。需要两个达成同一个对称秘钥加密才行，那么这个秘钥如何生成，并在两边都能拿到，并保证传输过程中不被泄露。 这就用到非对称加密了。 后续的传输，就能用这个 对称秘钥来加密和解密了。

还有这样一个问题：

就是客户端如何判断服务端是否是合法的服务端。这就需要服务端有个id来证明它，而这个id 就是证书，而且必须是权威机构颁发的才能算是合法的。

因为客户端即浏览器，认定证书合法的规则必须通过第三方来确认 即ca颁发的证书。否则就我可能进了一个假网站。

而这两个问题 都是ssl协议要解决的内容。

所以ssl协议做了两件事情，一是验证身份，二是协商对称秘钥，并安全的传输。 而实现这个过程的关键数据模型就是证书， 通过证书中的ca对证书的签名，实现了身份验证，通过证书中的公钥，实现对对称秘钥加密，从而实现数据保密。 其实还顺手做了一件事情就是通过解密签名比对hash，保证了数据完整性。

明白ssl协议 首先明白几个重要的概念：

证书： 顾名思义就是提供了一种在Internet上验证通信实体身份的方式，数字证书不是数字身份z，由权威公正的第三方机构，即CA（例如中国各地方的CA公司）中心签发的证书， 就是可以认定是合法身份的。客户端不需要证书。 证书是用来验证服务端的。

一般的证书都是x509格式证书，这是一种标准的证书，可以和其他证书类型互相转换。完整来说证书包含，证书的内容，包括 版本号， 证书序列号， hash算法， 发行者名称，有效期， 公钥算法，公钥，签名（证书原文以及原文hash一起签名）而这个内容以及格式 都是标准化的，即x509格式 是一种标准的格式。

签名: 就用私钥对一段数据进行加密，得到的密文。 这一段数据在证书的应用上就是 对证书原文+原文hash进行签名。

谁签的名，就是用谁的私钥进行加密。就像身份z一样， 合法的身份z我们都依据是政府签的，才不是假证， 那就是浏览器会有政府的公钥，通过校验（解密）签名，如果能够解密，就可以确定这个就是政府的签名。就对了。

hash算法 ：对原始数据进行某种形式的信息提取，被提取出的信息就被称作原始数据的消息摘要。比如，MD5和SHA-1及其大量的变体。 hash算法具有不可逆性，无法从摘要中恢复出任何的原始消息。长度总是固定的。MD5算法摘要的消息有128个比特位，SHA-1算法摘要的消息最终有160比特位的输出。

ca机构： 权威证书颁发机构，浏览器存有ca的公钥，浏览器以此公钥来验证服务端证书的合法性。

证书的获取： 生成证书申请文件csr（涉及到PKCS#10定义的规范）后向ca机构申请。 或者自己直接通过生成私钥就可以一步到位生成自签名证书。 自签名证书就是用自己的私钥来签名证书。

那么为了体现到 证书身份认证、数据完整、保密性三大特性 ，证书的简化模型可以认为包含以下两个要素：服务器公钥，ca的签名（被ca私钥加密过的证书原文+原文hash），

身份认证：

浏览器存有ca公钥，用ca公钥解密网站发给你的证书中的签名。如果能解密，说明该证书由ca颁发，证书合法。 否则浏览器就会报警告，问你是否信任这个证书，也就是这个网站。这时候的证书可以是任何人签发的，可以自己签发的。 但是中间人攻击。 完全伪造新的证书， 这就没有办法了。 所以还是信任证书的时候要谨慎。

数据完整：

如果你信任该证书的话，这时候就会用证书中的公钥去解密签名，如果是ca签发的证书，那么之前就已经通过ca的公钥去解密签名了。 然后得到证书hash，然后在浏览器重新对证书做hash，两者比对一致的话，说明证书数据没有被篡改。

保密性：

使用证书的公钥对对称秘钥加密保证传输安全，对称秘钥生成后，后续的传输会通过对称秘钥来在服务端和客户端的加解密。

那么ssl协议的具体过程就是：

4网站接收浏览器发来的数据之后 使用自己的私钥校验签名，并对原文进行hash 与解密出的hash 做比对检查完整性。然后发送编码改变通知，服务器握手结束通知（所有内容做hash ）。 发送给客户端校验。

5 客户端校验，校验成功后，之后就用 对称秘钥进行通信了。

总共的过程是 c-s-c- s-c 四次握手。

四次握手简单来说分别是：

1请求获取证书

2服务端返回证书，客户端验证了证书的合法性和完整性，同时生成了对称秘钥。

3客户端把加密的 对称秘钥发给服务器。服务器检查真实性和完整性。

4服务端返回握手结束通知，客户端再检查一次真实性和完整性。

前两次握手是明文， 后两次握手是密文。 所以都要检查身份真实性和数据完整性。

ca的作用：

ca起到一个权威中间人的角色，如果脱离了ca， 那么证书还是证书，还能加密，保证数据完整性。 但是无法应用在客户端去认定服务器身份合法这个场景下。

  

下面就详细说下 脱离了ca签发的证书的应用：

  

自签名证书：

证书如果没有权威机构的签名，就是没有权威机构给你签发身份z。 那么这时候身份认证的场景变了。

这时候的认证场景就变成了，不再是某个官方权威说了算，而是假设第一次碰到这个证书，会认为，这个证书与之捆绑的实体之间是合法的并做记录。如果当这个实体下次捆绑了另一个证书，那么就是非法的。

这种情况常用于android中安装和校验app的时候，会先假设第一次安装的是合法的应用，认定这个app证书中的公钥是合法的公钥。然后通过自签名的证书，校验签名，就能实现后续安装是否合法以及完整性。

android中的如何对app进行身份认定和不被篡改：

android系统在安装app时候会进行校验applicationId，applicationId 不同会认定为不同应用。相同应用，第二次安装会校验证书是否和之前app的证书相同，如果相同则两个包很可能来自同一个身份。 如果证书不同，也就是该包被另一个身份用自己的私钥重新签名过，就会拒绝安装。 然后通过公钥来解密签名，如果能解密，说明身份是ok的。否则拒绝安装。比对解密签名后的hash 与apk包内的certsf文件(该文件是apk内所有文件生成的hash文件)是否一致，如果相同则认定为没有被篡改。

android在提交应用商店的问题：

应用商店也会校验 后续的上传和第一次上传时的证书，以及类似上述的后续的一系列校验。防止合法的开发者平台被盗后，上传非法应用。

android在接入第三方sdk的问题：

接入第三方sdk 会提交applicationId 和 sha1 值。 这个sha1值就是对 证书原文的签名后的sha1，也就是证书指纹。这个证书是证书库里最初的那个证书（x509格式），而不是对apk签名后生成的证书(PKCS#7)。一般的证书签名的主体是证书原文本身，而对apk签名还额外会对apk所有文件生成的hash值文件（certsf）进行一次签名。

第三方平台会记录 applicationId 与sha1 的对应关系。 当有假冒app试图接入时候，由于会对app内的PKCS#7证书转换为原始的x509格式证书，重新生成sha1值，与用户提交sha1 比对， 如果相同则说明证书很可能是ok的。 因为sha1就是证书的指纹。 之后就会通过证书中的公钥来校验签名，从而最终确认身份合法性以及信息完整性。

第三方平台之所以需要用户去提交证书指纹sha1值，多了这一步，就意味着你的证书是可以更换的，一旦更换了证书，就必须提交新的指纹给我，然后我来做匹配。而应用商店没有这个功能， 一旦你的证书的私钥丢了， 那就必须重新建一个新的app。

总结来看证书的身份认定机制：

在ssl协议下，这种场景是 浏览器用于认定合法的服务器身份。 在自签名证书下，需要用户选择是否信任该证书。

在android app采用自签名证书的场景下， 证书起到了 假设第一次的证书合法，公钥合法，后续如果证书不一致或不能够完成签名校验，就是非法。

证书库：

证书库应该满足PKCS#12协议。 但是jdk提供了制作证书的工具keytool 可以生成keystore类型的证书库，后缀为jks。 keystore pk12可以通过keytool命令互相转换。

证书库是个证书的容器， 可以用来创建数字证书。 在keystore证书库中，所有的数字证书是以一条一条(采用别名alias区别)的形式存入证书库的。证书库中的证书格式为pk12，即包含私钥。 如果导出证书的话， 可以导出为x509不包含私钥的格式 或者pk12包含私钥的证书。 也可以也可以用-import参数加一个证书或证书链到信任证书。

android中一般都采用读取证书库的方式，通过证书库来创建一个证书，通过alias来区分。 所以在签名的时候，一个alias是一个证书，不同的alias是不同的证书，不要搞错了。

几个关系：

证书和非对称加密算法的关系：

证书代表一个身份的主体，包含了非对称秘钥体系中的公钥，以及用私钥对证书签名。这种组织结构，把非对称加密算法从加密的功能，拓宽到了用于身份认证，信息完整性上。这体现在了证书的作用。 本质还是利用了非对称加密算法的特性。

ssl协议和证书的关系。

因为证书解决了客户端对服务器的身份认证（自签名证书除外），同时也解决了加密，和信息完整性，所以ssl协议基于证书来实现。

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