iOS App 签名的原理

很多果粉（非程序员），会有这样的疑问，为什么Android、Windows、Mac OS等系统可以随便在哪里(应用商城)下载一个软件就能安装使用。而iPhone (iPad、iPod 等非越狱 iOS 设备)只能在AppStore下载软件。其实了解的同学知道，这是苹果爸爸为了保证iOS 平台对第三方 APP 绝对的控制权和每一个安装到 iOS 上的 APP 的安全性。而采用的一种签名机制。那么问题来了，什么是签名机制呢？它的原理是什么？

数字签名

通常我们说的签名就是数字签名，它是基于RSA 非对称加密实现的。对称加密是通过同一份密钥加密和解密数据，而非对称加密则有两份密钥，分别是公钥和私钥，用公钥加密的数据，要用私钥才能解密，用私钥加密的数据，要用公钥才能解密。

那数字签名是怎么一回事呢？

数字签名的作用是我对某一份数据打个标记，表示我认可了这份数据（签了个名），然后我发送给其他人，其他人可以知道这份数据是经过我认证的，数据没有被篡改过。

iOS App签名的原理

iOS设备安装App 的几种方式

1. 开发 App 时可以直接把开发中的应用安装进手机进行调试。
2. In-House 企业内部分发，可以直接安装企业证书签名后的 APP。
3. AD-Hoc 相当于企业分发的限制版，限制安装设备数量，较少用。
4. 最普遍的从AppStore 下载安装。

iOSApp的签名流程

iOS签名时需要一个证书（这里就不讲述证书的申请过程了），这个证书包含了很多信息，除了 设备 ID / AppID，还有其他信息也需要在这里用苹果签名，像这个 APP 里 iCloud / push / 后台运行 等权限苹果都想控制，苹果把这些权限开关统一称为 Entitlements，它也需要通过签名去授权。

整个App 签名（正常发布的App）流程大致如下：

1. 在你的 Mac 开发机器生成一对公私钥，这里称为公钥L，私钥L。L:Local

2. 苹果自己有固定的一对公私钥，跟上面 AppStore 例子一样，私钥在苹果后台，公钥在每个 iOS 设备上。这里称为公钥A，私钥A。A:Apple

3. 把公钥 L 传到苹果后台，用苹果后台里的私钥 A 去签名公钥 L。得到一份数据包含了公钥 L 以及其签名，把这份数据称为证书。

4. 在苹果后台申请 AppID，配置好设备 ID 列表和 APP 可使用的权限，再加上第③步的证书，组成的数据用私钥 A 签名，把数据和签名一起组成一个 Provisioning Profile 文件，下载到本地 Mac 开发机。

5. 在开发时，编译完一个 APP 后，用本地的私钥 L 对这个 APP 进行签名，同时把第④步得到的 Provisioning Profile 文件打包进 APP 里，文件名为embedded.mobileprovision，把 APP 安装到手机上。

6. 在安装时，iOS 系统取得证书，通过系统内置的公钥 A，去验证embedded.mobileprovision的数字签名是否正确，里面的证书签名也会再验一遍。

7. 确保了embedded.mobileprovision里的数据都是苹果授权以后，就可以取出里面的数据，做各种验证，包括用公钥 L 验证APP签名，验证设备 ID 是否在 ID 列表上，AppID 是否对应得上，权限开关是否跟 APP 里的 Entitlements 对应等。

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前面以开发包为例子说了签名和验证的流程，另外两种方式 In-House 企业签名和 AD-Hoc 流程也是差不多的，只是企业签名不限制安装的设备数，另外需要用户在 iOS 系统设置上手动点击信任这个企业才能通过验证。

而 AppStore 的签名验证方式有些不一样，前面我们说到最简单的签名方式，苹果在后台直接用私钥签名 App 就可以了，实际上苹果确实是这样做的，如果去下载一个 AppStore 的安装包，会发现它里面是没有embedded.mobileprovision文件的，也就是它安装和启动的流程是不依赖这个文件，验证流程也就跟上述几种类型不一样了。

据猜测，因为上传到 AppStore 的包苹果会重新对内容加密，原来的本地私钥签名就没有用了，需要重新签名，从 AppStore 下载的包苹果也并不打算控制它的有效期，不需要内置一个embedded.mobileprovision去做校验，直接在苹果用后台的私钥重新签名，iOS 安装时用本地公钥验证 App 签名就可以了。

那为什么发布 AppStore 的包还是要跟开发版一样搞各种证书和 Provisioning Profile？猜测因为苹果想做统一管理，Provisioning Profile 里包含一些权限控制，AppID 的检验等，苹果不想在上传 AppStore 包时重新用另一种协议做一遍这些验证，就不如统一把这部分放在 Provisioning Profile 里，上传 AppStore 时只要用同样的流程验证这个 Provisioning Profile 是否合法就可以了。

所以 App 上传到 AppStore 后，就跟你的 证书 / Provisioning Profile 都没有关系了，无论他们是否过期或被废除，都不会影响 AppStore 上的安装包。

【特别鸣谢】

https://segmentfault.com/a/1190000004144556

http://www.cocoachina.com/ios/20170602/19427.html

http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/06/rsa_algorithm_part_one.html

http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/07/rsa_algorithm_part_two.html