手机是如何确保从app store下载的app是没被恶意篡改，以及如何验证app开发者身份的呢？
一、数字签名(digit signruare)
数字签名基于公钥加密技术，能够验证数据的完整性和真实性。涉及公钥、私钥、数字证书，私钥用来签名，公钥用来验证，数字证书验证用户身份。
签名
签名过程使用哈希函数和私钥加密得到数字签名。
- 经过哈希函数处理的数据得到一串固定长度且唯一的哈希值，即原始数据被更改后经过相同的哈希函数处理将得到不同的值。而且，该过程不可逆，即用处理结果推不出原始数据，这保证了数据的完整性。
- 用私钥加密该哈希值，就得到数据的数字签名。私钥是用户自己保存，公钥是公开的，与私钥配对使用。只有用与私钥配对的公钥的才能对数字签名解密，这就保证了数据的真实性，即数据确实是某用户加密的。
签名过程：将原始数据经过哈希函数处理，得到哈希值；用私钥加密得到的哈希值，得到数字签名值s1。如图，
验证
将原始数据用签名过程相同的哈希函数处理，得到哈希值h1；接着使用公钥解密s1，得到h2。比较h1和h2值，如果两者相等，验证成功。不相等，验证失败。如图，
数字证书
数字签名可以确保数据没有被篡改，但仍有一个问题。任何人都能申请一对公私钥，那如何知道解密的公钥就是某个用户的呢？这时就要用户向一个证书认证机构(Certification Authority，简称CA)申请一个数字证书，将用户的信息和用户的公钥，以及该CA的信息绑定在一起。将这些信息用CA的私钥进行数字签名，该数字签名和用户信息、用户公钥、CA信息组成了数字证书。
数字证书验证：CA的公钥生产手机时就被导入系统的，是可信赖的。所以用该公钥可以验证数字证书的真实性。
数字证书申请
数字证书是数字签名的基础，是用来验证用户身份的证明。那如何向苹果公司申请数字证书（即开发者证书）呢？
在申请证书之前，应在本地电脑生成一个CSR文件（CertificateSigningRequest），CSR文件是证书请求文件，使用keychain生成，同时生成一对密钥：公钥和私钥。私钥保存在keychain中，CSR文件绑定该公钥和一些证书申请信息。
开发者用CSR文件向苹果开发者网站申请数字证书（开发者证书）。苹果将CSR内的公钥和开发者信息绑定在一起进行数字签名，生成开发者证书（以.cer为后缀）。详细申请信息可参考这里
注意
- CSR文件没有私钥，申请到的开发者证书也没有私钥，私钥是保存到本地的。双击开发者证书安装到keychain，证书将自动绑定对应的私钥。
- 如果将开发者证书安装到其他电脑（非生成CSR文件的电脑），该证书是没有私钥的。前面说过，私钥是用来签名的，所以该证书在其他电脑不能用来签名。
- 如果想其他电脑也能签名，就需要在生成CSR文件的电脑上，将开发者证书导出为.p12证书文件。
- .p12文件基于PKCS#12标准，包含私钥和证书在同一个文件，并用密码来保护。
有配对私钥的证书下面有个小钥匙。在Mac上通过keychain可以查证书内容。
iOS代码签名与验证
签名
xcode在为app签名时，并不是一次将整个安装包进行签名的。而是将每个文件独自签名，采用的规则如下：
- Mach-O可执行文件：独自签名后，将签名数据写入到该可执行文件中。
- 资源文件：将所有资源文件，比如图片，plist文件等独自签名，并且将签名信息记录在_CodeSignature/CodeResources文件中。
开发者只需要在xcode设置有效的开发者证书(包含私钥)，在编译过程中，自动会将代码签名。我们也可以使用codesign命令签名，或者查看签名信息。
- 查看系统中可以用来对代码进行签名的证书
$ security find-identity -v -p codesigning
1) 6F58B7E08291BFFEB94746AE4416331679BB3ED3 "iPhone Developer: [email protected] (DY6MN4A4Y8)"
- 为app设置签名
$ codesign -s 'iPhone Developer: [email protected] (DY6MN4A4Y8)' Example.app
- 删除已存在的签名，重新为app设置签名，加上-f参数
$ codesign -f -s 'iPhone Developer: [email protected] (DY6MN4A4Y8)' Example.app
- 查看签名信息
$ codesign -vv -d Example.app
Executable=/Users/apple/Library/Developer/Xcode/DerivedData/Example-IOSegobnxqrpyiplcezotfhlhohfykp/Build/Products/Debug-iphoneos/Example.app/v2ex
Identifier=singro.v2ex.qh
Format=app bundle with Mach-O universal (armv7 arm64)
CodeDirectory v=20400 size=35314 flags=0x0(none) hashes=1095+5 location=embedded
Signature size=4800
Authority=iPhone Developer: [email protected] (DY6MN4A4Y8)
Authority=Apple Worldwide Developer Relations Certification Authority
Authority=Apple Root CA
Signed Time=2018年10月30日 17:26:44
Info.plist entries=35
TeamIdentifier=J5FZC7U82Y
Sealed Resources version=2 rules=13 files=44
Internal requirements count=1 size=180
验证
app在安装前进行验证，分为两步：
- 用苹果私钥验证开发者证书；
- 用开发者的公钥验证安装包。
使用codesign命令验证：
$ codesign --verify Example.app
配置文件(provisioning profile)
有了开发者证书，才能验证开发者的身份，以及app安装包。那么系统是如何拿到开发者证书的呢？这就是配置文件要做的事情，它绑定了开发者的证书、app id、entitlements(授权)信息等。在xcode打包完成后，配置文件被放置在app安装包中。
配置文件是一个根据密码讯息语法 (Cryptographic Message Syntax) 加密的文件，采用 CMS 格式进行加密使得配置文件可以被设置签名，所以在苹果给你这个文件之后文件就不能被改变了。
使用security可以查看配置文件的信息。
$ security cms -D -i example.mobileprovision
开发者证书被包含在DeveloperCertificates选项里面，所有的证书都是基于 Base64 编码符合 PEM (Privacy Enhanced Mail, RFC 1848) 格式的。要查看一个证书的详细内容，将编码过的文件内容复制粘贴到一个文件中去，像下面这样：
-----BEGIN CERTIFICATE-----
MIIFnjCCBIagAwIBAgIIE/IgVItTuH4wDQYJKoZIhvcNAQEFBQAwgZYxCzA…
-----END CERTIFICATE-----`
然后使用 openssl x509 -text -in file.pem来显示证书详细内容。
小结
app代码签名基于数字签名，涉及了公钥、私钥、数字证书。私钥用于签名，公钥用于验证，数字证书用于证明开发者身份。iOS开发者先在本地生成CSR文件，然后用该CSR文件向苹果开发者中心申请开发者证书。在xcode设置有效的证书后，在构建过程中使用开发者的私钥进行签名。手机在安装app前先验证开发者证书，然后用开发者的公钥验证app安装包。开发者证书被绑定在配置文件(provisioning profile)内，并且配置文件在构建完成后被放置在app安装包内。
参考
Code Signing Guide
iOS代码签名(Code Signing)
代码签名探析
iOS Code Signing