第六章 Android 安全的其它话题
来源：Yury Zhauniarovich | Publications
译者：飞龙
在本章中，我们会涉及到与 Android 安全相关的其他主题，这些主题不直接属于已经涉及的任何主题。
6.1 Android 签名过程
Android 应用程序以 Android 应用包文件（.apk文件）的形式分发到设备上。 由于这个平台的程序主要是用 Java 编写的，所以这种格式与 Java 包的格式 -- jar（Java Archive）有很多共同点，它用于将代码，资源和元数据（来自可选的META-INF目录 ）文件使用 zip 归档算法转换成一个文件。 META-INF目录存储软件包和扩展配置数据，包括安全性，版本控制，扩展和服务[5]。 基本上，在 Android 的情况中，apkbuilder工具将构建的项目文件压缩到一起[1]，使用标准的 Java 工具jarsigner对这个归档文件签名[6]。 在应用程序签名过程中，jarsigner创建META-INF目录，在 Android 中通常包含以下文件：清单文件（MANIFEST.MF），签名文件（扩展名为.SF）和签名块文件（.RSA或.DSA） 。
清单文件（MANIFEST.MF）由主属性部分和每个条目属性组成，每个包含在未签名的apk中文件拥有一个条目。 这些每个条目中的属性存储文件名称信息，以及使用 base64 格式编码的文件内容摘要。 在 Android 上，SHA1 算法用于计算摘要。 清单 6.1 中提供了清单文件的摘录。
1 Manifest−Version : 1.0
2 Created−By: 1.6.0 41 (Sun Microsystems Inc. )
3
4 Name: res/layout/main . xml
5 SHA1−Digest : NJ1YLN3mBEKTPibVXbFO8eRCAr8=
6
7 Name: AndroidManifest . xml
8 SHA1−Digest : wBoSXxhOQ2LR/pJY7Bczu1sWLy4=
代码 6.1：清单文件的摘录
包含被签名数据的签名文件（.SF）的内容类似于MANIFEST.MF的内容。 这个文件的一个例子如清单 6.2 所示。 主要部分包含清单文件的主要属性的摘要（SHA1-Digest-Manifest-Main-Attributes）和内容摘要（SHA1-Digest-Manifest）。 每个条目包含清单文件中的条目的摘要以及相应的文件名。
1 Signature−Version : 1.0
2 SHA1−Digest−Manifest−Main−Attributes : nl/DtR972nRpjey6ocvNKvmjvw8=
3 Created−By: 1.6.0 41 (Sun Microsystems Inc. )
4 SHA1−Digest−Manifest : Ej5guqx3DYaOLOm3Kh89ddgEJW4=
5
6 Name: res/layout/main.xml
7 SHA1−Digest : Z871jZHrhRKHDaGf2K4p4fKgztk=
8
9 Name: AndroidManifest.xml
10 SHA1−Digest : hQtlGk+tKFLSXufjNaTwd9qd4Cw=
11 ...
代码 6.2：签名文件的摘录
最后一部分是签名块文件（.DSA或.RSA）。 这个二进制文件包含签名文件的签名版本; 它与相应的.SF文件具有相同的名称。 根据所使用的算法（RSA 或 DSA），它有不同的扩展名。
相同的apk文件有可能签署几个不同的证书。 在这种情况下，在META-INF目录中将有几个.SF和.DSA或.RSA文件（它们的数量将等于应用程序签名的次数）。
6.1.1 Android 中的应用签名检查
大多数 Android 应用程序都使用开发人员签名的证书（注意 Android 的“证书”和“签名”可以互换使用）。 此证书用于确保原始应用程序的代码及其更新来自同一位置，并在同一开发人员的应用程序之间建立信任关系。 为了执行这个检查，Android 只是比较证书的二进制表示，它用于签署一个应用程序及其更新（第一种情况）和协作应用程序（第二种情况）。
这种对证书的检查通过PackageManagerService中的方法int compareSignatures(Signature[] s1，Signature[] s2)来实现，代码如清单 6.3 所示。在上一节中，我们注意到在 Android 中，可以使用多个不同的证书签署相同的应用程序。这解释了为什么该方法使用两个签名数组作为参数。尽管该方法在 Android 安全规定中占有重要地位，但其行为强烈依赖于平台的版本。在较新版本中（从 Android 2.2 开始），此方法比较两个Signature数组，如果两个数组不等于null，并且如果所有s2签名都包含在s1中，则返回SIGNATURE MATCH值，否则为SIGNATURE_NOT_MATCH。在版本 2.2 之前，此方法检查数组s1是否包含在s2中。这种行为允许系统安装升级，即使它们已经使用原始应用程序的证书子集签名[2]。
在几种情况下，需要同一开发人员的应用程序之间的信任关系。 第一种情况与signature和signatureOrSystem的权限相关。 要使用受这些权限保护的功能，声明权限和请求它的包必须使用同一组证书签名。 第二种情况与 Android 运行具有相同 UID 或甚至在相同 Linux 进程中运行不同应用程序的能力有关。 在这种情况下，请求此类行为的应用程序必须使用相同的签名进行签名。
1 static int compareSignatures ( Signature[] s1 , Signature[] s2 ) {
2 if ( s1 == null ) {
3 return s2 == null
4 ? PackageManager.SIGNATURE_NEITHER_SIGNED
5 : PackageManager.SIGNATURE_FIRST_NOT_SIGNED;
6 }
7 if ( s2 == null ) {
8 return PackageManager.SIGNATURE_SECOND_NOT_SIGNED;
9 }
10 HashSet<Signature> set1 = new HashSet<Signature>() ;
11 for ( Signature sig : s1 ) {
12 set1.add( sig ) ;
13 }
14 HashSet<Signature> set2 = new HashSet<Signature>() ;
15 for ( Signature sig : s2 ) {
16 set2.add( sig ) ;
17 }
18 // Make sure s2 contains all signatures in s1 .
19 if ( set1.equals ( set2 ) ) {
20 return PackageManager.SIGNATURE_MATCH;
21 }
22 return PackageManager.SIGNATURE_NO_MATCH;
23 }
代码 6.3：PackageManagerService中的compareSignatures方法