概述
Android系統(tǒng)要求,所有的程序經(jīng)過數(shù)字簽名后才能安裝。Android系統(tǒng)使用這個證書來識別應(yīng)用程序的作者,并且建立程序間的信任關(guān)系。證書不是用于用戶控制哪些程序可以安裝。證書不需要授權(quán)中心來簽名:Android應(yīng)用程序上使用自己簽名的證書是完全允許且普遍的。
理解Android應(yīng)用程序簽名有以下幾個重要點:
· 所有的應(yīng)用程序都必須簽名。系統(tǒng)不會安裝任何一個不簽名的程序。
· 你可以使用自己的證書來簽名。不需要任何授權(quán)中心。
· 當(dāng)你要為最終用戶發(fā)布你的應(yīng)用程序的時候,你必須簽入一個合適的密鑰。你不可以發(fā)布程序的時候還使用SDK工具簽入的Debug Key。
· 系統(tǒng)只在安裝應(yīng)用程序的時候檢測證書的有效期。如果應(yīng)用程序在安裝之后證書失效了,那么,應(yīng)用程序還是可以正常工作。
· 你可以使用標(biāo)準(zhǔn)工具——Keytool和Jarsigner——生成Key并簽名apk文件。
· 一旦你為應(yīng)用程序簽名了,一定要使用zipalign工具來優(yōu)化最終的APK包。
Android系統(tǒng)不會安裝和運行沒有正確簽名的應(yīng)用程序。這條規(guī)則適用于任何運行Android系統(tǒng)的地方,不管是真機(jī)還是模擬器。正是由于這個原因,你必須在模擬器或真機(jī)上運行/調(diào)試程序之前對程序進(jìn)行簽名。
當(dāng)你調(diào)試應(yīng)用程序時,Android SDK工具替你對應(yīng)用程序進(jìn)行了簽名。Eclipse的ADT插件和Ant編譯工具都提供了兩種簽名模式——Debug模式和Release模式。
· 當(dāng)開發(fā)和測試時,你可以使用Debug模式。在Debug模式下,編譯工具使用內(nèi)嵌在JDK中的Keytool工具來創(chuàng)建一個keystore和一個key(包含公認(rèn)的名字和密碼)。在每次編譯的時候,使用這個Debug Key來為apk文件簽名。由于密碼是公認(rèn)的,在每次編譯的時候,也不需要提示你輸入keystore和key密碼。
· 當(dāng)你的程序準(zhǔn)備發(fā)布時,你必須在Release模式下,使用密鑰來為apk文件簽名。有以下兩種方式可以做到:
o 命令行中使用Keytool和Jarsigner。在這個方法中,首先需要編譯出一個未簽名的apk。然后使用Jarsigner(或相似的工具),用你的密鑰為apk手動簽名。如果你沒有合適的密鑰,你可以運行Keytool來手動生成自己的keystore/key。
o 使用ADT導(dǎo)出向?qū)АH绻闶褂?/span>Eclipse/ADT插件進(jìn)行開發(fā),你可以使用導(dǎo)出向?qū)砭幾g程序,生成密鑰(如果需要),并為apk簽名,所有這些操作都在導(dǎo)出向?qū)е小R坏┠愕某绦蚝灻耍瑒e忘了運行zipalign來為apk進(jìn)行額外的優(yōu)化。
應(yīng)用程序簽名的某些方面可能會影響應(yīng)用程序的開發(fā),特別是你打算一起發(fā)布多個應(yīng)用程序的時候。
一般來說,推薦的策略是在整個應(yīng)用程序壽命內(nèi),所有的程序簽上相同的證書。以下有幾個應(yīng)該這么做的原因:
· 應(yīng)用程序升級——當(dāng)你對應(yīng)用程序進(jìn)行升級時,如果你想用戶平穩(wěn)的升級,那么,你就需要簽上相同的證書。當(dāng)系統(tǒng)安裝一個升級應(yīng)用程序時,如果新版本的證書與老版本的證書有匹配的話,那么,系統(tǒng)才會允許進(jìn)行升級。如果你沒有為版本簽上合適的證書,當(dāng)你安裝時,你需要給應(yīng)用程序指定一個新的包名——在這種情況下,用戶安裝的新版本,被當(dāng)作是一個全新的應(yīng)用程序。
· 應(yīng)用程序模塊化——如果應(yīng)用程序請求的話,Android系統(tǒng)允許簽有相同證書的應(yīng)用程序運行在相同的進(jìn)程里,這樣,系統(tǒng)就會把它們看作是一個單一的應(yīng)用程序。用這種方法配置應(yīng)用程序,用戶可以選擇更新每個獨立的模塊。
· 代碼/數(shù)據(jù)權(quán)限共享——Android系統(tǒng)提供了基于簽名的權(quán)限檢查,因此,如果應(yīng)用程序間簽有特定的證書,那么,它們之間可以共享功能。通過多個程序簽有相同的證書并且使用基于簽名的權(quán)限檢查,你的程序可以以一種安全的方式共享代碼和數(shù)據(jù)。
還有一個決定簽名策略的重要因素是:如何設(shè)定key的有效期。
· 如果你計劃支持單個應(yīng)用程序的升級,你需要確保你的key擁有一個超過期望的應(yīng)用程序生命周期的有效期。推薦使用25年或更多的有效期。當(dāng)你的key過期了,用戶也就不能平穩(wěn)的更新到新版本了。
· 如果你想給多個無關(guān)的應(yīng)用程序簽上相同的key,那么,你必須確保key的有效期超過所有應(yīng)用程序所有版本的生命周期,包括將來有可能添加到這一陣營的程序。
· 如果你想在Android Market上發(fā)布你的程序,key的有效期必須在2033.10.22以后。Market服務(wù)器強制這一要求,目前是保證用戶可以平穩(wěn)的更新他們的程序。
當(dāng)你設(shè)計應(yīng)用程序時,一定要把這些點記在腦子里,并且使用一個合適的證書來為應(yīng)用程序簽名。
在你開始之前,你必須保證Keytool對SDK編譯工具來說是可利用的。多數(shù)情況下,你可以通過設(shè)置JAVA_HOME環(huán)境變量來告訴SDK編譯工具如何找到Keytool。另外,你還可以添加JDK中Keytool的路徑到PATH的變量里。
如果你在Linux上開發(fā),并且使用GNU編譯器來編譯Java,那么,請確保系統(tǒng)是使用JDK中的Keytool,而不是gcj。如果Keytool已經(jīng)在你的PATH中,它有可能是對/usr/bin/keytool的符號鏈接。在這種情況下,檢查符號鏈接的目標(biāo),確保它是指向JDK中的Keytool。
如果你打算對公眾釋放你的應(yīng)用程序,你還需要Jarsigner工具。Jarsigner和Keytool都包含在JDK中。
Android編譯工具提供了Debug簽名模式,使得開發(fā)和調(diào)試應(yīng)用程序更加容易,而且還滿足Android系統(tǒng)的簽名要求。當(dāng)使用Debug模式編譯你的app時,SDK工具會調(diào)用Keytool工具自動創(chuàng)建一個Debug的keystore和key。然后,這個Debug key會自動用于apk的簽名,這樣,你不需要使用你自己的key來為應(yīng)用程序包簽名。
SDK工具使用預(yù)先定義好的名字/密碼來創(chuàng)建Debug keystore/key:
· Keystore名字:“debug.keysotre”
· Keystore密碼:“android”
· Key別名:“androiddebugkey”
· Key密碼:“android”
· CN:“CN=Android Debug,O=Android,C=US”
如果需要的話,你可以改變Debug keystore/key的位置和名字,或者提供一個自定義的Debug keysotre/key。然而,任何自定義的Debug keystore/key必須使用和默認(rèn)Debug key(上面描述的)相同的名字和密碼。(在Eclipse/ADT中,操作Windows>Preferences>Android>Build實現(xiàn)。)
注意:你不能將簽有Debug證書的應(yīng)用程序發(fā)布給公眾。
Eclipse 用戶
如果你在Eclipse/ADT下開發(fā)(并且已經(jīng)按照上面描述的“簽名的基本設(shè)定”配置了Keytool),Debug模式下簽名默認(rèn)是開啟的。當(dāng)你運行或是調(diào)試應(yīng)用程序時,ADT會使用Debug證書進(jìn)行簽名,并運行zipalign,然后安裝到選擇的模擬器或是連接上的設(shè)備。整個過程不需要你參與,前提是ADT能訪問Keytool。
Ant 用戶
如果你使用Ant來編譯你的apk文件,需要在ant命令中添加debug選項來開啟Debug簽名模式(假設(shè)你正在使用由android工具生成build.xml文件)。當(dāng)你運行ant debug來編譯你的程序時,編譯腳本會生成一個keystore/key,并為apk進(jìn)行簽名。然后腳本會使用zipalign工具對apk進(jìn)行對齊處理。整個過程不需要你參與。閱讀“其它IDE下開發(fā):Debug模式編譯”來了解更多的信息。
Debug證書過期
Debug模式下簽名用的證書(默認(rèn)是Eclipse/ADT和Ant編譯)自從它創(chuàng)建之日起,1年后就會失效。
當(dāng)證書失效時,你會得到一個編譯錯誤,在Ant編譯上,錯誤如下:
debug:
[echo]Packaging bin/samples-debug.apk,and signing it with a debug key...
[exec]DebugCertificate expired on 8/4/083:43 PM
在Eclipse/ADT中,Android控制臺上你將會看到一個相似的錯誤。
為了解決這個問題,只需要刪掉debug.keystore文件即可。AVD默認(rèn)存儲的位置在:~/.android/avd(OS X和Linux),C:"Documents and Settings"".android"(Windows XP),C:"Users"".android"(Windows Vista)。
當(dāng)下一次編譯的時候,編譯工具會重新生成一個新的keystore和Debug key。
當(dāng)你的程序準(zhǔn)備好釋放給其它用戶時,你必須:
1. 獲取一個合適的密鑰
2. 在Release模式下編譯程序
3. 使用密鑰簽名程序
4. 對齊APK包
如果你是使用Eclipse/ADT插件開發(fā),你可以使用導(dǎo)出向?qū)硗瓿删幾g、簽名和對齊等操作。在整個過程中,導(dǎo)出向?qū)踔吝€可以生成一個新的keystore和密鑰。因此,如果你使用Eclipse,你可以直接跳到“使用Eclipse ADT編譯和簽名”。
1. 獲取一個合適的密鑰
為了進(jìn)行程序的簽名,首先,你必須有一個合適的密鑰。密鑰指:
· 個人持有。
· 代表個人、公司或組織實體的身份。
· 擁有一個有效期。有效期推薦超過25年。
如果你在Android Market上發(fā)布你的程序,需要注意一點的是:程序的有效期需要在2033.10.22之后。你不能上傳一個應(yīng)用程序,而它的key的有效期是在這個日期之前。
· 不是由Android SDK工具生成的Debug key。
如果你沒有一個合適的key,你一定要使用Keytool來生成一個。如“基本設(shè)定”中描述的,確保Keytool可用。
為了用Keytool生成一個key,使用keytool命令并傳入一些可選參數(shù),如下表所示。
警告:確保密鑰的安全。一定要閱讀“安全儲存你的密鑰”中討論如何確保你的密鑰的安全以及這對你和用戶為何如此重要。尤其是,當(dāng)你生成你的密鑰時,一定要為keystore和key使用強密碼。
Keytool選項
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描述
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-genkey
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生成一個鍵對(公鑰和密鑰)
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-v
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日志輸出
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-keystore <keystore-name>.keystore
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命名包含密鑰的keystore
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-storepass <password>
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設(shè)定keystore的密碼。
基于安全考慮,不要在命令行中包含這一選項,除非你在一個安全的計算機(jī)上。如果你不提供,Keytool會提示你輸入。這樣,你的密碼就不會儲存在shell記錄中了。
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-alias <alias_name>
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設(shè)定key的別名
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-keyalg <alg>
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指定生成key時使用的加密算法。支持DSA和RSA。
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-dname <name>
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指定一個描述誰創(chuàng)建key的名字。該值將填入證書發(fā)行人的字段。
注意:你不需要在命令行中指明這些選項。如果不提供,Jarsigner會提示你輸入每個字段(CN,OU等)。
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-validity <valdays>
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Key的有效期,天數(shù)。
注意:推薦使用10000或更大的數(shù)。
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-keypass <password>
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Key的密碼。
基于安全考慮,不要在命令行中包含這一選項,除非你在一個安全的計算機(jī)上。如果你不提供,Keytool會提示你輸入。這樣,你的密碼就不會儲存在shell記錄中了。
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下面是使用Keytool命令生成密鑰的例子:
$ keytool -genkey -v -keystore my-release-key.keystore
-alias alias_name -keyalg RSA -validity 10000
運行上面的例子命令,Keytool會提示你輸入keystore和key的密碼,并且會提示你輸入key中其它的字段。然后,它會生成一個叫做my-release-key.keystore的文件。keystore和key受你輸入的密碼保護(hù)。keystore中包含一個key,有效期為10000天。別名將在后面用到,在程序簽名時指當(dāng)前這個keystore。
了解更多關(guān)于Keytool的信息,請參考http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/tooldocs/#security。
2. 在Release模式下編譯程序
為了給用戶釋放程序,你必須在Release模式下編譯程序。在Release模式下,編譯程序不會進(jìn)行默認(rèn)簽名,并且你需要使用密鑰進(jìn)行簽名。
注意:你不能釋放未簽名的程序,或簽有Debug key的程序。
使用Eclipse
右擊Package Explorer中的工程,選擇Android Tools>Export Unsigned Application Package,導(dǎo)出一個未簽名的apk。然后指定未簽名apk的存儲位置。(另外,你也可以在Eclipse中打開AndroidManifest.xml文件,打開Manifest Tab,然后點擊Export an unsigned APK)。
注意:你也可以使用導(dǎo)出向?qū)硗瓿删幾g和簽名步驟,參考“使用Eclipse/ADT編譯和簽名”。
使用 Ant
如果你正在使用Ant,那么你可以在ant命令中加入release選項來開啟Release模式。例如,如果你在包含build.xml文件的文件夾上運行Ant,命令可能看起來是這樣:
一般,編譯腳本在編譯apk的時候不會進(jìn)行簽名。輸出的文件位于工程的bin/文件夾中,名為<your_project_name>-unsigned.apk。由于apk文件還沒有簽名,所以你必須手動的使用密鑰進(jìn)行簽名,然后使用zipalign進(jìn)行對齊。
然而,Ant編譯腳本也可以替你執(zhí)行簽名和對齊操作,前提是你在build.properties文件中提供了keystore的名字和key的別名。如果提供了這些信息,編譯腳本在執(zhí)行ant release命令時會提示你輸入keystore和key的密碼,對包進(jìn)行簽名并對齊。最后輸出的文件位于工程的bin/文件夾中,名為<your_project_name>-release.apk。如果按照上述自動簽名和對齊操作執(zhí)行,那么,你就可以跳過下面的手動步驟(步驟3和4)。了解如何在build.properties文件中指定keystore和alias,請參考“其它IDE下開發(fā):Release模式編譯”。
3. 使用密鑰簽名程序
如果你已經(jīng)準(zhǔn)備好要簽名的程序包的話,你可以使用Jarsigner工具進(jìn)行簽名。如“基本設(shè)定”中描述的,請確保Jarsigner工具可用。此外,確保包含密鑰的keystore可用。
為了簽名應(yīng)用程序,你需要運行Jarsigner,并引用應(yīng)用程序的apk及包含密鑰的keystore。下表列出了你可能使用的選項。
Jarsigner選項
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描述
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-keystore <keystore-name>.keystore
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指定包含密鑰的keystore的名字
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-verbose
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日志輸出
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-storepass <password>
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指定keystore的密碼。
基于安全考慮,不要在命令行中包含這一選項,除非你在一個安全的計算機(jī)上。如果你不提供,Jarsigner會提示你輸入。這樣,你的密碼就不會儲存在shell記錄中了
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-keypass <password>
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指定密鑰的密碼。
基于安全考慮,不要在命令行中包含這一選項,除非你在一個安全的計算機(jī)上。如果你不提供,Jarsigner會提示你輸入。這樣,你的密碼就不會儲存在shell記錄中了
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下面是一個使用Jarsigner對my_application.apk進(jìn)行簽名的例子,使用了上面創(chuàng)建的keystore。
$ jarsigner -verbose -keystore my-release-key.keystore
my_application.apk alias_name
運行上面的示例命令,Jarsigner會提示你輸入keystore和key的密碼。然后它會修改apk文件,意味著apk文件現(xiàn)在已經(jīng)簽上名了。注意:你可以使用不同的key對apk多次簽名。
檢驗apk文件是否簽名,可以使用下面的命令:
$ jarsigner -verify my_signed.apk
如果apk簽名正確,Jarsigner輸出“jar verified”。如果你想了解更多的細(xì)節(jié),你可以嘗試這些命令:
$ jarsigner -verify -verbose my_application.apk
或者
$ jarsigner -verify -verbose -certs my_application.apk
上面的命令,添加-certs選項,將會顯示“CN=”行,描述誰創(chuàng)建了密鑰。
注意:如果你看到“CN=Android Debug”,這意味apk文件使用Android SDK生成的Debug key簽的名。如果你想發(fā)布你的程序,你必須使用自己的密鑰替換Debug key進(jìn)行簽名。
了解更多Jarsigner的信息,請參考http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/tooldocs/#security。
4. 對齊APK包
一旦你對apk文件使用密鑰進(jìn)行簽名后,一定要運行zipalign進(jìn)行對齊。這個工具能做到讓那些未壓縮的數(shù)據(jù)以特定的字節(jié)對齊。以4字節(jié)對齊能優(yōu)化性能。當(dāng)對齊后,Android系統(tǒng)能通過mmap()閱讀文件,即使它們包含二進(jìn)制數(shù)據(jù),而不是從包中拷貝所有的數(shù)據(jù)。好處是在運行程序時減少了隨機(jī)讀取內(nèi)存的消耗。
zipalign由Android SDK提供,包含在tools/文件夾下。想對齊簽名后的apk,執(zhí)行:
zipalign -v 4 your_project_name-unaligned.apk your_project_name.apk
-v標(biāo)志表示開始日志輸出(可選)。4表示對齊的字節(jié)(不要使用非4的數(shù)字)。第一個文件參數(shù)是你的簽名后apk(輸入),第二個文件參數(shù)是目的apk文件(輸出)。如果你想覆蓋已經(jīng)存在的apk,添加-f標(biāo)志。
注意:在你使用zipalign優(yōu)化包之前,輸入的apk必須是使用密鑰簽名后的。如果在zipalign操作之后再簽名,那么對齊操作就白做了。
了解更多信息,請閱讀“zipalign”工具的文檔。
使用Eclipse/ADT編譯和簽名
如果你在使用Eclipse/ADT插件,你可以使用導(dǎo)出向?qū)?dǎo)出一個簽名的apk(甚至可以創(chuàng)建一個新的keystore,如果需要的話)。導(dǎo)出向?qū)婺阕隽怂信cKeytool和Jarsigner交互的工作,并且使用GUI來簽名應(yīng)用程序,替代了上面提到的手動編譯、簽名和對齊的操作。一旦向?qū)瓿闪司幾g和簽名,也還會使用zipalign執(zhí)行包的對齊操作。由于導(dǎo)出向?qū)б褂?/font>Keytoo和Jarsigner。你應(yīng)該確保它們是可用的,如“簽名的基本設(shè)定”中描述的那樣。
維護(hù)密鑰的安全是極其重要的。如果你讓其他人使用了你的key,或者你把keystore和密碼放在一個不安全的地方以至于第三方人員找到并使用了的話,那么,你的授權(quán)認(rèn)證和用戶的信任都將受到連累。
如果第三方?jīng)]有經(jīng)過你的允許拿走了你的key,那個人就可以簽名并發(fā)布應(yīng)用程序,并惡意替換或攻擊你的正版程序。這個人還可以簽名并發(fā)布應(yīng)用程序,利用你的名義來攻擊其它程序或者系統(tǒng)自身,或者破壞、偷取用戶數(shù)據(jù)。
開發(fā)者的名聲依賴于正確的儲存你的密鑰,直到它過期。這里有幾個安全儲存密鑰的提示:
· 為key和keystore設(shè)置強密碼。
· 當(dāng)你使用Keytool生成密鑰的時候,不要再命令行中添加-storepass和-keypass選項。如果你這樣做了,在shell記錄中就可以獲取你的密碼。
· 相似的,當(dāng)使用Jarsigner來簽名程序時,也不要在命令行中添加-storepass和-keypass選項。
· 不要把密鑰給別人或借給別人,不要讓未授權(quán)的人知道你的keystore和key的密碼。
總而言之,只要你在生成、使用和儲存密鑰時有安全意識的話,它還是很安全的。
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學(xué)海無涯