iOS签名授权机制

几个重要的概念

1. 非对称加密

非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。（私钥是要保密的，公钥可以公开） RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA是以三个发明者的姓氏首字母组成的。

2. 摘要算法

数据摘要算法是密码学算法中非常重要的一个分支，它通过对所有数据提取指纹信息以实现数据签名、数据完整性校验等功能，由于其不可逆性，有时候会被用做敏感信息的加密。数据摘要算法也被称为哈希（Hash）算法、散列算法。摘要算法也可以理解为将任意长度的数据，通过一个算法，得到一个固定长度的数据。典型的摘要算法，比如大名鼎鼎的MD5和SHA。

3. 数字签名

数字签名就是利用非对称加密和摘要算法来传输数据，保证数据的完整性和合法性。验证过程如下： 1. 发送方使用给一个摘要算法（MD5）得到要发送数据的摘要，然后用自己的私钥和一个非对称加密算法（RSA）对得到的摘要加密，得到加密后的数据，然后将要发送的数据、加密后的数据、摘要算法和加密算法一同发送给接收方。 2. 接收方接收到数据后，根据指定的摘要算法（MD5）得到实际要传输的数据的摘要，然后在根据指定的加密算法（RSA）和已有的公钥解密得到加密数据解密后的数据，最后比较解密后的数据和得到的摘要是否相同，如果相同就说明实际要传输的数据是完成的合法的。

4. 数字证书

数字证书就是通过数字签名方式来传输的一段数据，iOS开发中的数字证书是Apple Worldwide Developer Relations Certification Authority(WWDR)证书认证中心数字签名过的数据，表面上我们看到的就是钥匙串中的证书，实际WWDR数字签名后的证书包含以下内容：

用户的公钥

用户信息

证书机构名称

证书有效期

苹果数字签名：用于验证以上信息

iOS签名验证流程

整个过程的前提是已经购买了苹果的开发者账号（\$99或\$299）。并且安装了Xcode，因为安装Xcode的过程中会自动安装苹果的开发者根证书（Apple Worldwide Developer Relations Certification Authority）。这证书包含了苹果CA的公钥。有了这个公钥，我们和Apple就可以进行互信的信息传递。整个过程大致如下：

一. 证书申请

用我们自己的机器生成CertificateSigningRequest.certSigningRequest文件，在生成的过程中会产生一对公钥和私钥，私钥已经保存在我们的机器上，这个文件包含了我们的公钥，具体内容如下：
- 申请者信息，此信息是用申请者的私钥加密的。
- 申请者公钥，此信息是申请者使用的私钥对应的公钥。
- 摘要算法和公钥加密算法
上传CertificateSigningRequest.certSigningRequest到MemberCenter。MemberCenter根据获取到的公钥和我们的用户信息，通过Apple自己的私钥进行数字签名生成证书，这个证书可以通过安装Xcode过程中安装的根证书进行验证。具体证书包含内容如下：
- 用户的公钥
- 用户信息
- 证书机构名称
- 证书有效期
- 苹果数字签名：通过根证书验证以上信息
下载生成的证书，双击安装就会出现在钥匙串中，钥匙串会根据证书中的公钥对应上本机器上的私钥。

二. 打包签名

在MemberCenter上生成mobileprovision下载安装，mobileprovision包含如下信息：
- appid：每个app在 MemberCenter创建的对应的id。
- 包含哪些证书：不同证书对应不同功能。
- 功能授权列表
- 可安装的设备列表：iOS设备的UDID列表，发布证书应该是通配。
- 苹果数字签名：苹果用来验证以上的信息。
通过Xcode指定要使用的证书，其实是指定了签名过程中要使用的私钥，这个私钥是和证书中的公钥相对应的。然后指定对应的mobileprovision，由于mobileprovision文件中包含了证书，实际上本地证书就是Xcode用来指定对应私钥用的。
最后通过指定的私钥对需要签名的数据进行数字签名（编译过程在签名之前，这里省略了编译过程，编译后的二进制文件也是要签名的内容），最终将ipa包的形式输出，ipa的文件结构如下：

资源文件：例如图片、html、等等。

_CodeSignature/CodeResources：plist文件，内容是包内所有数据的数字签名。

可执行文件：编译后的二进制文件。

mobileprovision：我们之前通过Xcode指定的包含了证书的文件。

Frameworks：程序引用的非系统自带的Frameworks。每个Framework的结构跟app其实差不多

三. 验证安装

解压ipa包，获取embedded.mobileprovision，通过设备上的Apple公钥验证该文件的完整性和安全性。
embedded.mobileprovision文件验证通过，获取该文件内的用户证书，再通过设备上的Apple公钥验证该证书的完整性和安全性。
证书验证通过后，获取证书内的我们开发者的公钥。然后通过开发者的公钥验证应用程序包内的数据的完整性和安全性。通过后即可安装。