【Android】Android签名解析

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前言

目前项目上需要给手机端apk签名，出于上架的需要，出现一些问题，顺手整理总结Android签名相关的知识。

在Android平台上，有两种主要的签名方案：V1方案和V2方案。V1方案是较早引入的，它通过给APK的各个部分分别签名，并将签名信息存储在META-INF目录中。V2方案则是Android 7.0（Nougat）中引入的，它在整个APK文件上进行签名，而不是单独对各个部分签名，这可以提供更快的验证速度，并且支持更多的优化。

在开始签名APK之前，开发者需要准备一个签名密钥。签名密钥通常包含在一个称为密钥库（keystore）的文件中，这个文件以 .keystore 或 .jks （Java密钥库）为扩展名。生成密钥库时，开发者需要指定密钥库的密码、密钥别名以及密钥的密码。

一、什么是JKS？

‌JKS签名‌（Java KeyStore签名）是一种在Android开发中常用的签名方式，主要用于对APK文件进行数字签名，以确保APK的完整性和安全性。JKS是Java KeyStore的缩写，是一种存储密钥和证书的二进制文件，常用于Java平台上对应用程序进行签名‌

生成JKS签名文件

android studio创建

在 Build >> generate Signed bundle or apk >> create new >> 根据引导创建即可

命令行创建

在Android系统中使用openssl工具从platform.pem生成platform.p12，并设置别名和密码，最后通过keytool将platform.p12导入为platform.jks，全程涉及密钥转换与安全管理。

1. 生成platform.pem

openssl pkcs8 -inform DER -nocrypt -in platform.pk8 -out platform.pem

2. 生成platform.p12文件，并设置别名(eric)和密码(123456)

openssl pkcs12 -export -in platform.x509.pem -out platform.p12 -inkey platform.pem -password pass:123456 -name eric

3. 生成platform.jks文件 (密码：123456)

keytool -importkeystore -deststorepass 123123 -destkeystore ./platform.jks -srckeystore ./platform.p12 -srcstoretype PKCS12 -srcstorepass 123456

配置签名

gradle文件配置签名

傻瓜式配置，但是明文显示不安全

        release {keyAlias '1234'keyPassword '1234'storeFile file("../app/doc/jks.jks")storePassword '1234'v1SigningEnabled truev2SigningEnabled trueprintln("sign file = " + storeFile)}

引用签名信息

        debug {minifyEnabled truesigningConfig signingConfigs.release}

命令行手动签名

推荐使用命令行签名，使用jarSigner签名工具或apkSigner签名工具来手动签名

二、jarSigner签名

简介

jarsigner 是 Java Development Kit (JDK) 提供的一个用于对 JAR 文件进行签名和验证的命令行工具。它主要通过使用密钥库（keystore）和别名（alias）来识别私钥。

签名

jarsigner -verbose -keystore my-release-key.jks -storepass [your-keystore-password] -keypass [your-key-password] -signedjar output.apk original.apk my-key-alias

命令详细参数介绍：

-verbose ：显示详细信息。
-sigalg SHA1withRSA ：指定签名算法为SHA1withRSA。
-digestalg SHA1 ：指定摘要算法为SHA1。
-keystore my-release-key.keystore ：指定密钥库文件路径。
-output.apk ：签名后的apk
-original.apk ：要签名的APK文件。
-my-key-alias ：指定密钥库中的密钥别名。

验证签名是否成功

jarsigner -verify -verbose -certs ‘***.apk’

V1签名问题

安装报错：Failure [INSTALL_PARSE_FAILED_NO_CERTIFICATES: Scanning Failed.: No signature found in package of version 2 or newer for package com.lion.lionlink]

jarsigner只能签名V1的包，导致android11以上的无法安装，推荐使用apkSigner签名。

三、apkSigner签名

简介

apkSigner 是 Android 开发中用于签名 APK 文件的工具，它属于 Android SDK build-tools 的一部分。自从 Android 7.0 (API 级别 24) 引入了 V2 签名方案后，apksigner 成为了官方推荐的签名工具，用以替换旧的 jarsigner 工具。apksigner 支持 V1、V2、V3 和 V4 签名方案，提供了更多的灵活性和安全性。

签名

apksigner sign --ks my-release-key.keystore --ks-key-alias my-key-alias --ks-pass pass:password --key-pass pass:password --out signed.apk my-application.apk

命令详细参数介绍：

--ks ：指定密钥库文件。
--ks-key-alias ：指定密钥库中的密钥别名。
--ks-pass ：指定密钥库的密码。
--key-pass ：指定密钥对的密码（与密钥库密码不同的情况）。
--out ：指定输出的签名后的APK文件。
--my-application.apk ：要签名的APK文件。

验证签名是否成功

-certs 参数会输出证书链的信息，这有助于开发者了解签名证书的相关细节，例如证书的发行者和有效期。开发者应确保这些信息与预期相符，以防止证书伪造或滥用。
验证结果打印签名的相关信息

apksigner verify --print-certs ‘******_V2.3.3.apk’
验证结果如下：

Signer #1 certificate DN: C=cn, ST=jiangsu,*****
Signer #1 certificate SHA-256 digest: fc6af0873dd433c830e0*****
Signer #1 certificate SHA-1 digest: b85fdb5a0ffb5cc*****
Signer #1 certificate MD5 digest: a521361d2a*****

四、适配API等级30

通过上述的打包、重签名的过程中，如果API Level >= 30的情况下，使用adb命令来安装apk包，就会出现如下报错：
Failure [-124: Failed parse during installPackageLI: Targeting R+ (version 30 and above) requires the resources.arsc of installed APKs to be stored uncompressed and aligned on a 4-byte boundary]

官网资料建议

1、先进行zipalign对齐

cd /Users/xxx_ios/Library/Android/sdk/build-tools/33.0.0// 加固apk文件  会生成一个新的apk文件 的路径
./zipalign -p -f -v 4 /原apk文件路径/20240221175241.apk  /Users/新apk文件路径/.apk

1 ZIPalign工具的作用和重要性
ZIPalign是一个专门用于对APK文件进行优化的工具，它确保所有的非代码文件（如图片、音频文件等资源文件）都按照对齐值进行对齐。这个对齐值通常是4字节（4字节对齐）。ZIPalign的使用在Android应用发布流程中非常关键，因为它不仅优化了应用的性能，还减少了应用占用的内存大小。

对齐操作的实质是修改APK文件中的资源文件偏移量，以便它们从文件的4字节边界开始。这一改动使得Android系统在访问这些文件时更加高效，因为它可以直接从内存地址读取这些数据，而无需进行额外的字节拷贝操作。这种优化对内存使用和运行性能有显著的提升。

2 ZIPalign与APK性能优化的关系
应用性能优化是一个涉及多个方面的复杂过程，而ZIPalign工具是其中不可或缺的一个环节。正确使用ZIPalign可以在应用运行时减少内存的使用，提高应用的启动速度和运行效率。对齐后的APK文件在安装时会被Android系统自动识别，并利用优化过的文件结构进行加载。

ZIPalign的使用有助于减少设备的CPU负载，因为文件访问变得更为高效。此外，正确的对齐还有助于降低电量消耗，因为不需要频繁地执行读写操作。因此，使用ZIPalign不仅对用户体验有直接的正面影响，也对设备的能耗管理有间接的益处。

2、使用apkSigner签名

五、参考链接

• Android系统中jks文件的生成方法
• keyStore、jks签名证书相互转换
• Android 签名、打包、上架
• Android APK签名及修改工具实战指南