apk演算法

1. APK簽名機制原理詳解

眾所周知，Android系統在安裝Apk的過程中，會對Apk進行簽名校驗，校驗通過後才能安裝成功。那你知道簽名校驗的機制是什麼？具體校驗的是什麼內容嗎？申請第三方SDK（如微信支付）時填入的SAH1值是什絕頌高么？目前眾多的快速批量打包方案又是如何繞過簽名檢驗的？

我將通過一系列的文章來解開這些疑惑：

這篇文章先來介紹Apk簽名相關的基本知識。

要知道簽名是什麼，先來看為什麼需要簽名 。大家都知道，在消息通信時，必須至少解決兩個問題：一是確保消息來源的真實性，二是確保消息不會被第三方篡改。在安裝Apk時，同樣需要確保Apk來源的真實性，以及Apk沒有被第三方篡改。如何解決這兩個問題呢？方法就是開發者對Apk進行簽名：在Apk中寫入一個「指紋」。指紋寫入以後，Apk中有任何修改，都會導致這個指紋無效，Android系統在安裝Apk進行簽名校驗時就會不通過，從而保證了安全性。

要了解如何實現簽名，需要了解兩個基本概念：數字摘要和數字證書。

簡單來說，就是對一個任意長度的數據，通過一個Hash演算法計算後，都可以得到一個固定長度的二進制數據，這個數據就稱為「摘要」。摘要具有下面的幾個特徵：

前面已經說到，可以通過簽名來確保數據來源的可靠性和數據的不可篡改性。簽名就是在摘要的基礎上再進行一次加密，對摘要加密後的數據就可以當作數字簽名，在安裝Apk需要對簽名進行驗證，驗證通過才能繼續安裝。

這里有兩個過程：簽名過程 和 校驗過程。

先來說 簽名過程：

再來看 校驗過程：

這里有一個前提：接收方必須要知道發送方的公鑰和所使用的演算法。如果數字簽名和公鑰一起被篡改，接收方無法得知，還是會校驗通過。如何保證公鑰的可靠性呢？答案是數字證書，數字證書是身份認證機構（Certificate Authority）頒發的，包含了以下信息：

接收方收到消息後，先向CA驗證證書的合法性（根據證書的簽名、綁定的域名等信息。CA機構是權威的，可以保證這個過程的可靠性。）再進行簽名校驗。

需要注意的是，Apk的證書通常的自簽名的，也就是由開發者自己製作，沒有向CA機構申請。Android在安裝Apk時並沒有校驗證書本身的合法性，只是從證書中提取公鑰和加密演算法，這也正是對第三方Apk重新簽名後，還能夠繼續在沒有安裝這個Apk的系統中繼續安裝的原因。

我們在對Apk簽名時並沒有直接指定私鑰、公鑰和數字證書，而是使用keystore文件，這些信息都包含在了keystore文件中。根據編碼不同，keystore文件分為很多種，Android使用的是Java標准keystore格式JKS(Java Key Storage)，所以通過Android Studio導出的keystore文件是以.jks結尾的。

keystore使用的證書標準是X.509，X.509標准也有多種編碼格式，常用的有兩種：pem（Privacy Enhanced Mail）和der（Distinguished Encoding Rules）。jks使用的是der格式，Android也支持直接使用pem格式的證書進行簽名，我們下面會介紹。

兩種證書編碼格式的區別：

X.509證書格式：

Android提供了兩種對Apk的簽名方式，一種是基於JAR的簽名方式，另一種是基於Apk的簽名方式，它們的主要區別在於使用的簽名文件不一樣：jarsigner使用keystore文件進行簽名；apksigner除了並尺支持使用keystore文件進行簽名外，還支持直接指定pem證書文件和私鑰進行簽名。

不知道大家有沒有注意一個問題，我們通過櫻御keytool或者AS生成一個keystore的時候（ 簽署您的應用 ），除了要輸入keystore的密碼外，還要輸入一個alias和key的密碼。在簽名時，除了要指定keystore文件和密碼外，也要指定alias和key的密碼，這是為什麼呢？

原因是keystore是一個密鑰庫，也就是說它可以存儲多對密鑰和證書，keystore的密碼是用於保護keystore本身的，一對密鑰和證書是通過alias來區分的。從這里可以看出jarsigner是支持使用多個證書對Apk進行簽名的。apksigner也同樣支持，關於apksigner的使用介紹可以參考官方文檔 apksigner 。

ok，簽名的基本概念和校驗過程就介紹到這里，關於JAR簽名和V2簽名機制的詳細介紹，參考下面兩篇文章：

2. Android APK hash值演算法

無符號右移16位然後做異或運算
hash值計算公式:
對於key的hashCode做hash操作，無符號右移16位然後做異或運算。還有平方取中法，偽隨機數法和取余數法。這三種效率都比較低。而無符號右移16位異或運算效率是最高的。集合中的初始化容量（必須是二的n次冪）//默認的初始容量是16--1<<4相當於1*2的4次方---1*16staticfinalintDEFAULT_INITIAL_CAPACITY=1<<4;1212staticfinalinthash(Objectkey){inth;/*
如果key等於null：可以看到當key等於null的時候也是有哈希值的，返回的是0.
如果key不等於null：首先計算出key的hashCode賦值給h，然後與h無符號右移16位後的二進制進行按位異或得到最後的hash值。

3. Android v1、v2、v3簽名詳解

了解 HTTPS 通信的同學都知道，在消息通信時，必須解決確保消息來源的真實性與消息完整性的問題。同理，在安裝 APK 時，也需要驗證 APK 來源的真實性，並確保 APK 未被第三方篡改。為此，Android 官方要求開發者進行簽名，即對 APK 進行加密。簽名涉及基本概念：消息摘要、數字簽名和數字證書。

消息摘要（Message Digest）是將消息數據通過單向哈希函數生成固定長度的哈希值，通常用於驗證數據完整性。SHA-256 是 SHA-1 的升級版，現在 Android 使用的默認演算法為 SHA-256。

數字簽名的作用包括：保證信息傳輸完整性、發送者身份認證與防止抵賴。它通過使用發送者的私鑰加密消息摘要，接收者則用對應公鑰解密並驗證消息完整性。RSA 是常見數字簽名方案，其流程為：使用私鑰加密消息摘要生成簽體，接收者用公鑰解密並驗證。

然而，數字簽名僅確保消息完整性，不保證保密性，且在消息長度較大時效率較低。因此，它通常與快速摘要演算法結合使用，構成有效的簽名方案。

數字證書用於保護公鑰安全可信，它包含公鑰擁有者信息及公鑰，遵循 X.509 標准。數字證書通過 CA 機構的簽名確保其可信度。數字證書結合數字簽名技術，用於確保公鑰的完整性與認證性。

Android 的打包流程包括：資源文件打包、aidl 文件處理、Java 代碼編譯、類文件轉換與 APK 打包等步驟。簽名發生在倒數第二步，針對已存在的 APK 文件，使用開發者自定義的 keystore 簽名。

Android 的應用簽名方案經歷了三代：v1（基於 JAR 簽名）、v2（APK 簽名方案，Android 7.0 引入）、v3（APK 簽名方案升級版，Android 9.0 引入）。v1 到 v2 是顛覆性的升級，主要解決 JAR 簽名方案的安全性問題。v3 為 v2 的升級版，結構上未做重大調整。

v1 到 v2 的升級引入了渠道簽署問題，為不同渠道安裝包提供區別。各大廠提供了開源簽渠道方案，如 Walle（美團）和 VasDolly（騰訊）。簽名工具有 jarsigner 和 apksigner，它們用於 APK 簽名，使用 keystore 文件和 pk8、x509.pem 文件。

簽名過程包括：選取簽名後的 APK，解壓後分析 MANIFEST.MF、CERT.SF、CERT.RSA 文件內容。MANIFEST.MF 文件記錄 APK 內容摘要，CERT.SF 文件記錄摘要的摘要，CERT.RSA 文件則記錄簽名信息。簽名驗證發生在安裝過程中，涉及三個步驟。

APK 簽名方案 v2（Android 7.0 引入）改進了 v1 的簽名校驗速度慢與可修改性問題。它全文件簽名，驗證所有位元組，確保 APK 的完整性與保護性。v3（Android 9.0 引入）在 v2 的基礎上新增新證書塊，記錄所有簽名信息，支持簽名的替換與升級。

總之，Android 簽名機制通過消息摘要、數字簽名與數字證書確保了消息與 APK 的完整性和安全性，同時引入了簽名驗證機制來保護用戶免受篡改與欺騙。簽名方案的升級逐漸改進了性能與安全性，確保了向下兼容性，為開發者提供了強大的安全框架。

4. android加密演算法有哪些

android中用的到加密：

1. Https編程 :應該是使用帶安全的網路協議處理。除非你本地需要加密

2.數據簽名：混淆代碼和防二次打包的APK加密技術

3.對稱加密：可以先將數據通過某種加密方式加密發送到伺服器端，然後伺服器端再解密 ，項目中除了登陸，支付等介面採用rsa非對稱加密，之外的採用aes對稱加密

4.非對稱加密====支付寶

數字摘要是指通過演算法將長數據變為短數據，通常用來標識數據的唯一性，是否被修改，常用的加密演算法有md5和sha1兩種，如Android的App簽名也是用的這兩種演算法。

由於以上兩種生成數字摘要的演算法都是不可逆的，對於可逆的加密演算法中，按照密鑰的數量和加密規則一半分為對稱加密和非對稱加密兩類：

對稱加密：

密鑰可以自己指定，只有一把密鑰，如果密鑰泄漏數據就會暴漏；

常用的對稱加密演算法有DES和AES兩種；

特點是加密速度快，但是缺點是安全性低，因為只要密鑰暴漏，數據就可以被解密。

非對稱加密的特點：

常見的非對稱加密演算法是RSA；

他有兩把密鑰，且是由程序生成的，不能自己指定；

特點是加密速度比較慢，但是安全性比較高；

加密和解密的規則是：公鑰加密只能私鑰解密，私鑰加密只能公鑰解密；