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iOS开发逆向之应用签名!

2021-05-17 14:53 1536 查看

本文主要讲解什么是代码签名,以及iOS中的应用签名



代码签名

代码签名
是对
可执行文件或脚本
进行
数字签名
.用来确认软件在签名后未被修改或损坏的措施。和数字签名原理一样,只不过签名的数据是代码而已.

目的:防止

可执行文件或脚本
被篡改

简单的代码签名

  • 在iOS出来之前,以前的主流操作系统(Mac/Windows)软件随便从哪里下载都能运行,系统安全存在隐患,盗版软件,病毒***,静默安装等等.那么苹果希望解决这样的问题,要保证每一个安装到 iOS 上的 APP 都是经过苹果官方允许的,怎样保证呢?就是通过代码签名。

  • 如果要实现验证.其实

    最简单的方式
    就是通过
    苹果官方生成非对称加密的一对公私钥
    .在
    iOS的系统中内置一个公钥,私钥由苹果后台保存
    ,我们传APP到AppStore时,苹果后台用私钥对APP数据进行签名,iOS系统下载这个APP后,用公钥验证这个签名,若签名正确,这个APP肯定是由苹果后台认证的,并且没有被修改过,也就达到了苹果的需求:保证安装的每一个APP都是经过苹果官方允许的.

  • 如果我们iOS设备安装APP只从App Store这一个入口这件事就简单解决了,没有任何复杂的东西,一个数字签名搞定.

  • 但是

    实际上iOS安装APP还有其他渠道
    .比如对于我们开发者iOSer而言,我们是需要在开发APP时直接真机调试的.而且苹果还开放了企业内部分发的渠道,企业证书签名的APP也是需要顺利安装的.

  • 苹果需要开放这些方式安装APP,这些需求就无法通过简单的代码签名来办到了。

苹果的需求

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  • 安装包不需要上传AppStore,可以直接安装到手机

  • 苹果为了保证系统的安全性,又必须对安装的App有绝对的控制权

    经过苹果允许才可以安装
  • 不能被滥用导致非开发App也能被安装

为了实现这些需求,iOS签名的复杂度也就开始增加了,苹果这里给出的方案是 

双层签名

双层代码签名

为了实现苹果验证应用的一些需求,iOS签名的复杂度也就开始增加了,苹果给出的方案是双层签名.

  • iOS的双层代码签名流程这里简单梳理一下,这也不是最终的iOS签名原理.iOS的最终签名在这个基础上还要稍微加点东西.

  • 首先这里有两个角色.一个是

    iOS系统
     还有一个就是我们的
    Mac系统
    .因为iOS的APP开发环境在Mac系统下.所以这个依赖关系成为了苹果双层签名的基础.

  • 1、在Mac系统中生成非对称加密算法的一对公钥\私钥(你的Xcode帮你代办了).这里称为

    公钥M
     
    私钥M
     (注:M = Mac)

  • 2、苹果自己有固定的一对公私钥,跟之前App Store原理一样,私钥在苹果后台,公钥在每个iOS系统中.这里称为

    公钥A
     , 
    私钥A
    . A=Apple

  • 3、把公钥M 以及一些你开发者的信息,传到苹果后台(这个就是

    CSR
    文件),用苹果后台里的
    私钥 A 去签名公钥M
    。得到一份数据包含了公钥M 以及其签名,把这份数据称为证书。


苹果双向签名验证步骤

下面简述苹果双向签名的步骤

  • 1、前提:


    xcode会在keychain生成一对
    公钥M、私钥M
    ,保存在mac电脑中
  • 还有一对
    公钥A(iPhone)、私钥A(苹果服务端)
  • 2、通过mac中的

    公钥M(核心)+证书颁发机构信息
    ,生成一个
    CSR文件
    ,传递给苹果服务器


  • 3、苹果服务器通过

    私钥A加密公钥M
    ,生成一个证书,其中包含
    公钥M+Hash值
    ,并对
    公钥M的Hash值作数字签名


      私钥A
       加密 
      公钥M

    • 苹果服务器就相当于CA机构

    • 证书
      就是 
      CRT文件

    问题:编译App需要安装到手机,iPhone如何验证呢?

    • 4、通过mac中的
      私钥M
      ,对App中的
      Mach-O进行签名
      ,生成一个App的签名,同时将证书打包进去,形成一个ipa包

      1)通过mac中的

      私钥M,对App中的Mach-O进行签名


    • 2)生成一个App的签名


    • 3)将Mach-O文件、App签名、证书等信息一起打包,形成一个ipa包


    • 证书
       可以由 iPhone中的
      公钥A解密

    • 私钥M 就是 p12证书,证书回来后,就会与私钥M进行绑定

    双重验证

    • 5、通过iPhone的

      公钥A 解密 证书
      ,证书解密后得到
      公钥M
      公钥M 可以验证 App的签名
      ,验证通过,说明安装行为是被允许的,合法的


      以下是Mach-O的签名信息


    注:上述这个过程是有问题的:因为只要申请证书,任何设备都可以安装

    描述文件

    所以苹果为了解决应用滥用的问题,所以苹果又加了两个限制.

    • 第一限制在苹果后台

      注册过的设备
      才可以安装.

    • 第二限制

      签名只能针对某一个具体的APP
      .

    并且苹果还想控制App里面的

    iCloud/PUSH/后台运行/调试器
    附加这些权限,所以苹果把这些
    权限开关统一称为Entitlements(授权文件)
    .并将这个文件放在了一个叫做
    Provisioning Profile(描述文件)
    文件中.

    • 描述文件是在AppleDevelop网站创建的(在Xcode中填上AppleID它会代办创建),Xcode运行时会打包进入APP内.所以我们

      使用CSR申请证书时,我们还要申请
      一个东西!! 就是
      描述文件
      !

    • 在开发时,编译完一个 APP 后,用

      本地的私钥M对这个APP进行签名,同时把从苹果服务器得到的 Provisioning Profile 文件打包进APP里
      ,文件名为
      embedded.mobileprovision
      ,把 APP 安装到手机上.最后系统进行验证。

    • 6、为了限制,苹果提供了一个权限文件,即

      profile - 描述文件
      ,所以3中的证书是包含在描述文件中的。除此之外还包含 
      设备id、AppID、权限文件
      等信息,其目的有两个:1)
      限制免费证书安装设备
      ;2)
      限制免费证书安装期限
      ,以下是加上描述文件后的双重验证过程


      1)苹果服务器提供了一个描述文件,其中包含

      CRT证书

    • 2)然后通过mac的

      私钥M
      Mach-O文件
      进行签名,生成
      App签名

    • 3)将

      Mach-O
      文件、
      App签名
      描述文件
      一起打包生成
      ipa

    • 4)将App安装到iOS设备中

    • 5)通过iPhone手机的

      私钥A
      解密描述文件中的
      CRT证书
      ,解密后得到
      公钥M

    • 6)然后通过

      公钥M验证App的签名
      。因为
      App签名
      是通过
      私钥M
      进行签名的,如果验证通过,则说明安装是合法的

    下面老看下描述文件,以下是描述文件的期限


    且在编译好的App包中,同样可以看到描述文件


    终端命令查看:通过命令查看描述文件(.app包的目录下):

    security cms -D -i embedded.mobileprovision

    双重验证总结

    所以,综上所述,苹果的双重验证主要是指以下两次签名验证:

    • 1、iOS系统中通过

      内置的公钥A验证CRT证书

    • 2、通过1中证书取出的

      公钥M验证App的签名

    总结

    • 证书:

      公钥M/私钥M
      发出去,由官方的机构对其进行签名后组成的数据包

    • p12 就是

      本地私钥M

    • 描述文件:包含证书、权限文件(Entitlements - 权限开关)、UUID等信息+权限。不能修改

    • 证书生成流程:

      1、通过本地的公钥M/私钥M,申请证书 -- 

      CSR文件

    • 2、服务器将

      公钥M
      进行一次
      RSA加密
      ,得到
      CRT证书

    • 3、将

      CRT证书
      下载到本地,与
      私钥M(p12)
      进行绑定

  • 苹果双向签名验证流程如下图所示


  • *   1、在Mac中通过`公钥M+证书颁发机构信息`生成`CSR文件`*   2、将`CSR文件`传递到苹果服务器,申请`CRT证书`*   3、苹果服务器通过`私钥A加密公钥M`,生成`CRT证书`,并对公钥M的hash值进行数字签名(即通过RSA加密)。同时苹果还提供了`描述文件`*   4、通过`私钥M`对`Mach-O进行签名`,生成一个`App的签名`,同时将描述文件、CRT证书等打包,形成一个`ipa`包
    
    *   5、App安装到iOS设备
    
    *   6、从iPhone手机中获取`公钥A`,通过公钥A`解密CRT证书`,得到`公钥M`*   7、通过6中得到`公钥M验证App的签名`
    • 苹果的双重验证主要是指以下两次签名验证:

      1、iOS系统中通过

      内置的公钥A验证CRT证书

    • 2、通过1中证书取出的

      公钥M验证App的签名

    参考链接


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