android應用程序簽名(轉)
概述
Android系統要求，所有的程序經過數字簽名後才能安裝。Android系統使用這個證書來識別應用程序的作者，並且建立程序間的信任關係。證書不是用於用戶控制哪些程序可以安裝。證書不需要授權中心來簽名：Android應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應用程序簽名有以下幾個重要點：
- 所有的應用程序都必須簽名。系統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。不需要任何授權中心。
- 當你要爲最終用戶發佈你的應用程序的時候，你必須簽入一個合適的密鑰。你不可以發佈程序的時候還使用SDK工具簽入的Debug Key。
- 系統只在安裝應用程序的時候檢測證書的有效期。如果應用程序在安裝之後證書失效了，那麼，應用程序還是可以正常工作。
- 你可以使用標準工具——Keytool和Jarsigner——生成Key並簽名apk文件。
- 一旦你爲應用程序簽名了，一定要使用zipalign工具來優化最終的APK包。
Android系統不會安裝和運行沒有正確簽名的應用程序。這條規則適用於任何運行Android系統的地方，不管是真機還是模擬器。正是由於這個原因，你必須在模擬器或真機上運行/調試程序之前對程序進行簽名。
當你調試應用程序時，Android SDK工具替你對應用程序進行了簽名。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。
- 當開發和測試時，你可以使用Debug模式。在Debug模式下，編譯工具使用內嵌在JDK中的Keytool工具來創建一個keystore和一個key（包含公認的名字和密碼）。在每次編譯的時候，使用這個Debug Key來爲apk文件簽名。由於密碼是公認的，在每次編譯的時候，也不需要提示你輸入keystore和key密碼。
- 當你的程序準備發佈時，你必須在Release模式下，使用密鑰來爲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。然後使用Jarsigner（或相似的工具），用你的密鑰爲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導出嚮導。如果你使用Eclipse/ADT插件進行開發，你可以使用導出嚮導來編譯程序，生成密鑰（如果需要），併爲apk簽名，所有這些操作都在導出嚮導中。一旦你的程序簽名了，別忘了運行zipalign來爲apk進行額外的優化。
簽名策略
應用程序簽名的某些方面可能會影響應用程序的開發，特別是你打算一起發佈多個應用程序的時候。
一般來說，推薦的策略是在整個應用程序壽命內，所有的程序簽上相同的證書。以下有幾個應該這麼做的原因：
- 應用程序升級——當你對應用程序進行升級時，如果你想用戶平穩的升級，那麼，你就需要簽上相同的證書。當系統安裝一個升級應用程序時，如果新版本的證書與老版本的證書有匹配的話，那麼，系統纔會允許進行升級。如果你沒有爲版本簽上合適的證書，當你安裝時，你需要給應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，被當作是一個全新的應用程序。
- 應用程序模塊化——如果應用程序請求的話，Android系統允許簽有相同證書的應用程序運行在相同的進程裏，這樣，系統就會把它們看作是一個單一的應用程序。用這種方法配置應用程序，用戶可以選擇更新每個獨立的模塊。
- 代碼/數據權限共享——Android系統提供了基於簽名的權限檢查，因此，如果應用程序間簽有特定的證書，那麼，它們之間可以共享功能。通過多個程序簽有相同的證書並且使用基於簽名的權限檢查，你的程序可以以一種安全的方式共享代碼和數據。
還有一個決定簽名策略的重要因素是：如何設定key的有效期。
- 如果你計劃支持單個應用程序的升級，你需要確保你的key擁有一個超過期望的應用程序生命週期的有效期。推薦使用25年或更多的有效期。當你的key過期了，用戶也就不能平穩的更新到新版本了。
- 如果你想給多個無關的應用程序簽上相同的key，那麼，你必須確保key的有效期超過所有應用程序所有版本的生命週期，包括將來有可能添加到這一陣營的程序。
- 如果你想在Android Market上發佈你的程序，key的有效期必須在2033.10.22以後。Market服務器強制這一要求，目前是保證用戶可以平穩的更新他們的程序。
當你設計應用程序時，一定要把這些點記在腦子裏，並且使用一個合適的證書來爲應用程序簽名。
簽名的基本設定
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。多數情況下，你可以通過設置JAVA_HOME環境變量來告訴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的變量裏。
如果你在Linux上開發，並且使用GNU編譯器來編譯Java，那麼，請確保系統是使用JDK中的Keytool，而不是gcj。如果Keytool已經在你的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，確保它是指向JDK中的Keytool。
如果你打算對公衆釋放你的應用程序，你還需要Jarsigner工具。Jarsigner和Keytool都包含在JDK中。
Debug模式下簽名
Android編譯工具提供了Debug簽名模式，使得開發和調試應用程序更加容易，而且還滿足Android系統的簽名要求。當使用Debug模式編譯你的app時，SDK工具會調用Keytool工具自動創建一個Debug的keystore和key。然後，這個Debug key會自動用於apk的簽名，這樣，你不需要使用你自己的key來爲應用程序包簽名。
SDK工具使用預先定義好的名字/密碼來創建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。）
注意： 你不能將簽有Debug證書的應用程序發佈給公衆。
Eclipse 用戶
如果你在Eclipse/ADT下開發（並且已經按照上面描述的“簽名的基本設定”配置了Keytool），Debug模式下簽名默認是開啓的。當你運行或是調試應用程序時，ADT會使用Debug證書進行簽名，並運行zipalign，然後安裝到選擇的模擬器或是連接上的設備。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選項來開啓Debug簽名模式（假設你正在使用由android工具生成build.xml文件）。當你運行ant debug來編譯你的程序時，編譯腳本會生成一個keystore/key，併爲apk進行簽名。然後腳本會使用zipalign工具對apk進行對齊處理。整個過程不需要你參與。閱讀“其它IDE下開發：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（默認是Eclipse/ADT和Ant編譯）自從它創建之日起，1年後就會失效。
當證書失效時，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] Debug Certificate expired on 8/4/08 3:43 PM
在Eclipse/ADT中，Android控制檯上你將會看到一個相似的錯誤。
爲了解決這個問題，只需要刪掉debug.keystore文件即可。AVD默認存儲的位置在：~/.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。
Release模式下簽名
當你的程序準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，你可以使用導出嚮導來完成編譯、簽名和對齊等操作。在整個過程中，導出嚮導甚至還可以生成一個新的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
爲了進行程序的簽名，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上發佈你的程序，需要注意一點的是：程序的有效期需要在2033.10.22之後。你不能上傳一個應用程序，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“基本設定”中描述的，確保Keytool可用。
爲了用Keytool生成一個key，使用keytool命令並傳入一些可選參數，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爲何如此重要。尤其是，當你生成你的密鑰時，一定要爲keystore和key使用強密碼。
|
Keytool選項 |
描述 |
|
-genkey |
生成一個鍵對（公鑰和密鑰） |
|
-v |
日誌輸出 |
|
-keystore <keystore-name>.keystore |
命名包含密鑰的keystore |
|
-storepass <password> |
設定keystore的密碼。 基於安全考慮，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。 |
|
-alias <alias_name> |
設定key的別名 |
|
-keyalg <alg> |
指定生成key時使用的加密算法。支持DSA和RSA。 |
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-dname <name> |
指定一個描述誰創建key的名字。該值將填入證書發行人的字段。 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）。 |
|
-validity <valdays> |
Key的有效期，天數。 注意：推薦使用10000或更大的數。 |
|
-keypass <password> |
Key的密碼。 基於安全考慮，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。 |
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，並且會提示你輸入key中其它的字段。然後，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。keystore中包含一個key，有效期爲10000天。別名將在後面用到，在程序簽名時指當前這個keystore。
瞭解更多關於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
爲了給用戶釋放程序，你必須在Release模式下編譯程序。在Release模式下，編譯程序不會進行默認簽名，並且你需要使用密鑰進行簽名。
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，導出一個未簽名的apk。然後指定未簽名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，然後點擊Export an unsigned APK）。
注意：你也可以使用導出嚮導來完成編譯和簽名步驟，參考“使用Eclipse/ADT編譯和簽名”。
使用 Ant
如果你正在使用Ant，那麼你可以在ant命令中加入release選項來開啓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：
ant release
一般，編譯腳本在編譯apk的時候不會進行簽名。輸出的文件位於工程的bin/文件夾中，名爲<your_project_name>-unsigned.apk。由於apk文件還沒有簽名，所以你必須手動的使用密鑰進行簽名，然後使用zipalign進行對齊。
然而，Ant編譯腳本也可以替你執行簽名和對齊操作，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，編譯腳本在執行ant release命令時會提示你輸入keystore和key的密碼，對包進行簽名並對齊。最後輸出的文件位於工程的bin/文件夾中，名爲<your_project_name>-release.apk。如果按照上述自動簽名和對齊操作執行，那麼，你就可以跳過下面的手動步驟（步驟3和4）。瞭解如何在build.properties文件中指定keystore和alias，請參考“其它IDE下開發：Release模式編譯”。
3. 使用密鑰簽名程序
如果你已經準備好要簽名的程序包的話，你可以使用Jarsigner工具進行簽名。如“基本設定”中描述的，請確保Jarsigner工具可用。此外，確保包含密鑰的keystore可用。
爲了簽名應用程序，你需要運行Jarsigner，並引用應用程序的apk及包含密鑰的keystore。下表列出了你可能使用的選項。
|
Jarsigner選項 |
描述 |
|
-keystore <keystore-name>.keystore |
指定包含密鑰的keystore的名字 |
|
-verbose |
日誌輸出 |
|
-storepass <password> |
指定keystore的密碼。 基於安全考慮，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 |
|
-keypass <password> |
指定密鑰的密碼。 基於安全考慮，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 |
下面是一個使用Jarsigner對my_application.apk進行簽名的例子，使用了上面創建的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。然後它會修改apk文件，意味着apk文件現在已經簽上名了。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節，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籤的名。如果你想發佈你的程序，你必須使用自己的密鑰替換Debug key進行簽名。
瞭解更多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文件使用密鑰進行簽名後，一定要運行zipalign進行對齊。這個工具能做到讓那些未壓縮的數據以特定的字節對齊。以4字節對齊能優化性能。當對齊後，Android系統能通過mmap()閱讀文件，即使它們包含二進制數據，而不是從包中拷貝所有的數據。好處是在運行程序時減少了隨機讀取內存的消耗。
zipalign由Android SDK提供，包含在tools/文件夾下。想對齊簽名後的apk，執行：
zipalign -v 4 your_project_name-unaligned.apk your_project_name.apk
-v標誌表示開始日誌輸出（可選）。4表示對齊的字節（不要使用非4的數字）。第一個文件參數是你的簽名後apk（輸入），第二個文件參數是目的apk文件（輸出）。如果你想覆蓋已經存在的apk，添加-f標誌。
注意: 在你使用zipalign優化包之前，輸入的apk必須是使用密鑰簽名後的。如果在zipalign操作之後再簽名，那麼對齊操作就白做了。
瞭解更多信息，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，你可以使用導出嚮導導出一個簽名的apk（甚至可以創建一個新的keystore，如果需要的話）。導出嚮導替你做了所有與Keytool和Jarsigner交互的工作，並且使用GUI來簽名應用程序，替代了上面提到的手動編譯、簽名和對齊的操作。一旦嚮導完成了編譯和簽名，也還會使用zipalign執行包的對齊操作。由於導出嚮導要使用Keytoo和Jarsigner。你應該確保它們是可用的，如“簽名的基本設定”中描述的那樣。
安全儲存你的密鑰
維護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於第三方人員找到並使用了的話，那麼，你的授權認證和用戶的信任都將受到連累。
如果第三方沒有經過你的允許拿走了你的key，那個人就可以簽名併發布應用程序，並惡意替換或攻擊你的正版程序。這個人還可以簽名併發布應用程序，利用你的名義來攻擊其它程序或者系統自身，或者破壞、偷取用戶數據。
開發者的名聲依賴於正確的儲存你的密鑰，直到它過期。這裏有幾個安全儲存密鑰的提示：
- 爲key和keystore設置強密碼。
- 當你使用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。
xirihanlin 譯於2010.04.26