安全性更強的Android應用簽名方案

一、背景介紹

在Android應用開發中，簽名是確保應用安全性的重要手段之一。應用簽名能夠防止應用被篡改，確保只有開發者和經過授權的人才能對應用進行更新或發布。

在過去，Android應用簽名主要使用的是基於Java密鑰庫的簽名方式。然而，這種方式存在被攻擊的風險，攻擊者可以通過反編譯應用獲取密鑰，再通過密鑰簽名欺騙系統，替換應用為惡意版本，從而危害用戶安全。

因此，為了提供更強的安全保障，Google在Android 7.0系統中引入了基於APK Signature Scheme v2的簽名方案。

二、基於APK Signature Scheme v2的簽名方式

APK Signature Scheme v2是一種在APK文件中嵌入簽名的方法。它與Java密鑰庫簽名相比在安全性、效率、適用性等方面都有很大優勢。

1. 安全性

在傳統的Java密鑰庫簽名方式中，私鑰需要存儲在開發者電腦中，容易被攻擊者盜取。而基於APK Signature Scheme v2的簽名方式中，私鑰不需要離開開發者的電腦，簽名時只需要傳遞公鑰和簽名文件即可，大大減少了私鑰被攻擊的風險。

此外，基於APK Signature Scheme v2的簽名方式還能夠防禦中間人攻擊和針對時間戳簽名的攻擊。

2. 效率

與Java密鑰庫簽名方式不同，基於APK Signature Scheme v2的簽名方式可以對APK的部分內容進行簽名，而不是整個APK文件。這大大提高了簽名的效率。

在進行增量更新時，只需要簽名發生改變的部分，而不是整個APK文件，也可以大大提高簽名效率。

3.適用性

基於APK Signature Scheme v2的簽名方式與Android系統的增量更新機制兼容，以及適用於多種架構和多個簽名場景，如應用簽名後打包為Android App Bundle（AAB）格式。

三、代碼示例

以下代碼示例演示了如何使用基於APK Signature Scheme v2的簽名方式：

// 生成RSA密鑰對
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyPairGenerator.initialize(2048);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

// 構建簽名信息
V2Signature v2Signature = new V2Signature(keyPair.getPrivate(), "SHA256withRSA", "SHA-256");
V2SigningExtension v2SigningExtension = new V2SigningExtension.Builder()
        .setDigestAlgorithm("SHA-256")
        .setSignatureAlgorithm("SHA256withRSA")
        .setMinSdkVersion(16)
        .setKeyId("v2-key-id")
        .build();

// 對APK文件進行簽名
File apkFile = new File("/path/to/your/app.apk");
File outputApk = new File("/path/to/output/signed-app.apk");
ApkSigner.Builder apkSignerBuilder = new ApkSigner.Builder(Arrays.asList(v2SigningExtension));
apkSignerBuilder.setV2SigningEnabled(true);
apkSignerBuilder.setV3SigningEnabled(false);
apkSignerBuilder.setV4SigningEnabled(false);
apkSignerBuilder.setInputApk(apkFile);
apkSignerBuilder.setOutputApk(outputApk);
apkSignerBuilder.setPrivateKey(keyPair.getPrivate());
apkSignerBuilder.addV2Signature(v2Signature);
ApkSigner apkSigner = apkSignerBuilder.build();
apkSigner.sign();

四、總結

基於APK Signature Scheme v2的簽名方式相對於傳統的Java密鑰庫簽名方式，提供了更強的安全保障、更高的簽名效率和更大的適用性。在實際Android應用開發中，建議使用基於APK Signature Scheme v2的簽名方式。