转自:漫谈iOS程序的证书和签名机制html
接触iOS开发半年,曾经也被这个主题坑的摸不着头脑,也在淘宝上买过企业证书签名这些服务,有大神都作了一个全自动的发布打包(不过此大神如今不卖企业证书了),甚是羡慕和崇拜。因而,花了一点时间去研究了一下iOS这套证书和签名机制,并撰文分享给须要的朋友。因为本人才疏学浅,多有遗漏或错误之处,还请大神多多指教。ios
非对称加密和摘要
非对称加密的特性和用法
非对称加密算法多是世界上最重要的算法,它是当今电子商务等领域的基石。简而言之,非对称加密就是指加密密钥和解密密钥是不一样的,并且加密密钥和解密密钥是成对出现。非对称加密又叫公钥加密,也就是说成对的密钥,其中一个是对外公开的,全部人均可以得到,称为公钥,而与之相对应的称为私钥,只有这对密钥的生成者才能拥有。公私钥具备如下重要特性:nginx
-
对于一个私钥,有且只有一个与之对应的公钥。生成者负责生成私钥和公钥,并保存私钥,公开公钥git
-
公钥是公开的,但不可能经过公钥反推出私钥,或者说极难反推,只能穷举,因此只要密钥足够长度,要经过穷举而获得私钥,几乎是不可能的github
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经过私钥加密的密文只能经过公钥解密,公钥加密的密文只有经过私钥解密web
因为上述特性,非对称加密具备如下的典型用法:算法
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对信息保密,防止中间人攻击:将明文经过接收人的公钥加密,传输给接收人,由于只有接收人拥有对应的私钥,别人不可能拥有或者不可能经过公钥推算出私钥,因此传输过程当中没法被中间人截获。只有拥有私钥的接收人才能阅读。此用法一般用于交换
对称密钥
。segmentfault -
身份验证和防止篡改:权限狗用本身的私钥加密一段受权明文,并将受权明文和加密后的密文,以及公钥一并发送出来,接收方只须要经过公钥将密文解密后与受权明文对比是否一致,就能够判断明文在中途是否被篡改过。此方法用于
数字签名
。xcode
著名的RSA
算法就是非对称加密算法,RSA
以三个发明人的首字母命名。浏览器
非对称加密算法如此强大可靠,却有一个弊端,就是加解密比较耗时。所以,在实际使用中,每每与对称加密和摘要算法结合使用。对称加密很好理解,此处略过1w字。咱们再来看一下摘要算法。
摘要算法
另外一个神奇的算法就是摘要算法。摘要算法是指,能够将任意长度的文本,经过一个算法,获得一个固定长度的文本。这里文本不必定只是文本,能够是字节数据。因此摘要算法试图将世间万物,变成一个固定长度的东西。摘要算法具备如下重要特性:
-
只要源文本不一样,计算获得的结果,必然不一样
-
没法从结果反推出源(那是固然的,否则就能量不守恒了)
典型的摘要算法,好比大名鼎鼎的MD5
和SHA
。摘要算法主要用于比对信息源是否一致,由于只要源发生变化,获得的摘要必然不一样;并且一般结果要比源短不少,因此称为“摘要”。
数字签名
理解了非对称加密和摘要算法,来看一下数字签名。实际上数字签名就是二者结合。假设,咱们有一段受权文本,须要发布,为了防止中途篡改文本内容,保证文本的完整性,以及文本是由指定的权限狗发的。首先,先将文本内容经过摘要算法,获得摘要,再用权限狗的私钥对摘要进行加密获得密文,将源文本、密文、和私钥对应的公钥一并发布便可。那么如何验证呢?
验证方首先查看公钥是不是权限狗的,而后用公钥对密文进行解密获得摘要,将文本用一样的摘要算法获得摘要,两个摘要进行比对,若是相等那么一切正常。这个过程只要有一步出问题就视为无效。
数字签名能够快速验证文本的完整性和合法性,已普遍应用于各个领域。理解了数字签名之后,咱们进一步来看什么是数字证书。
数字证书
现实生活的证书
证书顾名思义,就是权限机构的颁发的证实。好比英语6级证书,就是教育部门颁发给经过了6级考核的我的的证实,证实这我的的英语能力。咱们来看一下这个证书的组成:
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被证实人:老王
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内容:经过了英语六级
-
盖章:教育部门的公章或钢印
因而老王就能够用这张证书找工做了,用人单位会经过查看证书的各项内容(尤为是公章),来验证证书的合法性和老王的能力。
在现实生活中,常常有假的6级证书,这些假证书最重要的就是有一个假公章。现实生活中使用法律法规来约束私刻假公章的行为,可是用人单位可能不能十分准确的判断公章是真是假。而这些问题在数字签名面前均可以用数学的方法严谨的解决。
数字证书:用数字签名实现的证书
实际上,数字证书就是经过数字签名实现的数字化的证书。在通常的证书组成部分中,还加入了其余的信息,好比证书有效期(比如驾驶证初次申领后6年有效),过了有效期,须要从新签发(驾驶证6年有效后需从新申领)。
跟现实生活中的签发机构同样,数字证书的签发机构也有若干,并有不一样的用处。好比苹果公司就能够签发跟苹果公司有关的证书,而跟web访问有关的证书则是又几家公认的机构进行签发。这些签发机构称为CA
(Certificate Authority)。
对于被签发人,一般都是企业或开发者。好比须要搭建基于SSL的网站,那么须要从几家国际公认的CA去申请证书;再好比须要开发iOS的应用程序,须要从苹果公司得到相关的证书。这些申请一般是企业或者开发者我的提交给CA的。固然申请所须要的材料、资质和费用都各不相同,是由这些CA制定的,好比苹果要求$99或者$299的费用。
之因此要申请证书,固然是为了被验证。英语6级证书的验证方通常是用人单位;web应用相关的SSL证书的验证方一般是浏览器;iOS各类证书的验证方是iOS设备。咱们之因此必须从CA处申请证书,就是由于CA已经将整个验证过程规定好了。对于iOS,iOS系统已经将这个验证过程固化在系统中了,除非越狱,不然没法绕过。
证书的受权链
数字证书可能还包括证书链信息。举个例子:若是你要申请休假1周,须要你的上司审批,你的上司须要他的上司赞成,最终须要大老板赞成,那么这一层层的受权,造成了一个受权链,大老板是受权链的根(root),中间这些环节分别是被更接近root的人受权的。
咱们从苹果MC
(Member Center)中得到的证书实际也是一个包含有证书链的证书,其中的根是苹果的CA。咱们得到的证书其实是在告诉iOS设备:咱们的证书是被苹果CA签过名的合法的证书
。而iOS设备在执行app前,首先要先验证CA的签名是否合法,而后再经过证书中咱们的公钥验证程序是否的确是咱们发布的,且中途没有对程序进行过篡改。
iOS证书申请和签名打包流程图
在继续下去以前,先来看一张图。
这张图阐述了,开发iOS应用程序时,从申请证书,到打包的大体过程。接下来我将对图中的每个环节进行分析。
证书申请
开发iOS程序,必然要进行的工做就是成为开发者,并申请相关的证书,不然你的程序只能在模拟器上运行,没法在真机上调试,更不要说上架了。那么在申请证书以前须要:
-
支付$99或$299成为苹果开发者,并每一年续费。这一步是苹果的强制规定,至关于霸王条款,没钱玩尼玛!你们都知道$99针对我的和小企业,$299针对大企业,这么分没错,不过你须要知道的是,两种金额的本质区别在于你能够得到的证书类型不一样,$99固然比$299的少一些。
-
安装苹果开发者根证书,此证书其实是咱们从苹果MC中申请的全部证书的“根证书”,安装这个证书意味着咱们的开发工具对此CA的信任,从而能够用此CA签发的其余证书进行签名和打包。通常而言,若是安装了Xcode,那么这个证书是自动安装在Key Chain中了。证书以下图
而后,咱们就开始按照不少图文并茂的教程开始申请证书,各类操做。这里因为是讲原理,不展开这部分。咱们来看每一步到底意味着什么。
什么是CertificateSigningRequest.certSigningRequest
咱们须要生成一个CertificateSigningRequest.certSigningRequest
文件来提交到MC中,从而获取某种证书。那么这个文件究竟是什么呢?从上面的流程图中你们能够看到,这个文件包含两部份内容(Certificate signing request):
-
申请者信息,此信息是用申请者的
私钥
加密的 -
申请者公钥,此信息是申请者使用的
私钥
对应的公钥 -
摘要算法和公钥加密算法
咱们能够用openssl来解析文件中的内容一窥究竟:
openssl asn1parse -i -in CertificateSigningRequest.certSigningRequest 0:d=0 hl=4 l= 649 cons: SEQUENCE 4:d=1 hl=4 l= 369 cons: SEQUENCE 8:d=2 hl=2 l= 1 prim: INTEGER :00 11:d=2 hl=2 l= 68 cons: SEQUENCE 13:d=3 hl=2 l= 36 cons: SET 15:d=4 hl=2 l= 34 cons: SEQUENCE 17:d=5 hl=2 l= 9 prim: OBJECT :emailAddress 28:d=5 hl=2 l= 21 prim: IA5STRING :zhoupingtkbjb@163.com 51:d=3 hl=2 l= 15 cons: SET 53:d=4 hl=2 l= 13 cons: SEQUENCE 55:d=5 hl=2 l= 3 prim: OBJECT :commonName 60:d=5 hl=2 l= 6 prim: UTF8STRING :Parker 68:d=3 hl=2 l= 11 cons: SET 70:d=4 hl=2 l= 9 cons: SEQUENCE 72:d=5 hl=2 l= 3 prim: OBJECT :countryName 77:d=5 hl=2 l= 2 prim: PRINTABLESTRING :CN 81:d=2 hl=4 l= 290 cons: SEQUENCE 85:d=3 hl=2 l= 13 cons: SEQUENCE 87:d=4 hl=2 l= 9 prim: OBJECT :rsaEncryption 98:d=4 hl=2 l= 0 prim: NULL 100:d=3 hl=4 l= 271 prim: BIT STRING 375:d=2 hl=2 l= 0 cons: cont [ 0 ] 377:d=1 hl=2 l= 13 cons: SEQUENCE 379:d=2 hl=2 l= 9 prim: OBJECT :sha1WithRSAEncryption 390:d=2 hl=2 l= 0 prim: NULL 392:d=1 hl=4 l= 257 prim: BIT STRING
能够看到文件包含了个人信息,并标明使用了sha1
摘要算法和RSA
公钥加密算法。苹果的MC在拿到这个后,将这个信息记录下来,并签发出相关的证书。这里,苹果实际无需验证个人信息,由于若是我不交钱就没办法上传这个文件,也就得不到证书。
从MC中申请到的证书到底是什么
苹果取出CertificateSigningRequest.certSigningRequest
中的公钥,根本无论个人其余信息,而后将个人MC帐号信息
和我提交的公钥封装在证书中,并进行数字签名。以开发证书为例,咱们用openssl来看一下证书的内容:
openssl x509 -inform der -in ios_development.cer -noout -text
Certificate:
Data:
Version: 3 (0x2) Serial Number: 65:97:cd:73:6f:19:37:c2 Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption Issuer: C=US, O=Apple Inc., OU=Apple Worldwide Developer Relations, CN=Apple Worldwide Developer Relations Certification Authority Validity Not Before: Jul 29 07:36:28 2015 GMT Not After : Jul 28 07:36:28 2016 GMT Subject: UID=8VPWB57FDW, CN=iPhone Developer: Liang Ding (2U967A2YJ6), OU=7XPNRZE9TC, O=Liang Ding, C=US Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption RSA Public Key: (2048 bit) Modulus (2048 bit): 00:ab:43:a4:57:32:57:30:81:89:eb:b4:5c:b6:88: 7f:4f:59:3a:9e:f6:14:50:2c:5c:14:6d:01:58:bd: d7:2b:a6:66:71:f7:d9:da:58:a2:e8:4c:d5:a9:87: 20:5b:b7:4c:58:29:3c:b3:48:de:7f:ad:3f:98:cc: 9d:b3:07:2f:93:4a:3a:e5:32:e2:fc:59:30:1e:ee: 65:11:c3:88:ea:7a:54:d8:60:56:d1:fa:69:06:40: dd:72:1d:7f:d9:14:85:bf:7a:b0:a3:34:a0:ac:c1: dc:a9:48:3c:9c:43:c8:e4:fd:02:eb:fe:d2:a7:ce: 2e:e4:9a:51:20:0b:5b:e5:5a:d4:04:9e:a4:52:8d: c2:1e:1f:50:80:fb:ea:c1:e4:bb:b4:ec:35:fd:96: 6a:86:0a:62:fa:d2:5a:8b:34:1b:f2:c5:c8:c9:2c: 85:d1:4d:8c:cb:91:be:db:92:f0:88:37:7a:6d:8d: ef:c6:e1:47:5c:e5:ca:e2:5a:47:14:5d:2f:5b:2e: d4:df:61:d9:99:e2:3e:6b:24:b2:aa:36:b3:af:e6: a8:a8:28:a7:8a:73:aa:68:a9:71:ac:81:a8:20:98: bb:3e:76:e2:09:19:41:45:d7:9a:68:1b:7c:1d:f5: b2:0b:36:ac:f0:4b:fc:0a:f1:3c:de:96:a0:10:14: aa:79 Exponent: 65537 (0x10001) X509v3 extensions: Authority Information Access: OCSP - URI:http://ocsp.apple.com/ocsp03-wwdr01 X509v3 Subject Key Identifier: C7:AB:35:54:A3:7B:96:2A:67:55:B8:2F:B6:82:4B:B8:F0:49:0F:EB X509v3 Basic Constraints: critical CA:FALSE X509v3 Authority Key Identifier: keyid:88:27:17:09:A9:B6:18:60:8B:EC:EB:BA:F6:47:59:C5:52:54:A3:B7 X509v3 Certificate Policies: Policy: 1.2.840.113635.100.5.1 User Notice: Explicit Text: Reliance on this certificate by any party assumes acceptance of the then applicable standard terms and conditions of use, certificate policy and certification practice statements. CPS: http://www.apple.com/certificateauthority/ X509v3 Key Usage: critical Digital Signature X509v3 Extended Key Usage: critical Code Signing 1.2.840.113635.100.6.1.2: critical .. Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption 80:99:47:27:ae:e5:1e:89:1e:c2:ec:52:d7:c8:8b:df:86:25: a9:cb:b2:f2:01:6c:5e:a0:55:6c:ad:1d:bd:3b:1c:ce:b4:53: 4d:03:d0:98:f6:f7:0e:24:2b:c5:cb:5e:71:88:bd:53:46:a8: c7:e0:d9:f4:81: