android 关于利用签名的SHA1进行安全校验的方法之一(推荐)

最近做安卓项目中使用到了百度地图的api，在申请百度地图key的时候，需要我们填入“签名的sha1”和“客户端包名”，然后百度为我们生成一个key。

于是就引发了思考，百度为何需要我们客户端签名的sha1值呢？

第一想法就是：百度拿我们输入的参数sha1和包名进行一些列算法计算，生成一个key返回给我们。

为了证明这个想法，写了demo进行测试，android获取包名的方法很简单，但是我们还需要从客户端中获取keystore的指纹sha1。

进行各种资料的查找和分析，才得出方法。

一、首先，科普一下apk包下的meta-inf目录

我们已经知道的是：android对每一个apk文件都会进行签名，在apk文件安装时，系统会对其签名信息进行比对，判断程序的完整性，从而决定该apk文件是否可以安装，在一定程度上达到安全的目的。

给定一个apk文件，解压，可以看到一个meta-info文件夹，在该文件夹下有三个文件：分别为manifest.mf、cert.sf和cert.rsa。这三个文件分别表征以下含义：

（1）manifest.mf：这是摘要文件。程序遍历apk包中的所有文件(entry)，对非文件夹非签名文件的文件，逐个用sha1生成摘要信息，再用base64进行编码。如果你改变了apk包中的文件，那么在apk安装校验时，改变后的文件摘要信息与manifest.mf的检验信息不同，于是程序就不能成功安装。

说明：如果攻击者修改了程序的内容，有重新生成了新的摘要，那么就可以通过验证，所以这是一个非常简单的验证。

（2）cert.sf：这是对摘要的签名文件。对前一步生成的manifest.mf，使用sha1-rsa算法，用开发者的私钥进行签名。在安装时只能使用公钥才能解密它。解密之后，将它与未加密的摘要信息（即，manifest.mf文件）进行对比，如果相符，则表明内容没有被异常修改。

说明：在这一步，即使开发者修改了程序内容，并生成了新的摘要文件，但是攻击者没有开发者的私钥，所以不能生成正确的签名文件（cert.sf）。系统在对程序进行验证的时候，用开发者公钥对不正确的签名文件进行解密，得到的结果和摘要文件（manifest.mf）对应不起来，所以不能通过检验，不能成功安装文件。

（3）cert.rsa文件中保存了公钥、所采用的加密算法等信息。

说明：系统对签名文件进行解密，所需要的公钥就是从这个文件里取出来的。

结论：从上面的总结可以看出，meta-info里面的说那个文件环环相扣，从而保证android程序的安全性。（只是防止开发者的程序不被攻击者修改，如果开发者的公私钥对对攻击者得到或者开发者开发出攻击程序，android系统都无法检测出来。）

我们将apk包解包，然后使用命令 keytool -printcert -file cert.rsa 查看cert.rsa，如图所示：

答案很明显，cert.rsa文件中存放了关于签名的信息。

当我们使用如下代码获取证书信息的时候：

/**
	 * 获取指定包名程序的签名信息
	 * 
	 * @param context
	 * @param packname
	 * @author shanhy
	 */
	public static void getsinginfo(context context, string packname) {
		try {
			packageinfo packageinfo = context.getpackagemanager().getpackageinfo(packname, packagemanager.get_signatures);
			signature[] signs = packageinfo.signatures;
			signature sign = signs[0];
			parsesignature(sign.tobytearray());
		} catch (exception e) {
			e.printstacktrace();
		}
	}

	public static void parsesignature(byte[] signature) {
		try {
			certificatefactory certfactory = certificatefactory.getinstance("x.509");
			x509certificate cert = (x509certificate) certfactory.generatecertificate(new bytearrayinputstream(signature));
			string pubkey = cert.getpublickey().tostring();
			string signnumber = cert.getserialnumber().tostring();
			log.d(tag, "pubkey = " + pubkey);// 输出的是16进制的公钥
			log.d(tag, "signnumber = " + signnumber);
		} catch (exception e) {
			e.printstacktrace();
		}
}

查看api可以发现，x509certificate类并没有提供直接可以获取sha1值的方法。

研究签名文件的加密算法之后，我们看可以根据publickey自己计算出sha1的值，计算方法为：

> 通过 x509certificate 的 getencoded() 方法获得公钥的字节数组。

> 使用 messagedigest 对字节数组进行sha1的 degest 处理，得到新的字节数组。

> 然后使用16进制对得到新字节数组进行转换，最终得到证书文件的指纹sha1。

更详细的加密算法，大家可以进一步去研究 java 签名证书规则。

我们还有一个折中的方法就是，在客户端启动的时候，调用服务端接口把文件cert.rsa通过流的方式传递给服务端，服务端使用上面截图中命令的方式进行处理，得到sha1值然后返回给客户端，客户端将该值记录在内存变量中使用。

注：我们得到的证书指纹sha1值，建议放在内存变量中使用即可，无需存储到缓存文件中。

下面附上一些其他有关证书方面的一些代码

java 获取私钥信息的代码：

public static void main(string[] args) {
		
		try {
			// 用证书的私钥解密 - 该私钥存在生成该证书的密钥库中
			fileinputstream fis2 = new fileinputstream("g:\\test.keystore");
			keystore ks = keystore.getinstance("jks"); // 加载证书库
			char[] kspwd = "test".tochararray(); // 证书库密码
			char[] keypwd = "test".tochararray(); // 证书密码
			string alias = "test";// 别名
			ks.load(fis2, kspwd); // 加载证书
			privatekey pk2 = (privatekey) ks.getkey(alias, keypwd); // 获取证书私钥
			fis2.close();
//			cipher c2 = cipher.getinstance("rsa/ecb/pkcs1padding");//jdk默认标准
			cipher c2 = cipher.getinstance("rsa/ecb/nopadding");//android默认标准
			c2.init(cipher.decrypt_mode, pk2);
			
			string prikey = pk2.tostring();
			system.out.println("prikey = " + prikey);
		} catch (exception e) {
			e.printstacktrace();
		}
		
	}

java 获取公钥信息的代码：

public static void main(string[] args) throws exception {
		x509certificate certificate = readsignatureblock(new fileinputstream("g:/meta-inf/cert.rsa"));
		rsapublickey pk = (rsapublickey) certificate.getpublickey();
		sun.security.rsa.rsapublickeyimpl ppk = (sun.security.rsa.rsapublickeyimpl) pk;
		system.out.println(ppk.getmodulus());// 十进制公钥
		system.out.println(ppk.getmodulus().tostring(16));// 十六进制公钥
		system.out.println(ppk.getpublicexponent());// 65537
		system.out.println(ppk.getalgorithm());
		system.out.println(ppk.getformat());
		system.out.println(ppk.getalgorithmid());
		system.out.println(ppk.getpublicexponent().tostring(16));// 10001
		system.out.println(new biginteger(ppk.getencoded()).tostring(16));
		// 其中new
		// biginteger(ppk.getencoded()).tostring(16)的字符串包含字符串ppk.getmodulus().tostring(16)和字符串ppk.getpublicexponent().tostring(16)。

		// 也可以读取整个rsa文件的字节流，从中获取公钥及modulus，序列号等信息。
		inputstream in2 = new fileinputstream("g:/meta-inf/cert.rsa");
		byte[] bs = new byte[2048];
		int len = in2.read(bs);
		byte[] bs2 = new byte[len];
		system.arraycopy(bs, 0, bs2, 0, len);
		system.out.println(new biginteger(bs2).tostring(16));// 公钥的16进制字符串也在其中。
	}

sha1加密代码：

public class sha1 {
  private final int[] abcde = {
      0x67452301, 0xefcdab89, 0x98badcfe, 0x10325476, 0xc3d2e1f0 
    }; 
  // 摘要数据存储数组 
  private int[] digestint = new int[5]; 
  // 计算过程中的临时数据存储数组 
  private int[] tmpdata = new int[80]; 
  // 计算sha-1摘要 
  private int process_input_bytes(byte[] bytedata) { 
    // 初试化常量 
    system.arraycopy(abcde, 0, digestint, 0, abcde.length); 
    // 格式化输入字节数组，补10及长度数据 
    byte[] newbyte = bytearrayformatdata(bytedata); 
    // 获取数据摘要计算的数据单元个数 
    int mcount = newbyte.length / 64; 
    // 循环对每个数据单元进行摘要计算 
    for (int pos = 0; pos < mcount; pos++) { 
      // 将每个单元的数据转换成16个整型数据，并保存到tmpdata的前16个数组元素中 
      for (int j = 0; j < 16; j++) { 
        tmpdata[j] = bytearraytoint(newbyte, (pos * 64) + (j * 4)); 
      } 
      // 摘要计算函数 
      encrypt(); 
    } 
    return 20; 
  } 
  // 格式化输入字节数组格式 
  private byte[] bytearrayformatdata(byte[] bytedata) { 
    // 补0数量 
    int zeros = 0; 
    // 补位后总位数 
    int size = 0; 
    // 原始数据长度 
    int n = bytedata.length; 
    // 模64后的剩余位数 
    int m = n % 64; 
    // 计算添加0的个数以及添加10后的总长度 
    if (m < 56) { 
      zeros = 55 - m; 
      size = n - m + 64; 
    } else if (m == 56) { 
      zeros = 63; 
      size = n + 8 + 64; 
    } else { 
      zeros = 63 - m + 56; 
      size = (n + 64) - m + 64; 
    } 
    // 补位后生成的新数组内容 
    byte[] newbyte = new byte[size]; 
    // 复制数组的前面部分 
    system.arraycopy(bytedata, 0, newbyte, 0, n); 
    // 获得数组append数据元素的位置 
    int l = n; 
    // 补1操作 
    newbyte[l++] = (byte) 0x80; 
    // 补0操作 
    for (int i = 0; i < zeros; i++) { 
      newbyte[l++] = (byte) 0x00; 
    } 
    // 计算数据长度，补数据长度位共8字节，长整型 
    long n = (long) n * 8; 
    byte h8 = (byte) (n & 0xff); 
    byte h7 = (byte) ((n >> 8) & 0xff); 
    byte h6 = (byte) ((n >> 16) & 0xff); 
    byte h5 = (byte) ((n >> 24) & 0xff); 
    byte h4 = (byte) ((n >> 32) & 0xff); 
    byte h3 = (byte) ((n >> 40) & 0xff); 
    byte h2 = (byte) ((n >> 48) & 0xff); 
    byte h1 = (byte) (n >> 56); 
    newbyte[l++] = h1; 
    newbyte[l++] = h2; 
    newbyte[l++] = h3; 
    newbyte[l++] = h4; 
    newbyte[l++] = h5; 
    newbyte[l++] = h6; 
    newbyte[l++] = h7; 
    newbyte[l++] = h8; 
    return newbyte; 
  } 
  private int f1(int x, int y, int z) { 
    return (x & y) | (~x & z); 
  } 
  private int f2(int x, int y, int z) { 
    return x ^ y ^ z; 
  } 
  private int f3(int x, int y, int z) { 
    return (x & y) | (x & z) | (y & z); 
  } 
  private int f4(int x, int y) { 
    return (x << y) | x >>> (32 - y); 
  } 
  // 单元摘要计算函数 
  private void encrypt() { 
    for (int i = 16; i <= 79; i++) { 
      tmpdata[i] = f4(tmpdata[i - 3] ^ tmpdata[i - 8] ^ tmpdata[i - 14] ^ 
          tmpdata[i - 16], 1); 
    } 
    int[] tmpabcde = new int[5]; 
    for (int i1 = 0; i1 < tmpabcde.length; i1++) { 
      tmpabcde[i1] = digestint[i1]; 
    } 
    for (int j = 0; j <= 19; j++) { 
      int tmp = f4(tmpabcde[0], 5) + 
        f1(tmpabcde[1], tmpabcde[2], tmpabcde[3]) + tmpabcde[4] + 
        tmpdata[j] + 0x5a827999; 
      tmpabcde[4] = tmpabcde[3]; 
      tmpabcde[3] = tmpabcde[2]; 
      tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1], 30); 
      tmpabcde[1] = tmpabcde[0]; 
      tmpabcde[0] = tmp; 
    } 
    for (int k = 20; k <= 39; k++) { 
      int tmp = f4(tmpabcde[0], 5) + 
        f2(tmpabcde[1], tmpabcde[2], tmpabcde[3]) + tmpabcde[4] + 
        tmpdata[k] + 0x6ed9eba1; 
      tmpabcde[4] = tmpabcde[3]; 
      tmpabcde[3] = tmpabcde[2]; 
      tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1], 30); 
      tmpabcde[1] = tmpabcde[0]; 
      tmpabcde[0] = tmp; 
    } 
    for (int l = 40; l <= 59; l++) { 
      int tmp = f4(tmpabcde[0], 5) + 
        f3(tmpabcde[1], tmpabcde[2], tmpabcde[3]) + tmpabcde[4] + 
        tmpdata[l] + 0x8f1bbcdc; 
      tmpabcde[4] = tmpabcde[3]; 
      tmpabcde[3] = tmpabcde[2]; 
      tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1], 30); 
      tmpabcde[1] = tmpabcde[0]; 
      tmpabcde[0] = tmp; 
    } 
    for (int m = 60; m <= 79; m++) { 
      int tmp = f4(tmpabcde[0], 5) + 
        f2(tmpabcde[1], tmpabcde[2], tmpabcde[3]) + tmpabcde[4] + 
        tmpdata[m] + 0xca62c1d6; 
      tmpabcde[4] = tmpabcde[3]; 
      tmpabcde[3] = tmpabcde[2]; 
      tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1], 30); 
      tmpabcde[1] = tmpabcde[0]; 
      tmpabcde[0] = tmp; 
    } 
    for (int i2 = 0; i2 < tmpabcde.length; i2++) { 
      digestint[i2] = digestint[i2] + tmpabcde[i2]; 
    } 
    for (int n = 0; n < tmpdata.length; n++) { 
      tmpdata[n] = 0; 
    } 
  } 
  // 4字节数组转换为整数 
  private int bytearraytoint(byte[] bytedata, int i) { 
    return ((bytedata[i] & 0xff) << 24) | ((bytedata[i + 1] & 0xff) << 16) | 
    ((bytedata[i + 2] & 0xff) << 8) | (bytedata[i + 3] & 0xff); 
  } 
  // 整数转换为4字节数组 
  private void inttobytearray(int intvalue, byte[] bytedata, int i) { 
    bytedata[i] = (byte) (intvalue >>> 24); 
    bytedata[i + 1] = (byte) (intvalue >>> 16); 
    bytedata[i + 2] = (byte) (intvalue >>> 8); 
    bytedata[i + 3] = (byte) intvalue; 
  } 
  // 将字节转换为十六进制字符串 
  private static string bytetohexstring(byte ib) { 
    char[] digit = { 
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 
        'd', 'e', 'f' 
      }; 
    char[] ob = new char[2]; 
    ob[0] = digit[(ib >>> 4) & 0x0f]; 
    ob[1] = digit[ib & 0x0f]; 
    string s = new string(ob); 
    return s; 
  } 
  // 将字节数组转换为十六进制字符串 
  private static string bytearraytohexstring(byte[] bytearray) { 
    string strdigest = ""; 
    for (int i = 0; i < bytearray.length; i++) { 
      strdigest += bytetohexstring(bytearray[i]); 
    } 
    return strdigest; 
  } 
  // 计算sha-1摘要，返回相应的字节数组 
  public byte[] getdigestofbytes(byte[] bytedata) { 
    process_input_bytes(bytedata); 
    byte[] digest = new byte[20]; 
    for (int i = 0; i < digestint.length; i++) { 
      inttobytearray(digestint[i], digest, i * 4); 
    } 
    return digest; 
  } 
  // 计算sha-1摘要，返回相应的十六进制字符串 
  public string getdigestofstring(byte[] bytedata) { 
    return bytearraytohexstring(getdigestofbytes(bytedata)); 
  } 
  public static void main(string[] args) { 
    string data = "1234556"; 
    system.out.println(data);
    string digest = new sha1().getdigestofstring(data.getbytes()); 
    system.out.println(digest);
    
    // system.out.println( tomd5.convertsha1(data).touppercase());
  } 
} 

以上这篇android 关于利用签名的sha1进行安全校验的方法之一(推荐)就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。