iOS 用 RSA 保证下载资源可靠性
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前言
有时需要在本地存储资源，并且从服务器下载资源，因为涉及到运行期间的安全性，有必要添加校验的逻辑，因此有了本文的一些思考交易所ios下载。
ipa包被篡改的情况
首先思考的是ipa包的安全性问题交易所ios下载。通过iTunes，我们可以下载ipa并且解压，修改包中的文件，再压缩成ipa包。
1、如果开发者A拿到应用P的ipa包，修改其中的任何文件，都会导致签名失效，ipa包无法安装交易所ios下载。（签名存放在.app文件的_CodeSignature文件夹）
2、如果开发者B拿到应用P的ipa包，安装到自己手机中，再直接修改Bundle/Application 下的配置文件，此时应用P仍旧可以运行交易所ios下载。
3、如果开发者C拿到应用P的ipa包，修改其中的某些配置文件，用自己的证书重签名并通过其他渠道发布出去，ipa包可以正常安装交易所ios下载。
1、如果开发者A拿到应用P的ipa包，修改其中的任何文件，都会导致签名失效，ipa包无法安装交易所ios下载。（签名存放在.app文件的_CodeSignature文件夹）
2、如果开发者B拿到应用P的ipa包，安装到自己手机中，再直接修改Bundle/Application 下的配置文件，此时应用P仍旧可以运行交易所ios下载。
3、如果开发者C拿到应用P的ipa包，修改其中的某些配置文件，用自己的证书重签名并通过其他渠道发布出去，ipa包可以正常安装交易所ios下载。
应用在正常使用过程中，app包的文件是无法修改的，只有越狱的机子才会出现情况2；情况3中重签名的ipa包无法上传AppStore交易所ios下载。真机app安装目录是 var/mobile/Containers/Bundle/Application 沙盒目录是 var/mobile/Containers/Data/Application 类似的，模拟的安装目录同样在 /Bundle 下，沙盒在 /Data 下；
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下载资源的验证
下载的资源存在沙盒目录，在未越狱的情况下，开发者并不能修改其中的文件交易所ios下载。但是，下载资源通常使用算法的验证方案，具体的要点有:
1、开发者产生一对密钥：公钥和私钥，私钥保存在配置平台（后台），公钥放到客户端交易所ios下载。
2、当文件上传到配置平台后，配置平台对文件进摘要（hash）得到md5str，并私钥对md5str进行签名得到signStr，然后把 文件和signStr下发给客户端交易所ios下载。
3、客户端下载文件和signStr，计算文件的摘要（md5）得到md5str，用md5str和公钥验证signStr的有效性交易所ios下载。
解释：非对称加密算法的计算比较复杂 交易所ios下载，所以只对摘要（md5值）进行加密；
具体的流程图如下：
iOS的RSA算法
RSA算法的两种加密方式：
公钥加密，私钥解密交易所ios下载。（一般用于公钥持有方（客户端）向私钥持有者（后台）发送消息）
私钥加密，公钥解密交易所ios下载。（一般用于签名和验证，私钥加密相当于签名，公钥解密相当于验证）
公钥加密，私钥解密交易所ios下载。（一般用于公钥持有方（客户端）向私钥持有者（后台）发送消息）
私钥加密，公钥解密交易所ios下载。（一般用于签名和验证，私钥加密相当于签名，公钥解密相当于验证）
苹果提供的Security.framework交易所ios下载，有以下四个方法：
SecKeyEncrypt—encrypts a block of data using the specified key.（使用公钥对数据进行加密）
SecKeyDecrypt—decrypts a block of data using the specified key. （使用私钥对数据进行解密）
SecKeyRawSign—signs a block of data using the specified key.（使用私钥对数据签名）
SecKeyRawVerify—verifies a signature against a block of data and a specified key. （使用公钥对数字签名进行验证）
SecKeyEncrypt—encrypts a block of data using the specified key.（使用公钥对数据进行加密）
SecKeyDecrypt—decrypts a block of data using the specified key. （使用私钥对数据进行解密）
SecKeyRawSign—signs a block of data using the specified key.（使用私钥对数据签名）
SecKeyRawVerify—verifies a signature against a block of data and a specified key. （使用公钥对数字签名进行验证）
类比到OpenSSL交易所ios下载，其提供了以下四个接口：
int RSA_public_encrypt(int flen, const unsigned char *from,
unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
int RSA_private_encrypt(int flen, const unsigned char *from,
unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
int RSA_public_decrypt(int flen, const unsigned char *from,
unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
int RSA_private_decrypt(int flen, const unsigned char *from,
unsigned char *to, RSA *rsa,int padding);
因为RSA算法的计算量较大，一般不会直接使用RSA对数据进行加密，而是对AES的密匙进行加密，再用AES对数据加密交易所ios下载。
RSA算法原理 ，这里有一篇详细介绍RSA算法原理的文章交易所ios下载。
因为RSA算法的计算量较大，一般不会直接使用RSA对数据进行加密，而是对AES的密匙进行加密，再用AES对数据加密交易所ios下载。
RSA算法原理 ，这里有一篇详细介绍RSA算法原理的文章交易所ios下载。
拿到后台下发的签名后，就需要保存签名，可以选择：保存在文件中、保存到NSUserDefault、保存到数据库等交易所ios下载。除此之外，是否可以 保存在文件属性？
写交易所ios下载了一段代码进行测试：
NSMutableDictionary *changedAttrDict = [[NSMutableDictionary alloc] init];
[changedAttrDict setObject:@ "loying"forKey:NSFileOwnerAccountName];
[changedAttrDict setObject:@ "NSFileGroupOwnerAccountName"forKey:NSFileGroupOwnerAccountName];
[changedAttrDict setObject:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:3600] forKey:NSFileCreationDate];
NSError *error;
BOOL ret = [[NSFileManager defaultManager] setAttributes:changedAttrDict ofItemAtPath:encodedDataPath error:&error];
经过测试交易所ios下载， NSFileCreationDate 这个属性是可以修改的；
NSFileGroupOwnerAccountName 和 NSFileOwnerAccountName 不能修改（真机为 @"mobile" ）；模拟器不可以修改两个属性交易所ios下载，最大的可能性是因为模拟器运行产生的文件，权限不够修改文件属性；
createDirectoryAtPath:withIntermediateDirectories:attributes: 这个方法同样有这个限制交易所ios下载。
写入文件属性还有其他的限制，当文件在不同硬盘格式（HFS+ and FAT32）拷贝的时候，文件附带的属性可能会消失交易所ios下载。
NSFileProtectionKey 是后台模式下的文件读写
NSFileProtectionKey 是后台模式下的文件读写
为了开发方便，可以选择保存到NSUserDefault的方式交易所ios下载。
新建NSMutableDictionary，用文件作为key，用FileConfig作为value交易所ios下载。FileConfig是验证相关的属性封装，便于后续开发。
1、NSUserDefault所有的属性最终会写入Libary/Preference/下的plist文件中，所以NSUserDefault中不能存储敏感信息交易所ios下载。
2、如果遇到错误： Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: 'Attempt to insert non-property list object
1、NSUserDefault所有的属性最终会写入Libary/Preference/下的plist文件中，所以NSUserDefault中不能存储敏感信息交易所ios下载。
2、如果遇到错误： Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: 'Attempt to insert non-property list object
那是因为NSUserDefault只能存基本类型交易所ios下载，如果dict里面存有自定义类型，需要先转成NSData再存储；（plist里面没有结构信息，只有key-value）
iOS接入步骤
上面介绍了基于RSA的下载资源验证方案交易所ios下载，iOS具体的流程如下：
后台上传资源文件交易所ios下载，配置平台对文件进行hash并用私钥进行签名得到签名串signature；
把文件和signature打包成zip包交易所ios下载，下发到客户端；
客户端解压zip交易所ios下载，得到文件和签名串signature，对文件进行hash，加载本地公钥，把hash值、signature、公钥传给Security.framework；
用Security.framework提供的 SecKeyRawVerify 方法对hash值、signature、公钥进行验证，如果通过则表示文件未修改交易所ios下载。
后台上传资源文件交易所ios下载，配置平台对文件进行hash并用私钥进行签名得到签名串signature；
把文件和signature打包成zip包交易所ios下载，下发到客户端；
客户端解压zip交易所ios下载，得到文件和签名串signature，对文件进行hash，加载本地公钥，把hash值、signature、公钥传给Security.framework；
用Security.framework提供的 SecKeyRawVerify 方法对hash值、signature、公钥进行验证，如果通过则表示文件未修改交易所ios下载。
iOS平台上可以使用MiniZipArchive进行解压交易所ios下载。
- (BOOL)unzipFile:(NSString *)file toFilePath:(NSString *)unZipFilePath overWrite:(BOOL)overWrite
MiniZipArchive *za = [[MiniZipArchive alloc] init];
BOOL success = NO;
if([za UnzipOpenFile:file]) {
success = [za UnzipFileTo:unZipFilePath overWrite:overWrite];
[za UnzipCloseFile];
returnsuccess;
2、公钥和私钥的加载
.der格式和.pem格式：.der格式表示二进制编码，.pem格式表示Base64编码交易所ios下载。
iOS的公钥需要用.der格式，私钥需要用.p12格式，这个可以用openssl的指令来转换交易所ios下载。（指令见末尾）
加载的时候先用NSData加载密钥交易所ios下载，再用下面的：
getPrivateKeyRefWithContentsOfFile: password: 方法加载密钥；
getPublicKeyRefrenceFromeData: 方法加载公钥；
//获取私钥
- (SecKeyRef)getPrivateKeyRefWithContentsOfFile:(NSData *)p12Data password:(NSString*)password {
if(!p12Data) {
returnnil;
SecKeyRef privateKeyRef = NULL;
NSMutableDictionary * options = [[NSMutableDictionary alloc] init];
[options setObject: password forKey:(__bridge id)kSecImportExportPassphrase];
CFArrayRef items = CFArrayCreate(NULL, 0, 0, NULL);
OSStatus securityError = SecPKCS12Import((__bridge CFDataRef) p12Data, (__bridge CFDictionaryRef)options, &items);
if(securityError == noErr && CFArrayGetCount(items) > 0) {
CFDictionaryRef identityDict = CFArrayGetValueAtIndex(items, 0);
SecIdentityRef identityApp = (SecIdentityRef)CFDictionaryGetValue(identityDict, kSecImportItemIdentity);
securityError = SecIdentityCopyPrivateKey(identityApp, &privateKeyRef);
if(securityError != noErr) {
privateKeyRef = NULL;
CFRelease(items);
returnprivateKeyRef;
- (SecKeyRef)getPublicKeyRefrenceFromeData:(NSData *)certData {
SecKeyRef publicKeyRef = NULL;
CFDataRef myCertData = (__bridge CFDataRef)certData;
SecCertificateRef cert = SecCertificateCreateWithData(NULL, (CFDataRef)myCertData);
if(cert == nil) {
NSLog(@ "Can not read certificate ");
returnnil;
SecPolicyRef policy = SecPolicyCreateBasicX509;
SecCertificateRef certArray[1] = {cert};
CFArrayRef myCerts = CFArrayCreate(NULL, (void *)(void *)certArray, 1, NULL);
SecTrustRef trust;
OSStatus status = SecTrustCreateWithCertificates(myCerts, policy, &trust);
if(status != noErr) {
NSLog(@ "SecTrustCreateWithCertificates fail. Error Code: %d", (int)status);
CFRelease(cert);
CFRelease(policy);
CFRelease(myCerts);
returnnil;
SecTrustResultType trustResult;
status = SecTrustEvaluate(trust, &trustResult);
if(status != noErr) {
NSLog(@ "SecTrustEvaluate fail. Error Code: %d", (int)status);
CFRelease(cert);
CFRelease(policy);
CFRelease(trust);
CFRelease(myCerts);
returnnil;
publicKeyRef = SecTrustCopyPublicKey(trust);
CFRelease(cert);
CFRelease(policy);
CFRelease(trust);
CFRelease(myCerts);
returnpublicKeyRef;
3、私钥签名和公钥验证
加载完公钥和私钥之后交易所ios下载，用私钥可以对原始数据进行签名，详见 PKCSSignBytesSHA256withRSA 方法，返回的是签名串；
在用zip解压出来的签名串进行验证的时候交易所ios下载，需要用本地的公钥、原始数据和签名串进行验签，详见 PKCSVerifyBytesSHA256withRSA 方法；
注意的是，因为选择的算法是 kSecPaddingPKCS1SHA256 ，需要对原始数据进行一次SHA256的hash交易所ios下载。（ kSecPaddingPKCS1SHA256 只能用于 SecKeyRawSign/SecKeyRawVerify ）
BOOL PKCSVerifyBytesSHA256withRSA(NSData* plainData, NSData* signature, SecKeyRef publicKey)
if(!plainData || !signature) { // 保护
returnNO;
size_t signedHashBytesSize = SecKeyGetBlockSize(publicKey);
const void* signedHashBytes = [signature bytes];
size_t hashBytesSize = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH;
uint8_t* hashBytes = malloc(hashBytesSize);
if(!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], hashBytes)) {
returnNO;
OSStatus status = SecKeyRawVerify(publicKey,
kSecPaddingPKCS1SHA256,
hashBytes,
hashBytesSize,
signedHashBytes,
signedHashBytesSize);
returnstatus == errSecSuccess;
NSData* PKCSSignBytesSHA256withRSA(NSData* plainData, SecKeyRef privateKey)
size_t signedHashBytesSize = SecKeyGetBlockSize(privateKey);
uint8_t* signedHashBytes = malloc(signedHashBytesSize);
memset(signedHashBytes, 0x0, signedHashBytesSize);
size_t hashBytesSize = CC_SHA256_DIGEST_LENGTH;
uint8_t* hashBytes = malloc(hashBytesSize);
if(!CC_SHA256([plainData bytes], (CC_LONG)[plainData length], hashBytes)) {
returnnil;
SecKeyRawSign(privateKey,
kSecPaddingPKCS1SHA256,
hashBytes,
hashBytesSize,
signedHashBytes,
&signedHashBytesSize);
NSData* signedHash = [NSData dataWithBytes:signedHashBytes
length:(NSUInteger)signedHashBytesSize];
if(hashBytes)
free(hashBytes);
if(signedHashBytes)
free(signedHashBytes);
returnsignedHash;
4、签名串的保存
签名串可以使用 setxattrf 写入文件的扩展属性，保证签名串和资源的一一对应交易所ios下载。
-(BOOL)setExtendValueWithPath:(NSString *)path key:(NSString *)key value:(NSData *)value {
ssize_t writelen = setxattr([path fileSystemRepresentation],
[key UTF8String],
[value bytes],
[value length],
0,
0);
returnwritelen == 0;
比较奇怪的是，比较写入扩展属性之后的文件大小，并没有发生较大变化交易所ios下载。在特意查询文档之后，发现下面一句话： Space consumed for extended attributes is counted towards the disk quotasof the file owner and file group 原来扩展属性并不是写入文件，而是由文件系统来保存。
遇到的问题1、验证失败交易所ios下载，SecKeyRawVerify返回-9809
经常遇到的问题是交易所ios下载，配置平台的签名在iOS客户端验证不通过，可以按照下面的流程检测：
首先是确保两端的公钥和私钥是一对；
配置平台签名完之后交易所ios下载，用iOS客户端的公钥在本地验证；
确认两边使用的签名算法 设置参数一致；
iOS客户端用配置平台的私钥进行签名交易所ios下载，再用公钥进行验证；
对比配置平台的签名串和iOS的签名串；
首先是确保两端的公钥和私钥是一对；
配置平台签名完之后交易所ios下载，用iOS客户端的公钥在本地验证；
确认两边使用的签名算法 设置参数一致；
iOS客户端用配置平台的私钥进行签名交易所ios下载，再用公钥进行验证；
对比配置平台的签名串和iOS的签名串；
openssl的验证命令
openssl dgst \-sign private_key.pem \-sha256 \-out sign source
openssl dgst \-verify rsa_public_key.pem \-sha256 \-signature sign source
如果验证通过会有文字提示： Verified OK
2、生成证书失败交易所ios下载，openssl X509: 出现 Expecting: TRUSTED CERTIFICATE 的错误
参考这些公钥和密钥的openssl生成命令 openssl genrsa \-out private_key.pem 1024
openssl req \-new \-key private_key.pem \-out rsaCertReq.csr
openssl x509 \-req \-days 3650 \-in rsaCertReq.csr \-signkey private_key.pem \-out rsaCert.crt
openssl x509 \-outform der \-in rsaCert.crt \-out public_key.der
openssl pkcs12 \-export \-out private_key.p12 \-inkey private_key.pem \-in rsaCert.crt
参考自GithubGist
参考自GithubGist
任何手段都无法完全防止恶意的攻击，只能提高门槛交易所ios下载。RSA不仅是可以保证资源不被篡改，也可以作为一种验证，检查资源是否因为各种原因出现的文件缺失。
附录
/
xattr manpages
demo地址
转自：掘金 落影
转自：掘金 落影
-End-
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