[Android] 基于 Linux 命令行构建 Android 应用（六）：Android 应用签名

　　Android 要求所有应用在安装前必须使用证书进行数字签名。Android 使用该证书来确定一个应用以及其作者身份，该证书不要求由证书发行机构颁发，因此 Android 应用经常使用自我签名的证书，而开发者保管证书的私钥。

　　你可以使用调试和发行两种模式进行签名。在调试模式下 Android SDK 负责自动生成证书并对应用签名，在发行模式下你需要自行生成属于你自己的证书。

调试模式签名

　　在该模式下，Android SDK 会自动生成一个调试用的证书，并且使用默认密码对应用进行签名，因此当你需要调试你的应用程序时，构建过程无需输入任何密码。

　　Android Studio 和 Eclipse + ADT 在调试模式下能自动对应用进行签名。

　　你可以通过 USB 连接到你的安卓设备来调试你的应用，但调试模式签名的应用无法用于公开发行。

发行模式签名

　　在该模式下，你使用自己的证书对应用进行签名：

　　1. 创建 keystore。keystore 是指一个二进制文件，它包含了一系列私钥。你需要将你的 keystore 保存在一个安全可靠的地方。

　　2. 创建私钥。私钥代表着可以确认应用身份的实体，例如某个人或者公司。

　　3. 构建项目。生成一个未签名的 .apk。

　　4. 应用签名。使用你的私钥对未签名的 .apk 进行签名。

　　完成以上四个步骤后，你就可以在 Google Play 上发行你的应用了^[1]。

签名注意事项

　　在应用的整个生命周期，你都需要使用相同的证书对其进行签名，因为：

　　● 升级：当安卓系统对一个应用进行更新安装时，会首先比较新旧两个版本的证书，只有二者吻合系统才允许升级。如果在新版本应用中你使用了新的证书，你必须重新命名你的包名，那么对用户而言，他们其实是安装了另外一个应用。

　　● 模块性：安卓系统允许具有相同证书签名的应用在同一个进程中运行，对系统而言它们是同一个应用。这样的话你就可以按模块部署你的应用，用户可以独立升级各个模块。

　　● 按权限分享代码和数据：安卓系统提供了一套基于签名的权限管理系统，因此当一个应用使用了特定的证书签名，那么另一个应用就可以为其提供指定的功能支持。通过这套权限管理系统和对多个应用使用相同证书签名，你的应用就可以安全的共享代码和数据。

　　如果你想要对应用进行后续升级，你就必须保证证书的有效期大于应用的生命周期。一般推荐有效期为 25 年或者更长。一旦你的密钥过期，用户将无法顺利升级你的应用。

　　如果你想要在 Google Play 上发行你的应用，你用以签名应用的密钥有效期必须超过 2033 年 10 月 22 日。这是 Google Play 为了保证用户可以顺利升级他们的应用而采取的强制措施。

妥善保管私钥

　　安全妥善的保管你的私钥，无论对你还是用户都是非常重要的。如果你允许其他人使用你的密钥，或者将 keystore 和密码保管在一个不安全的地方，那将危害你作为应用所有者身份的认定以及用户的信任。

　　如果其他人设法在你不知情或未许可的情况下获取了你的密钥，那他就可以恶意发行应用来取代你的应用。他还可以以你的名义攻击其他应用或者系统，盗取用户数据。

　　你的应用未来所有版本都将使用你的私钥进行签名。如果你丢失私钥，你将无法对已发行应用推送更新，你也不能重新生成私钥。

　　你作为一名开发者的声誉取决于你是否妥善保管你的密钥，以下是保障密钥安全的几个建议：

　　● 为 keystore 和密钥设置一个健壮的密码。

　　● 不把私钥交给其他任何人，不告诉任何未授权的人你的 keystore 和私钥密码。

　　● 将 keystore 和私钥文件保管在一个安全可靠的地方。

　　一般来说，只要在生成、使用和保管密钥时遵循一个普世安全意识，那么一切就都是安全的。

调试证书过期

　　调试模式使用的证书有效期为 365 天，当证书过期时，你会得到一个构建错误。

　　要修复这个问题只要删除 debug.keystore 文件即可。该文件默认保存路径为 ~/.android/ _{（OS X 或 Linux）}或者 C:\Documents and Settings\<user>\.android\ _{（Windows XP）}，或 C:\Users\<user>\.android\ _{（Windows Vista 和 Windows 7）}。

　　在你下次构建时，构建工具会自动生成一个新的 keystore 和调试密钥^[2]。

手动签名应用

　　你可以使用 Android SDK 和 JDK 提供的标准工具来手动签名你的应用。以下演示如何在命令行以发行模式进行签名：

　　1. 使用 keytool 工具_{（由 JDK 提供）}生成私钥：

$ keytool -genkey -v -keystore my-release-key.keystore

-alias alias_name -keyalg RSA -keysize  -validity

　　以上示例会要求你输入 keystore 和私钥密码，并要求输入一些个人信息，最后生成一个名为 my-release-key.keystore 的文件。这个 keystore 包含一个私钥，有效期为 10000 天。-alias 选项提供的别名在稍后签名应用时会用到。

　　2. 在发行模式下编译一个未签名的 .apk。

　　3. 使用 jarsigner 工具_{（由 JDK 提供）} + 私钥来签名应用：

$ jarsigner -verbose -sigalg SHA1withRSA -digestalg SHA1

-keystore my-release-key.keystore my_application.apk alias_name

　　以上示例会要求输入 keystore 和私钥密码，它会修改 APK 文件以完成签名。你可以使用不同的密钥对 APK 文件进行多次签名。

　　4. 确认 APK 是否已签名：

$ jarsigner -verify -verbose -certs my_application.apk

　　5. 使用 zipalign 工具_{（由 Android SDK 提供）}调整最终的 APK 包：

$ zipalign -v  your_project_name-unaligned.apk your_project_name.apk

　　zipalign 工具确保所有未压缩的数据都以一个特别的字节开始，使其与文件起始点保持相对整齐。这样可以减少应用的 RAM 占有率。

注：

[1] 你应该将 keystore 和私钥保存在一个安全可靠的地方，同时保管一份安全的备份。如果你丢失了它们，你将无法在 Google Play 上更新你的应用，因此你必须使用相同的密钥来签名同一个应用的所有版本。

[2] 如果你的开发环境不是使用公历纪年（准确说是格里高利历），构建工具可能会错误地生成一个已经过期的调试证书，从而导致无法编译应用。要解决这个问题，参见 I can't compile my app because the build tools generated an expired debug certificate。

附：

1. Signing Your Applications