从 APK v1 到 APK v4：Android APK 签名的演变

引言

在 Android 生态系统中，签名是应用程序安全和完整性的基石。随着 Android 平台的不断发展，APK 签名也经历了重大变革，从原始的 APK v1 发展到现在的 APK v4。在本文中，我们将深入探讨这四种 APK 签名版本之间的差异、优点和局限性。

APK v1 是 Android 早期版本的签名方案。它使用单一签名密钥，由 SHA1 哈希函数生成签名。该密钥用于对应用程序的所有代码和资源进行签名，从而验证应用程序的真实性。然而，APK v1 存在严重的安全性缺陷，因为它容易受到密钥盗用和签名伪造等攻击。

APK v2 解决了 APK v1 的缺陷，引入了证书链的概念。证书链包括一个或多个证书，这些证书相互连接，最终连接到可信根证书。根证书是由受信任的颁发机构签发的，验证应用程序签名的有效性。APK v2 签名增强了安全性，因为它更难伪造或窃取签名密钥。

APK v3 进一步提高了签名安全性，采用了 SHA-256 哈希函数。SHA-256 比 SHA1 更安全，可以提供更强的加密保护。APK v3 还引入了几个新功能，例如使用不同证书对应用程序的不同部分（例如代码和资源）进行签名。这提高了应用程序的模块化和灵活性。

APK v4 是 APK 签名演变的最新版本。它集成了 Google Play 完整性 API，该 API 提供了附加的安全功能。Play 完整性 API 允许应用程序开发者检查其应用程序的安装完整性，并检测任何篡改或恶意修改。APK v4 还引入了使用 ECDSA 签名算法的新选项，该算法比 RSA 签名算法更安全。

比较和选择

下表总结了 APK v1、APK v2、APK v3 和 APK v4 的关键特征和差异：

特征	APK v1	APK v2	APK v3	APK v4
签名方法	单一密钥 (SHA1)	证书链 (SHA1)	证书链 (SHA-256)	证书链 (SHA-256 或 ECDSA)
证书链	无	是	是	是
签名粒度	单一签名	多个签名	多个签名	多个签名（可选择不同算法）
安全性	较弱	中等	强	最强
适用版本	Android < 2.3	Android 2.3-10	Android 11-12	Android 13+

在选择要使用的 APK 签名版本时，开发者应考虑其应用程序的安全要求和支持的 Android 版本。对于安全性要求较高的应用程序，建议使用 APK v4 或 APK v3。对于较旧的 Android 版本，APK v2 仍然是一个可行的选择。

结论

Android APK 签名在平台演变过程中不断发展，以满足不断增长的安全需求。从 APK v1 到 APK v4，签名机制变得更加复杂和安全。开发者应熟悉这些版本之间的差异，并选择最适合其应用程序的版本。通过正确使用 APK 签名，开发者可以确保其应用程序的真实性和完整性，从而保护用户免受恶意攻击。