在之前的制作非越狱抢红包插件文章中，我们曾经使用过 ios-app-signer 对微信进行过重签名。ios-app-signer 提供了简单易用的图形界面来帮助我们进行重签名，但是我们今天要透过它的图形界面，深入到源码中学习下 iOS 应用重签名的原理。
首先，从 ios-app-signer 的 Github 仓库 上将其 clone 下来。
我自己 fork 了一份源码，并为其添加了一些中文注释，你也可以直接 clone 我的这份源码。
打开项目后会发现，里面的源文件不少，不过重签名的主要逻辑全都在 MainView.swift ，所以我们只需要阅读这个文件就可以了。
首先，从 awakeFromNib 这个入口方法开始，这个方法内依次调用了 populateProvisioningProfiles 和 populateCodesigningCerts，这两个方法分别用于填充界面上描述文件列表和证书列表。
获取描述文件列表
在 populateProvisioningProfiles 方法中调用了 ProvisioningProfile 的一个类方法 getProfiles，这个类用于表示一个描述方法的实体，而该方法用于获取系统中的所有描述文件。
系统中的描述文件都存放在 ~/Library/MobileDevice/Provisioning Profiles 目录中，所以 getProfiles 方法只是遍历了该目录，并将遍历所得到的描述文件列表进行返回而已。
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if let libraryDirectory = fileManager.urls(for: .libraryDirectory, in: .userDomainMask).first {
let provisioningProfilesPath = libraryDirectory.path.stringByAppendingPathComponent("MobileDevice/Provisioning Profiles") as NSString
if let provisioningProfiles = try? fileManager.contentsOfDirectory(atPath: provisioningProfilesPath as String) {
for provFile in provisioningProfiles {
if provFile.pathExtension == "mobileprovision" {
let profileFilename = provisioningProfilesPath.appendingPathComponent(provFile)
if let profile = ProvisioningProfile(filename: profileFilename) {
output.append(profile)
}
}
}
}
}
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在获取到描述文件列表后，populateProvisioningProfiles 对该列表进行了筛选，并删除了其中过期的描述文件。
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for profile in provisioningProfiles {
zeroWidthPadding = "\(zeroWidthPadding)\(zeroWidthSpace)"
if profile.expires.timeIntervalSince1970 > Date().timeIntervalSince1970 {
newProfiles.append(profile)
ProvisioningProfilesPopup.addItem(withTitle: "\(profile.name)\(zeroWidthPadding) (\(profile.teamID))")
let toolTipItems = [
"\(profile.name)",
"",
"Team ID: \(profile.teamID)",
"Created: \(formatter.string(from: profile.created as Date))",
"Expires: \(formatter.string(from: profile.expires as Date))"
]
ProvisioningProfilesPopup.lastItem!.toolTip = toolTipItems.joined(separator: "\n")
setStatus("Added profile \(profile.appID), expires (\(formatter.string(from: profile.expires as Date)))")
} else {
setStatus("Skipped profile \(profile.appID), expired (\(formatter.string(from: profile.expires as Date)))")
}
}
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获取证书列表
populateCodesigningCerts 方法调用了 getCodesigningCerts 进行证书列表的获取。
系统中的证书都是存放在 keyChain 当中的，但是我们可以通过 security find-identity -v -p codesigning 命令来进行获取。getCodeSigningCerts 方法中也是这样做的，它只是在获取到列表之后再对它的格式进行了一些处理而已。
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func getCodesigningCerts() -> [String] {
var output: [String] = []
let securityResult = Process().execute(securityPath, workingDirectory: nil, arguments: ["find-identity","-v","-p","codesigning"])
if securityResult.output.characters.count < 1 {
return output
}
let rawResult = securityResult.output.components(separatedBy: "\"")
var index: Int
for index in stride(from: 0, through: rawResult.count - 2, by: 2) {
if !(rawResult.count - 1 < index + 1) {
output.append(rawResult[index+1])
}
}
return output
}
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重签名的步骤
有了描述文件跟证书，再加上需要进行重签名的输入文件，就可以开始进行重签名的步骤了。
在 ios-app-signer 中新开了一个线程进行重签名的操作，方法名是 signingThread，而所有重签名的步骤都写在该方法里面了，可以说这个方法是整个应用的关键方法。
这个方法一开始先进行了一些变量的声明，以及参数的检查，接着创建了一些临时目录，用于存放重签名过程中生成的一些临时文件。
接下来，它使用用户选择的描述文件跟证书对自身进行了重签名测试，主要目的应该是判断描述文件与证书是否匹配，并且可以正常使用。这个方法里面也进行重签名操作，不过我们暂时先略过，后面再详细讲解。
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func testSigning(_ certificate: String, tempFolder: String ) -> Bool? {
let codesignTempFile = tempFolder.stringByAppendingPathComponent("test-sign")
// Copy our binary to the temp folder to use for testing.
// 将自身的可执行文件（ios-app-signer）复制到临时目录，以进行签名测试
let path = ProcessInfo.processInfo.arguments[0]
if (try? fileManager.copyItem(atPath: path, toPath: codesignTempFile)) != nil {
_ = codeSign(codesignTempFile, certificate: certificate, entitlements: nil, before: nil, after: nil)
let verificationTask = Process().execute(codesignPath, workingDirectory: nil, arguments: ["-v",codesignTempFile])
try? fileManager.removeItem(atPath: codesignTempFile)
if verificationTask.status == 0 {
return true
} else {
return false
}
} else {
setStatus("Error testing codesign")
}
return nil
}
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再后面，就是对用户的输入文件进行处理了，ios-app-signer 支持了四种类型文件的重签，分别是 .deb，.ipa，.app 以及 .xcarchive 文件。
其中，.deb 跟 .ipa 本质上是压缩文件，需要先对它们进行解压缩，而 .app 跟 .xcarchive 本质上是目录文件，所以可以直接进行处理。
这里以 .app 类型的文件来进行说明。
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case "app":
//MARK: --Copy app bundle
if !inputIsDirectory.boolValue {
setStatus("Unsupported input file")
cleanup(tempFolder); return
}
do {
try fileManager.createDirectory(atPath: payloadDirectory, withIntermediateDirectories: true, attributes: nil)
setStatus("Copying app to payload directory")
try fileManager.copyItem(atPath: inputFile, toPath: payloadDirectory.stringByAppendingPathComponent(inputFile.lastPathComponent))
} catch {
setStatus("Error copying app to payload directory")
cleanup(tempFolder); return
}
break
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这里在临时目录中新建了一个 Payload 目录，并将 .app 拷贝到该目录中。之后，就是真正地对 .app 进行重签名了。
重签名
首先，需要将 Info.plist 中的 CFBundleREsourceSpecification 删除，这个 key 貌似是跟资源的签名有关。
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//MARK: Delete CFBundleResourceSpecification from Info.plist
Log.write(Process().execute(defaultsPath, workingDirectory: nil, arguments: ["delete",appBundleInfoPlist,"CFBundleResourceSpecification"]).output)
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接着，就是将用户选择的描述文件拷贝到 app bundle 中，并将其命名为 embedded.mobileprovision。
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setStatus("Copying provisioning profile to app bundle")
do {
try fileManager.copyItem(atPath: provisioningFile!, toPath: appBundleProvisioningFilePath)
} catch let error as NSError {
setStatus("Error copying provisioning profile")
Log.write(error.localizedDescription)
cleanup(tempFolder); return
}
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然后，生成 entitlements.plist，这个文件指定了该应用可以使用哪些权限，即我们平常在 Xcode 的 Capabilities 选项卡下选择的权限。这步很容易被忽略，网上的很多教程也都少了这一步，因此重签名也都无法成功。
entitlements.plist 的内容可以从描述文件中的 Entitlements 对应的值中取得，这里使用了 PlistBuddy 进行读取和写入。
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func getEntitlementsPlist(_ tempFolder: String) -> NSString? {
let mobileProvisionPlist = tempFolder.stringByAppendingPathComponent("mobileprovision.plist")
do {
try self.rawXML.write(toFile: mobileProvisionPlist, atomically: false, encoding: String.Encoding.utf8)
let plistBuddy = Process().execute("/usr/libexec/PlistBuddy", workingDirectory: nil, arguments: ["-c", "Print :Entitlements",mobileProvisionPlist, "-x"])
if plistBuddy.status == 0 {
return plistBuddy.output as NSString?
} else {
Log.write("PlistBuddy Failed")
Log.write(plistBuddy.output)
return nil
}
} catch let error as NSError {
Log.write("Error writing mobileprovision.plist")
Log.write(error.localizedDescription)
return nil
}
}
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因为在操作的过程中，我们有可能改变了可执行权限，所以我们需要再设置下可执行文件的权限为 755。
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if let bundleExecutable = getPlistKey(appBundleInfoPlist, keyName: "CFBundleExecutable"){
_ = Process().execute(chmodPath, workingDirectory: nil, arguments: ["755", appBundlePath.stringByAppendingPathComponent(bundleExecutable)])
}
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最后，也是最重要的一步，就是使用描述文件与证书对应用进行重签名。ios-app-signer 中使用了递归对 app bundle 中所有支持的类型进行重签，然后再对自身进行了重签。
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func generateFileSignFunc(_ payloadDirectory:String, entitlementsPath: String, signingCertificate: String)->((_ file:String)->Void){
let useEntitlements: Bool = ({
if fileManager.fileExists(atPath: entitlementsPath) {
return true
}
return false
})()
func shortName(_ file: String, payloadDirectory: String)->String{
return file.substring(from: payloadDirectory.endIndex)
}
func beforeFunc(_ file: String, certificate: String, entitlements: String?){
setStatus("Codesigning \(shortName(file, payloadDirectory: payloadDirectory))\(useEntitlements ? " with entitlements":"")")
}
func afterFunc(_ file: String, certificate: String, entitlements: String?, codesignOutput: AppSignerTaskOutput){
if codesignOutput.status != 0 {
setStatus("Error codesigning \(shortName(file, payloadDirectory: payloadDirectory))")
Log.write(codesignOutput.output)
warnings += 1
}
}
func output(_ file:String){
codeSign(file, certificate: signingCertificate, entitlements: entitlementsPath, before: beforeFunc, after: afterFunc)
}
return output
}
let signableExtensions = ["dylib","so","0","vis","pvr","framework","appex","app"]
//MARK: Codesigning - App
let signingFunction = generateFileSignFunc(payloadDirectory, entitlementsPath: entitlementsPlist, signingCertificate: signingCertificate!)
recursiveDirectorySearch(appBundlePath, extensions: signableExtensions, found: signingFunction)
signingFunction(appBundlePath)
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其实的 codeSign 方法执行了重签名的操作，这个方法其实就是调用了 codesign 命令来进行重签名。使用该命令进行重签名的方法：
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$ codesign -vvv -fs <证书> --entitlements=<entitlements.plist> --no-strict <重签名文件>
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至此，重签名的步骤就全部完成了。
小结
虽然 ios-app-signer 执行重签名的步骤还比较多，但其实里面有很多是处理其它情况的代码。而对于普通的重签名，可以总结为以下几个步骤：
- 解压 .ipa 文件，获取到对应的 .app 目录
- 找到你要使用的描述文件（如果没有，就使用开发者帐号写一个 Demo 应用生成一个）
- 将描述文件拷贝到 .app 目录下，并全名为
embedded.mobileprovision
- 找到描述文件对应的证书
- 生成一个 entitlements.plist 文件（文件内容可以直接从描述文件中获取）
- 删除 _CodeSignature 目录，这里面存放的是旧的资源文件签名
- 在 ios-app-signer 中并没有这一条操作，因此猜测删除
Info.plist 中的 CFBundleREsourceSpecification 作用与操作的效果一样
- 使用
codesign 进行重签名
- 将 .app 重新打包成 .ipa
参考资料
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