在 iOS 和 iPadOS 操作系统中，代码签名是确保应用程序安全性和完整性的核心机制。Apple 通过强制性代码签名、开发者签名和企业内部专有应用的验证等一系列严格的措施，保障用户设备免受恶意软件和代码篡改的威胁。本文将详细介绍 iOS 和 iPadOS 中的代码签名过程，包括强制性代码签名、开发者如何签名应用程序、以及企业内部专有应用的验证方法。
1. 强制性代码签名
1.1 概念和目标
强制性代码签名是 iOS 和 iPadOS 的一个核心安全机制，确保所有可执行代码在运行时都经过有效的数字签名。这一机制的主要目标包括：
- 验证应用程序来源：确保应用程序的代码来源于经过授权的开发者，并且在传输过程中未被篡改。
- 防止恶意代码执行：通过验证应用程序的签名，防止未经授权的代码在设备上运行，从而保护用户设备免受恶意软件的影响。
1.2 操作系统的签名要求
iOS 和 iPadOS 系统强制要求所有可执行代码必须经过签名，包括：
- 系统应用签名：设备附带的系统应用（如“邮件”和 Safari 浏览器）由 Apple 使用其内部签名系统进行签名，以确保它们的安全性和完整性。
- 第三方应用签名：所有由第三方开发者发布的应用程序必须使用 Apple 颁发的证书进行签名。这样，iOS 和 iPadOS 系统可以验证应用程序的合法性，并确保其未被篡改。
1.3 信任链
强制性代码签名通过信任链机制来确保代码的安全性：
- 操作系统层：iOS 和 iPadOS 的核心组件和系统应用都经过 Apple 的签名。
- 应用程序层：所有应用程序（包括第三方应用）都必须通过 Apple 的证书进行签名。信任链从操作系统扩展到应用程序，防止加载和执行未签名或篡改的代码。
2. 开发者如何给其 App 签名
2.1 证书验证
开发者在 iOS 和 iPadOS 平台上开发和分发应用程序时，必须使用 Apple 颁发的证书进行签名。签名过程包括以下步骤：
2.1.1 加入 Apple 开发者计划
开发者需要加入 Apple Developer Program，以获取必要的证书和资源：
- 注册账户：开发者必须创建 Apple ID 并注册成为 Apple 开发者。
- 验证身份：Apple 会验证开发者的身份，并颁发开发者证书。个人和企业开发者都需要提供相关的身份验证材料。
2.1.2 获取和使用证书
开发者在获取证书后，可以使用这些证书对应用程序进行签名：
- 开发证书：用于在开发和测试阶段对应用程序进行签名，确保其可以在测试设备上运行。
- 发布证书：用于将应用程序提交到 App Store 进行分发，确保其在用户设备上安装和运行时的合法性。
开发者可以使用 Xcode 或 codesign 命令行工具进行签名。签名过程包括将证书与应用程序二进制文件和相关资源绑定，生成有效的数字签名。
2.2 代码签名验证
iOS 和 iPadOS 允许开发者在应用程序中嵌入框架，并对这些框架进行签名：
- 团队标识符：每个框架必须使用与主应用程序相同的团队标识符进行签名。团队标识符是 Apple 颁发证书中提取的一个 10 位字母数字字符串，例如
1A2B3C4D5F。 - 动态库和框架的签名验证：系统在应用程序启动时会验证所有动态库和框架的签名，以确保它们的合法性，并防止未签名的第三方代码注入。
3. 验证企业内部专有 App
3.1 企业开发者计划
符合条件的企业可以使用 Apple Developer Enterprise Program（ADEP）创建和分发企业内部专有应用：
- 申请 ADEP：企业需要申请并加入 ADEP，Apple 会审核企业的资质并颁发企业证书。
- 生成预置描述文件：企业可以使用 ADEP 注册以获取预置描述文件，允许企业内部专有应用在授权的设备上运行。
3.2 安装和信任预置描述文件
- 通过 MDM 安装：组织可以使用移动设备管理 (MDM) 系统自动安装预置描述文件和应用程序。这种方式隐式信任应用程序，因为组织与设备之间的信任关系已建立。
- 手动安装：用户必须在设备的“设置”中手动安装和批准预置描述文件，以允许运行企业内部应用程序。
3.3 安全性和合规性
- 设备的肯定询证：企业内部专有应用首次启动时，设备必须收到 Apple 的肯定询证，确认允许该应用程序运行。
- 限制应用程序来源：组织可以配置 MDM 策略或内部政策，限制用户仅安装组织批准的应用程序，从而增强安全性。
4. 结论
iOS 和 iPadOS 中的强制性代码签名机制通过严格的验证过程确保应用程序的安全性和完整性。从操作系统级的签名到开发者应用程序的签名，再到企业内部专有应用的验证，每一个环节都致力于保护用户设备免受恶意软件和代码篡改的威胁。理解并正确实施这些签名过程，对于开发者和企业而言，都是保障应用程序安全性和合规性的关键步骤。
