APK签名 v1、 v2、v3、v3.1、v4 解析

在 Android 应用签名中，V1 V2 V3 V4签名是不同的签名方案，具体描述如下：

V1 签名（JAR 签名）：早期 Android 应用签名的基本形式，基于 Java 签名（JAR 签名）规范。它将应用的整个 APK 文件作为一个整体进行签名，包括应用的所有内容（包括清单文件、资源文件和代码文件等）。V1 签名使用了基于 MD5 和 SHA1 的哈希算法，以及 RSA 或 DSA 加密算法。

V2 签名（APK 签名方案 v2+）：Android 7.0（API 级别 24）及更高版本引入的新签名方案。它采用了一种增量签名的方法，只对 APK 内容的部分进行签名，而不是整个 APK 文件。这种增量签名可以提供更好的签名效率和验证性能，并且不会破坏 APK 的完整性。V2 签名使用了基于 SHA256 的哈希算法，并采用 ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）进行签名。它还提供了对 APK 文件进行验证和完整性检查的机制，以确保 APK 在传输和安装过程中没有被篡改。V2 签名是对 V1 签名的增强，而不是互斥的。在支持 V2 签名的设备上，应用将同时包含 V1 和 V2 两种签名方案，以保证在各种设备上的兼容性和验证方式。V2 签名是在 V1 签名基础上引入的增强方案，提供了更好的效率和安全性。

V3 签名（APK 签名方案 v3+）： Android 9.0（API 级别 28）及更高版本引入的新签名方案。它是对 V2 签名的进一步增强。V3 签名采用了更强大的签名算法（基于 RSA 或 ECDSA）和更长的密钥长度，以提供更高的安全性。V3 签名与 V2 签名类似，仍然采用增量签名的方式，只对 APK 内容的部分进行签名。V3 签名在验证和完整性检查方面与 V2 签名相似，但它还提供了一些额外的安全特性，例如签名块的完整性保护和签名的附加时间戳。需要注意的是，V3 签名是可选的，应用可以同时包含 V1、V2 和 V3 三种签名方案。V3 签名的引入进一步提升了应用的安全性和验证机制，同时确保了对旧版 Android 设备的兼容性。开发者可以选择在构建应用时使用 V3 签名来提高应用的安全性水平。

V3.1 签名（APK 签名方案 v3+）： Android 13 支持 APK 签名方案 v3.1，即现有 APK 签名方案 v3 的改进版本。v3.1 方案解决了 APK 签名方案 v3 在轮替方面的一些已知问题。具体而言，v3.1 签名方案支持 SDK 版本定位功能，这会允许轮替定位到平台的更高版本。

v3.1 签名方案使用在 Android 12 或更低版本中无法识别的分块 ID。因此，平台会应用以下 signer 行为：

搭载 Android 13 或更高版本的设备使用 v3.1 分块中的轮替 signer。
搭载旧版 Android 的设备会忽略轮替 signer，而使用 v3 分块中的原始 signer。

尚未轮替其签名密钥的应用无需执行任何其他操作。每当这些应用选择轮替时，系统都会默认应用 v3.1 签名方案。

V4 签名（APK 签名方案 v4+）： Android 11.0 引入，用来支持 ADB 增量 APK 安装。v4 签名基于根据 APK 的所有字节计算得出的 Merkle 哈希树。它完全遵循 fs-verity 哈希树的结构（例如，对salt进行零填充，以及对最后一个分块进行零填充。）Android 11 将签名存储在单独的 [apk name].apk.idsig 文件中。v4 签名需要 v2 或 v3 签名作为补充。运行 adb install --incremental 命令时，adb 会要求 .apk.idsig 文件存在于 .apk 旁边。默认情况下，它还会使用 .idsig 文件尝试进行增量安装；如果此文件缺失或无效，该命令会回退到常规安装。

在 Android 7.0 及更高版本中，可以根据 APK 签名方案 v2+ 或 JAR 签名（v1 方案）验证 APK。更低版本的平台会忽略 v2 签名，仅验证 v1 签名。