Android的权限机制之—— “沙箱”机制sharedUserId和签名

Android“沙箱”的本质是为了实现不同应用程序和进程之间的互相隔离，即在默认情况 下，应用程序没有权限访问系统资源或其它应用程序的资源。每个APP和系统进程都被分配唯一并且固定的User Id，这个uid与内核层进程的uid对应。每个APP在各自独立的Dalvik虚拟机中运行，拥有独立的地址空间和资源。运行于Dalvik虚拟机中的 进程必须依托内核层Linux进程而存在，因此Android使用Dalvik虚拟机和Linux的文件访问控制来实现沙箱机制，任何应用程序如果想要访 问系统资源或者其它应用程序的资源必须在自己的manifest文件中进行声明权限或者共享uid。

 

    安装在设备中的每一个apk文件，Android给每个APK进程分配一个单独的用户空间,其manifest中的userid就是对应一个Linux 用户都会被分配到一个属于自己的统一的Linux用户ID，并且为它创建一个沙箱，以防止影响其他应用程序（或者其他应用程序影响它）。用户ID 在应用程序安装到设备中时被分配，并且在这个设备中保持它的永久性。

 

通过Shared User id,拥有同一个User id的多个APK可以配置成运行在同一个进程中.所以默认就是可以互相访问任意数据. 也可以配置成运行成不同的进程, 同时可以访问其他APK的数据目录下的数据库和文件.就像访问本程序的数据一样.

 

PID：为Process Identifier，　PID就是各进程的身份标识,程序一运行系统就会自动分配给进程一个 独一无二的PID。进程中止后PID被系统回收，可能会被继续分配给新运行的程序，但是在android系统中一般不会把已经kill掉的进程ID重新分 配给新的进程，新产生进程的进程号，一般比产生之前所有的进程号都要大。

UID：一般理解为User Identifier,UID在linux中就是用户的ID，表明时哪个用户运行了这个程序，主要用于权限的管理。而在android 中又有所不同，因为android为单用户系统，这时UID 便被赋予了新的使命，数据共享，为了实现数据共享，android为每个应用几乎都分配了不同的UID，不像传统的linux，每个用户相同就为之分配相 同的UID。（当然这也就表明了一个问题，android只能时单用户系统，在设计之初就被他们的工程师给阉割了多用户），使之成了数据共享的工具。

因此在android中PID，和UID都是用来识别应用程序的身份的，但UID是为了不同的程序来使用共享的数据。

在android 中要通过UID共享数据只需在程序a,b中的menifest配置即可，具体如下：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
          package="com.perseus.a"
　　　　　 android:versionCode="1"
　　　　　 android:versionName="1.0"
          android:sharedUserId="com.share">

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
          package="com.perseus.b"
　　　　　 android:versionCode="1"
　　　　　 android:versionName="1.0"
          android:sharedUserId="com.share">

   这样的话你也许会有疑问，如果让其他的开发这知道了我们的shareUserId知道了我们的ID，那我们的数据不是暴露了，放心吧google不会犯 这样的低级错误的，我们要使不同的程序能够相互访问，还需要拥有相同的签名，每个公司或者开发者的签名是唯一的，这样我们就不用担心了，另外两者能够访 问，别忘了权限。

 

总之

对于一个APK来说，如果要使用某个共享UID的话，必须做一下两部步：

 

1、相同的在Manifest节点中增加android:sharedUserId属性。

 

2、相同的在Android.mk中增加LOCAL_CERTIFICATE的定义。（既签名相同）

 

签名可以用eclipse或者手动或者源码下的mk文件三种来签名。

 

 

如果有看系统源码的同学，可以看到一些系统应用就是这样：

系统中所有使用android.uid.system作为共享UID的APK，都会首先在manifest节点中增加 android:sharedUserId="android.uid.system"，然后在Android.mk中增加 LOCAL_CERTIFICATE := platform。可以参见Settings等

 

系统中所有使用android.uid.shared作为共享UID的APK，都会在manifest节点中增加 android:sharedUserId="android.uid.shared"，然后在Android.mk中增加 LOCAL_CERTIFICATE := shared。可以参见Launcher等

 

系统中所有使用android.media作为共享UID的APK，都会在manifest节点中增加 android:sharedUserId="android.media"，然后在Android.mk中增加LOCAL_CERTIFICATE := media。可以参见Gallery等。

 

 

另外，应用创建的任何文件都会被赋予应用的用户标识，并且正常情况下不能被其他包访问。当通过 getSharedPreferences（String，int）、openFileOutput（String、int）或者 openOrCreate Database（String、int、SQLiteDatabase.CursorFactory）创建一个新文件时，开发者可以同时或分别使用 MODE_WORLD_READABLE和MODE_WORLD_RITEABLE标志允许其他包读/写此文件。当设置了这些标志后，这个文件仍然属于自 己的应用程序，但是它的全局读/写和读/写权限已经设置，所以其他任何应用程序可以看到它。这个和上面的设置sharedUId想必更加不安全。

 

关于签名：

 

build/target/product/security目录中有四组默认签名供Android.mk在编译APK使用：

 

1、testkey：普通APK，默认情况下使用。

 

2、platform：该APK完成一些系统的核心功能。经过对系统中存在的文件夹的访问测试，这种方式编译出来的APK所在进程的UID为system。

 

3、shared：该APK需要和home/contacts进程共享数据。

 

4、media：该APK是media/download系统中的一环。

 

签名部分：

 

应用程序的Android.mk中有一个LOCAL_CERTIFICATE字段，由它指定用哪个key签名，未指定的默认用testkey.

 

 

 

对于使用eclipse编译的apk，可以使用signapk.jar来手动进行签名，其源码在build/tools/signapk下，编译后 在out/host/linux-x86/framework/signapk.jar，也可以从网上下载。使用方法，以platform为例：java -jar ./signapk　platform.x509.pem platform.pk8 input.apk output.apk  (platform.x509.pem platform.pk8在build/target/product/security获取)

 

 

附件是sharedUid的使用和openFileOutput的测试列子。