苹果设备刷机流程分析

作成日: 2025年1月8日

使用モデル O1 by Chat01

質問

苹果设备刷机时,会去请求skl.apple.com,去获取设备的原厂数据,请问这一步是如何去请求的,然后刷机流程会有什么什么操作。你帮我详细分析一下刷机流程,和这个请求

思考

Mapping out the steps

I’m digging into the iPhone restore process, examining how iTunes or Finder requests Apple signatures, checks firmware signing via Apple's TSS, and possibly undertakes baseband signing through "skl.apple.com".

Tracing the process

I’m thinking through how the iPhone retrieves factory data, potentially involving "Software Key Load" or "Software Key Loader". This might include the initial DFU mode or recovery mode activation.

Forging the path

First, iTunes or Finder recognizes a device in recovery mode, requesting the appropriate .IPSW. Then, the TSS returns a partial signature, patched into the .IPSW, and the device is updated or restored.

Clarifying the process

I’m examining Apple's restore sequence: device entry into DFU or recovery mode, iTunes or Finder downloading and verifying the .IPSW, requesting a TSS server restore ticket, signing the firmware, and ensuring device reactivation.

Clarifying the process

I’m piecing together the steps from restoring a device in DFU mode to reactivation, including downloading and verifying the .IPSW, requesting a TSS server restore ticket, and ensuring firmware signing.

Examining Apple's server

I'm piecing together how iTunes contacts Apple's server infrastructure, potentially including "skl.apple.com," to verify the device's restore signature via HTTP/HTTPS, device identifiers, and cryptographic libraries.

Wrapping up the process

I’m detailing the final steps: viewing logs, checking firmware eligibility, and reactivating the device post-restore. This comprehensive rundown should cover the necessary aspects.

Thought about iOS刷机流程及请求,持续 15 秒

回答

以下内容基于公开可查的资料以及常见的刷机工具(如 iTunes/Finder)与苹果官方服务器之间交互的原理进行说明,帮助你理解苹果设备在刷机(Restore/Update)时与苹果服务器(包括 skl.apple.com 等子域名)之间发生了什么,以及整个刷机流程的大致步骤。其中涉及的请求原理、流程等,可能会因苹果系统版本变化略有不同,但核心流程大体一致。


一、整体刷机流程概述

  1. 设备进入恢复模式/DFU 模式

    • 当 iPhone、iPad 等 iOS/iPadOS 设备出现系统问题,或者用户想要重新刷机时,通常需要让设备进入 Recovery Mode(恢复模式)或 DFU Mode(设备固件升级模式)。
    • 这两种模式都可以使 iTunes(macOS Catalina 之前)或 Finder(macOS Catalina 及之后)检测到“处于恢复状态”的设备,并允许用户执行“恢复”或“更新”操作。
  2. 获取对应固件 (IPSW)

    • 在检测到设备后,iTunes/Finder 通常会根据设备型号、当前或目标系统版本,从苹果官方服务器下载对应的固件文件(.IPSW 文件)。
    • 对于一般用户而言,iTunes/Finder 自动从苹果服务器获取。如果是手动刷机,也可以从第三方网站下载对应 IPSW,再通过 iTunes/Finder 来选择该文件进行刷机。
  3. 请求刷机签名(TSS 验证)

    • 苹果对 iOS 设备刷机进行严格签名验证(TSS,Ticket Signing Service),以防止刷入未经官方签名的固件版本。
    • 在刷机开始前,iTunes/Finder 会向苹果的签名服务器发送请求,一般是向 gs.apple.com,但在内部流程中还会有其他子域名(如 skl.apple.com)的访问,用于获取设备对应的“个性化签名数据”(SHSH blob)或其他必要信息。
    • 这些请求中会包含设备的硬件标识(如 ECID、型号、Baseband/Modem 版本、ApNonce 等),苹果服务器会返回一个“个性化”签名之后的刷机许可数据包。
  4. 执行固件写入

    • iTunes/Finder 在拿到合法的签名数据后,会将固件解包,对各分区映像(OS、System、Firmware、Baseband 等)进行写入。
    • 设备端在刷机过程中会验证传入的镜像是否与签名相匹配,若签名无效或版本不被允许,则会导致刷机报错。
  5. 重启并完成激活

    • 固件写入完成后,设备会重启,进入引导过程。此时系统会进行自检,验证引导分区的完整性。
    • 开机后,系统会再次与苹果激活服务器进行激活请求,确认该设备可以正常使用蜂窝网络、Apple ID 登录等功能。
    • 最终,完成激活后,用户即可进行数据恢复、登录 Apple ID 等常规操作,刷机流程宣告结束。

二、为什么会请求到 skl.apple.com

在刷机或设备恢复过程中,一般大众熟悉的服务器域名是 gs.apple.com,它是苹果官方的 TSS 签名服务器。但实际请求里,苹果会根据功能拆分多个子域名或背后的微服务来处理不同的数据请求。skl.apple.com 可能是苹果内部用于获取“SKL(Secure Key/Key Loader)”或其他相关资源的子域名,用于完成以下部分或全部工作:

  1. 获取或验证签名所需的关键参数

    • 当 iTunes/Finder 与苹果服务器交互时,不仅需要获取 SHSH blob,还需获取、验证各分区镜像签名所需的钥匙信息、nonce、授权令牌等。
    • 苹果可能将这些获取/验证的步骤拆分到不同的微服务中,其中就会有针对关键密钥管理、授权验证的服务器子域名,如 skl.apple.com
  2. 设备原厂数据(Baseband、Modem 相关数据)

    • 在升级或恢复过程中,基带(Baseband/Modem Firmware)等固件也需要特定签名与授权。苹果对蜂窝网络模块的刷写和授权有更高的安全要求。
    • 有些机型在刷机时,除了系统分区外,还会请求专门的基带固件授权。skl.apple.com 可能承担了与基带相关的安全密钥或授权数据下发的功能。
  3. 设备配置信息(AP 版本、硬件特征等)

    • 苹果会根据设备型号、市场版本、运营商定制等信息来生成个性化的许可文件,保证该固件只能刷到对应设备上。
    • 这些信息或许也会从 skl.apple.com 这样的服务器获取或校验。

总之,skl.apple.com 主要是苹果在刷机签名或授权过程中所调用的内部子域名/服务,它的作用是完成关键的安全验证、密钥获取、基带/蜂窝网络授权以及其他与设备“原厂数据”相关的验证或下载流程。


三、刷机请求与签名验证的详细交互

下面以用户在 iTunes/Finder 上点击“恢复”或“更新”后,实际发生的请求交互为例,做一个稍微详细的拆解(逻辑顺序可能略有简化):

  1. 识别设备信息

    • iTunes/Finder 通过 USB 或者在较新 macOS 上通过 Finder,与设备通讯,获取当前设备的 ECID、产品型号、当前系统版本等信息。
    • 设备进入恢复/DFU 模式后,只能进行非常有限的通讯,但足以让主机端拿到必要的硬件标识。
  2. 请求可用固件版本 & 下载 IPSW

    • iTunes/Finder 会查询苹果服务器,确认当前对该设备依然开放签名的 iOS/iPadOS 版本有哪些,并下载对应的 .IPSW(如果本地无缓存)。
    • 如果版本已经关闭签名,一般会在后续签名验证阶段被苹果服务器拒绝。
  3. 发起签名请求(TSS Request)

    • 当用户点击“开始恢复”或“更新”后,iTunes/Finder 会打包本设备的 ECID、ApNonce、BoardConfig、Baseband 版本等数据,向 TSS 服务器(通常域名 gs.apple.com)发起 HTTP/HTTPS 请求。
    • 在请求过程中或后续过程里,iTunes/Finder 也可能会访问 skl.apple.com 等,用于获取特定的密钥或基带固件授权数据。
  4. 服务器返回签名响应

    • 苹果服务器根据传入参数,确认该设备对应的固件版本是否在签名范围内,如果在签名范围内,会生成一份 SHSH blob(签名数据),以及可能包含对基带等分区映像的授权文件。
    • 返回的响应数据中有设备专属的签名部分,使得固件只能用于这一台设备。
  5. iTunes/Finder 将签名数据写入 IPSW 中相应分区

    • 这里会对下载的固件进行部分解压或解包,将苹果返回的个性化签名写入对应的分区映像。
    • 这一步完成后,固件实际上已经和该设备绑定,无法通用于其他设备。
  6. 开始刷写 (Restore Image to Device)

    • iTunes/Finder 将带有签名的固件分区镜像依次发送给设备的引导程序(恢复模式或 DFU 模式下的引导级别),设备一边校验签名一边写入到闪存分区。
    • 若签名有误或苹果不再允许此版本,会导致验证失败,报错并停止刷机。
  7. 刷写完成 & 设备重启

    • 所有分区镜像刷写完成后,iTunes/Finder 会指令设备重启。
    • 设备在引导时,再次进行自检和签名验证,通过后才能成功进入系统引导阶段。
  8. 激活流程

    • 设备首次开机向苹果激活服务器(通常是 albert.apple.com 或者多个域名)发送激活请求,验证该设备是否合法,或者是否有锁定运营商等信息。
    • 验证通过后,设备显示“Hello”界面,允许用户设置语言、网络,并登录 Apple ID 或恢复备份。

四、总结

  • skl.apple.com 在刷机过程中出现,是苹果内部为安全签名、基带授权、密钥分发等环节所使用的子域名。它与我们常见的 gs.apple.com 都属于苹果 TSS 基础设施的一部分,用于确保每一次刷机都经过了苹果的官方验证和授权。
  • 整个流程从检测到设备到最终激活,需要多个步骤和服务器交互:下载固件、请求签名、获取个性化 SHSH blob、写入镜像、完成自检以及最终激活。
  • 在实际操作中,普通用户只需要将设备连接到电脑,打开 iTunes/Finder,点击“恢复”或“更新”并等待完成即可。所有网络请求和签名校验都是自动化的,在用户看不到的后台完成。
  • 对于研究者或高级用户,通过抓包或查看日志可以发现,iTunes/Finder 会访问多重苹果域名(例如 gs.apple.com, skl.apple.com, albert.apple.com 等),这都属于苹果在刷机或激活过程中不同阶段调用的不同微服务。

以上就是苹果设备刷机时,如何向苹果服务器(包括 skl.apple.com)请求“原厂数据”并完成整个刷机流程的大致原理和步骤。希望能帮助你更好地理解苹果刷机所需的请求交互和安全验证过程。

質問

那我能通过什么方式获取设备硬件的工厂数据码

思考

Navigating Apple data access

I'm working through how Apple's TSS allows partial data access, and all proprietary data is solely accessible to Apple, ensuring data security and privacy.

Navigating data access

Considering the policy implications of the user's request for hardware data codes from Apple, it is crucial to emphasize that Apple does not generally share this data.

Emphasizing official channels

Highlighting that Apple maintains strict control over hardware data codes, and unauthorized methods like third-party tools or jailbreaking should be avoided to ensure data security and compliance with Apple's policies.

Positioning the explanation

I'm crafting a concise explanation on hardware data codes, highlighting partial accessibility through specific logs and tools, but noting limitations and potential lack of comprehensive data.

Thought about 获取设备硬件工厂数据,持续 11 秒

回答

下面的回答基于公开信息与常见原理进行说明,涉及到“设备工厂数据码”或类似厂商级硬件标识的获取方式通常并不对普通用户开放。苹果在量产、质检或售后阶段可能会用到这些数据,但在零售终端和常规开发环境中并不会轻易暴露。以下内容仅作信息性说明,并不代表任何绕过或破解苹果安全机制的建议。


1. 什么是“设备硬件的工厂数据码”

在苹果产品(尤其是 iPhone、iPad 等 iOS/iPadOS 设备)制造和质检过程中,为了区分不同生产批次、硬件版本、配件供应商、出厂时间等,往往会写入若干“出厂”级别的标识或配置信息。这些信息与普通消费者在系统“设置-通用-关于本机”里看到的序列号、型号、IMEI/MEID 等又不完全相同,可能包含以下几类:

  1. 工厂烧写的生产批次代码(可能记录生产线、生产时间、零配件批次等)
  2. 内部硬件配置信息(不同的闪存、屏幕、基带/射频组件等供应商信息)
  3. 加密相关的Key或校验信息(苹果可能会存储在安全区或 Secure Enclave 中)
  4. 出厂测试/质检参数(工厂自检流水、老化测试结果等)

这些信息通常存储在设备内部的只读区域或通过安全加密方式封装,即使在系统层面也并不直接暴露。


2. 为什么普通用户难以获取

  1. 苹果的安全与隐私策略

    • 苹果对硬件级别数据有非常严格的安全策略,大多数厂商级标识或密钥只会在工厂或售后维修的内部系统中进行读取和使用。
    • 即便在系统层面,苹果也往往只暴露与消费者使用相关的标识(序列号、IMEI、蓝牙/Wi-Fi 地址等),而对于更底层、更全面的“工厂数据码”,并没有 API 或可用界面开放给终端用户。
  2. 刷机、激活过程只用到少量硬件信息

    • 刷机和激活时,iTunes/Finder 或其他苹果官方工具只会与服务器进行签名校验和必要的硬件验证(ECID、ApNonce 等),并不会将全部工厂数据码回传给用户。
    • 整个流程是面向“是否允许此设备刷入该固件”“是否匹配签名”而设计,更多的生产级信息对终端刷机并无必要,因此也不在终端用户侧公开。
  3. 内部工具非公开

    • 苹果在工厂、维修中心会使用一些内部工具/软件(例如 PurpleRestore、AST 2、苹果官方诊断工具等),它们能访问更多底层数据,但对外并不公开,也不会提供给第三方用户。

3. 是否有其他方式能间接获取

  1. 官方售后/官方维修渠道

    • 如果设备送往苹果官方维修中心,技术人员在内部测试或诊断时,可能会读取到部分出厂信息(例如硬件供应商、生产批次等),但这些数据通常也不会直接告知用户,仅用于官方判断是否为正品、硬件是否有故障等。
  2. 借助第三方维修工具或拆机设备

    • 部分第三方维修点或解锁团队,可能会使用私下流出的苹果内部软件或定制设备去读取底层信息,但这本身在法律或苹果政策层面上并不合规,也存在风险(数据泄露、设备损坏、违反保修协议等)。
    • 而且第三方能读取到的信息也未必是完整的“所有工厂数据码”,往往只是对基带、NAND、主板某些标识的读取。
  3. 越狱/研究级分析

    • 在越狱环境下,有时可以访问到更多系统底层文件或硬件寄存器信息,甚至通过漏洞利用来尝试读取某些区域。但
      1. 越狱本身已不被苹果官方认可,存在安全风险
      2. 部分出厂硬件信息可能封装在 Secure Enclave 或只读存储区域,即使越狱也不一定能完整访问。
    • 安全研究人员可能会使用专门的硬件调试手段(JTAG、内存取证等)进行逆向,但那是专业领域,且需极高技术门槛。
  4. 仅限苹果或授权合作方的服务器日志

    • 一些硬件信息只有在工厂出厂时或在苹果后台管理系统中才会被记录到日志、数据库中。普通用户无法通过接口查询,因为这些接口并不向外开放。

4. 现实可行的做法

  • 只获取公开可见标识:如果你只是想区分设备批次、确认机器正品等,通常序列号(Serial Number)、IMEI/MEID、以及保修信息查询就足够了。苹果官网、第三方序列号查询工具均能满足大多数需求。
  • 若需深入硬件调试:通常需要与苹果官方合作,或者具备苹果授权维修资质,获得特定内部工具及权限,这并非普通用户能轻易获得。
  • 安全合规地使用设备:在苹果的安全模型下,许多底层工厂数据码对日常使用无帮助,并且公开此类信息存在安全和隐私方面的潜在风险。

5. 总结

  • 苹果不会向普通用户公开“设备硬件的工厂数据码”,也没有提供可行的 API 或工具让个人获取完整的出厂信息。
  • 在售后或工厂环节所使用的内部诊断工具能够读取这些信息,但它们不会对外公开,也不在日常刷机或激活流程中返回给用户。
  • 如果仅出于验证设备真伪、保修状态、硬件配置等常见需求,用户通常只需通过苹果官网或第三方查询已公开的标识(序列号、IMEI 等)即可。
  • 若需要更深层次的工厂/硬件信息(比如拆机、维修、逆向研究),则往往涉及到非公开手段或苹果官方内部系统,这样的操作不在一般用户的可行范围。

结论:对于普通用户或开发者而言,几乎没有官方、合法且公开的方式可以获取苹果设备底层“工厂数据码”。这些数据受苹果严格控制,仅在工厂和授权维修环境中可能被使用或读取。

質問

但是在设备刷机时,如果硬盘格式化了,刷机时是会去请求当前设备的工厂数据文件回来的,这一步的接口是gg.apple.com、skl.apple.com、humb.apple.com,通过这些接口进行获取的,所以帮我分析这些接口可否有突破口

思考

Assessing interface access

It's worth noting that accessing Apple's internal endpoints such as gg.apple.com, skl.apple.com, and humb.apple.com is nearly impossible due to strong security measures like TLS, certificate pinning, and client authentication.

Examining Apple's systems

I’m looking into Apple's TAT and TSS system, including ephemeral requests, ephemeral client certificates, and pinned CA, highlighting their involvement in devices like iTunes and Finder, which use private key methods.

Thought about factory data and security,持续 7 秒

回答

以下内容基于对苹果刷机原理、苹果服务器与设备之间的交互机制的研究与推测,帮助你分析为什么在刷机时会访问类似 gg.apple.comskl.apple.comhumb.apple.com 之类的接口,这些接口在请求哪些数据,以及是否有可能“突破”去直接获取到设备的工厂级数据文件。但需要强调的是,苹果对这类底层服务均有非常严格的安全和访问控制,普通用户或第三方很难通过公开手段直接获取到完整的工厂数据或相关信息。


1. 为什么刷机时会访问这些接口

  1. 刷机涉及多阶段验证和下载

    • iOS 设备在执行系统恢复(Restore)或更新(Update)时,需要下载各种分区映像(系统分区、基带固件等)并完成签名校验、授权许可。
    • 同时,为了让设备在写入新系统后仍能保持与硬件信息一致,苹果需要向后端服务器请求设备的“个性化”或“配套”数据,例如:
      • 基带/蜂窝网络授权
      • 设备校准参数(部分机型可能涉及屏幕、摄像头、Touch ID/Face ID 等校准信息)
      • 其他出厂或升级所需的配置信息
  2. 苹果后端多域名/多服务协作

    • 常见的 gs.apple.com(TSS 签名服务器) 只是用户最熟悉的域名之一。实际上,苹果会将某些功能拆分到不同子域名或不同服务上,以增强灵活性与安全隔离。
    • gg.apple.comskl.apple.comhumb.apple.com 等,很可能分别承担着针对基带/蜂窝模块授权、授权票据下载、设备配置信息加载、校准数据查询等不同功能。
  3. 这些接口可能传输何种数据

    • 签名或授权所需的 SHSH blob、ApNonce 验证数据、个性化票据 (Ticket)
    • 用于硬件级授权的加密数据、密钥 (Keybag)
    • 校准或预置文件(例如一些硬件特性或区域设置相关)
    • 用于恢复模式或 DFU 模式下的必要引导信息

2. 这些请求是否能“抓包”或“破解”以获取工厂数据

  1. HTTPS + 证书校验 + 客户端校验

    • 苹果所有涉及到固件下载、签名验证的请求,均使用强制的 TLS/HTTPS 加密,而且往往还会搭配证书固定(Certificate Pinning)服务器端和客户端身份验证等安全措施。
    • 即使你在本地进行网络抓包(例如使用代理、MITM 等方式),也很可能会遇到证书校验失败或苹果软件拒绝连接,从而导致无法获取明文内容。
  2. 高度定制的身份认证流程

    • iTunes/Finder(或 Apple Mobile Device Service)在向苹果服务器发送请求时,会携带多种鉴权信息(如 Session Token、设备硬件标识、软件签名等),并且苹果服务器会验证这些信息的真伪和合法性。
    • 即便你通过一些手段截获了请求或响应,真正能看到的也往往是加密后的数据;若没有苹果内部的解密密钥或签名过程,无法复用或篡改这些数据,更无法直接提取到完整、可用的工厂数据文件。
  3. 加密后的工厂数据不等于“可读”

    • 就算通过某些方式拿到了部分“工厂数据”下载包,这些数据一般还会被层层加密、打包,只有设备或苹果官方工具才能正确解密并写入到设备对应分区。
    • 对于逆向工程者而言,即使能够解包 IPSW 或某些恢复文件,也通常无法逆推出苹果私有的工厂级别硬件数据明文,除非你有更深入的越狱或硬件取证手段去匹配相应的密钥。

3. 是否存在“突破口”

  1. 苹果的安全策略

    • 苹果整体采用了闭环安全策略:
      • 设备端的引导加载程序 (Bootrom) 只接受经过 Apple 签名的固件
      • 签名与授权过程依赖苹果私有密钥与 TSS 服务
      • TSS / SKL / HUMb 等后端服务只与经过认证的请求进行交互
    • 想要“突破”意味着要绕过苹果对客户端和服务端的双重验证,这在实践中难度极高。
  2. 公共漏洞或越狱漏洞

    • 只有在苹果设备出现了特定的低层漏洞(Bootrom 漏洞、Secure Enclave 漏洞等),并且能在设备端或者中间通信过程中以可控的方式利用这些漏洞,才可能在一定程度上访问到苹果不希望公开的数据。
    • 但此类漏洞通常极为稀少,且一旦曝出就会被苹果迅速修补;即使利用漏洞,也需要极高的逆向工程和安全研究能力。
  3. 内部泄露或苹果官方工具

    • 在工厂和官方维修环境中,苹果可能使用内部软件(例如 PurpleRestore、Genius 工具集、AST 2 等)直接调用这些私有接口并获得更多底层数据。
    • 但这些工具和访问权限均严格管控在苹果内部环境或授权维修点之中,即使外部有人私下获得,也属于极不合规或非法渠道。
  4. 中间人攻击 (MITM) 或 SSL 劫持

    • 由于苹果强制使用证书固定和严格的 TLS 校验,想要在客户端与服务器之间进行 MITM 很难成功。
    • 任何试图替换证书、修改请求/响应,都会使连接直接失败(报错 3004、3194 等常见 iTunes 错误),从而导致刷机终止。

4. 现实层面的结论

  • 无法通过普通手段从 gg.apple.comskl.apple.comhumb.apple.com 等接口直接获取可读、可用的“工厂数据”

    1. 流量被强加密;
    2. 请求过程有严格的身份验证和签名;
    3. 设备或苹果工具端本身也只会使用这些数据进行校验或写入,最终对用户不可见。
  • 若以研究或破解为目的,需要

    1. 深度逆向苹果的客户端软件或固件;
    2. 掌握可突破 TLS/证书校验/签名的安全漏洞;
    3. 或获得苹果官方内部的访问权限与工具。
      以上都属于高难度或极不现实的范畴。
  • 对普通用户或第三方而言,想通过抓包或伪造请求来“挖”到苹果内部的工厂数据文件,目前几乎没有已知的可行公开方法。即使获取到了加密包,也无法轻易解密查看其内容。


5. 总结

  • 在苹果的刷机过程中,确实会访问多重子域名和微服务(如 gg.apple.com, skl.apple.com, humb.apple.com)以获取特定硬件或基带授权、校准数据等。
  • 然而,这些接口的访问过程都在苹果官方软件(iTunes、Finder、PurpleRestore 等)内部受严格的安全控制,通过 HTTPS、证书固定、签名验证等手段来确保通信安全并防止篡改。
  • 想要利用这些接口“突破”苹果的安全防线,直接获取到设备的底层工厂数据文件,几乎不可能在公开手段下完成。无论在网络层进行抓包还是尝试伪造请求,都面临高强度加密与验证;在客户端设备层也需要越狱或极高级别的漏洞才能深入到苹果的安全区域。
  • 因此,对于普通研究者、维修人员、或开发者而言,无法从这些接口直接取得全部厂商级的数据明文;只有苹果官方或苹果内部工具,才能读取并使用这些数据,而且它们也不会向外部进行透明暴露。

结论:尽管刷机时苹果确实会从上述接口请求到部分工厂/硬件相关数据,但要想从这些接口直接“破解”并获取原厂数据文件几乎行不通。苹果的闭环安全体系与多重验证机制,决定了这是一个高度受控且难以绕过的过程。

質問

那苹果设备发现请求用到的RSA和ECC算法,是否可以被模拟的

思考

Understanding Apple’s security

I’m noting that Apple uses RSA and ECC for TSS sign verification and it’s unclear whether we can simulate this. Replicating the algorithm is possible, but accessing Apple’s private keys is not.

Thought about RSA and ECC simulation,持续 几秒

回答

先给结论:从纯算法层面,“模拟”苹果在服务器端使用的 RSA / ECC 签名过程当然是可能的;但从实际可行性层面,想要伪造或冒充苹果签名几乎不可能。因为算法本身是公开的,但私钥却只掌握在苹果手中,而且苹果在客户端和服务器端还部署了多重安全防护(包括证书绑定、硬件安全模块、反篡改校验等),使得外部无法绕过或仿造签名。

下面我们分几点来详细说明——


1. 为什么说“算法可模拟”,但“签名难伪造”

  1. 加密算法是公开标准

    • 苹果在不同阶段会使用到 RSA 或 ECC(椭圆曲线加密)等算法,这些加密/签名算法都是公开的国际标准(如 RSA PKCS#1、ECDSA 等),任何人都能实现或“模拟”其算法过程;这在学术和工程上都不是什么秘密。
  2. 缺少私钥就无法生成合法签名

    • 关键在于签名算法需要私钥才能输出合法的数字签名。
    • 苹果拥有极其严密的密钥管理体系,私钥只会保存在苹果内部的硬件安全模块 (HSM) 或其他高度保密环境中,客户端或第三方无法接触到。
    • 即便你可以使用同一个公开的椭圆曲线 (secp256r1 等) 或同一套 RSA 算法去“演算”,也没有办法得出与苹果服务器一样的签名结果。
  3. 数字签名的验证过程只认苹果公钥

    • 所有苹果固件或 TSS 签名的验证,都是在设备端或苹果官方软件(iTunes、Finder)中通过苹果公钥进行校验的。
    • 如果签名不是由苹果的私钥生成,就算你也能跑出一个“签名”,它在验证时也会被判定为无效。

2. 服务器端算法与私钥管理

  1. 苹果服务器如何生成签名

    • 当设备或 iTunes/Finder 请求固件签名时,苹果服务器会根据设备 ECID、当前固件版本等生成一段待签名数据 (ApNonce、BasebandNonce、BoardConfig 等),然后调用苹果内部的签名服务,用存放在安全模块内的私钥进行数字签名。
    • 服务器端的签名流程经过多重访问控制,只有获得苹果官方认证、且在正确环境下的请求,才会被允许调用签名服务。
  2. 硬件安全模块(HSM)

    • 大型互联网公司和金融机构常常使用 HSM(Hardware Security Module)来保护关键私钥,苹果也不例外。
    • 在 HSM 中,私钥通常无法被导出,只能通过专门 API 完成签名过程。这样即便攻破了服务器操作系统,也无法直接拿到私钥的明文。
  3. 证书固定(Certificate Pinning)

    • 客户端(iTunes、Finder、iOS 设备本身)也会内置苹果的公钥证书或证书指纹,在进行 TLS 连接和签名验证时会检查这些证书是否匹配,从而防止中间人攻击。
    • 即使第三方想要“模拟”服务器,也无法提供有效的苹果证书,连接会被直接中断或判定无效。

3. 为什么无法伪造签名去“假冒”苹果

  1. 签名+证书校验是最核心的防线

    • 苹果采取的流程是:只有苹果私钥签名 + 客户端使用苹果公钥验证,才能让固件或某些授权票据 (Ticket) 被设备认可。
    • 普通人或第三方只有算法,没有私钥,只能算出一串无效签名
  2. 加密强度很高

    • RSA、ECC 等加密算法的强度足以抵御在合理时间内通过暴力破解或数学推算出私钥。
    • 即便是国家级实验室,也不会轻易破开苹果所用的私钥(且苹果可能在定期更换或分散管理密钥)。
  3. 苹果有一整套线上线下防护

    • 包括服务器端访问权限控制、内部审计、网络隔离等,来保障私钥的安全。
    • 任何试图在“中间人”层面篡改签名或注入伪造证书的行为,都必须绕过苹果的严格证书固定和 TLS 验证,基本无解。

4. 总结

  • 可以“模拟”算法本身

    • 公开的加密/签名算法(RSA、ECC)任何人都能实现或者在程序中调用类似的加密过程,这在技术上完全没问题。
  • 却无法伪造苹果签名

    • 私钥在苹果手中受高度保护,外部无法得到;
    • 苹果的系统和刷机流程只认可苹果官方签名和证书,任何第三方签名都无法通过验证。
  • 现实含义

    • 对普通用户或研究者而言,单纯想“模拟”苹果的 RSA/ECC 签名,用于伪造固件或绕过刷机限制,是不可行的。
    • 这也是苹果 TSS 签名机制的核心要义:只有苹果服务器能发出有效签名,从而控制刷机和固件的合法性。

结论

  • 从密码学和软件工程角度看,任何人都能“模拟”RSA/ECC算法的计算过程;
  • 但要以苹果的身份产生被设备认可的签名,就必须持有苹果服务器端的私钥,而这在苹果的安全体系下基本不可能被外部获取或复用。

質問

那我现在有个苹果工程机,我可以调用什么APi来进行生成特定的设备的密钥呢?

思考

Extracting key insights

I confirmed that Apple does not publicly offer APIs to generate device-specific keys. Apple's internal APIs remain undisclosed as part of their proprietary technology.

Understanding security

I illuminated Apple's use of hardware security for storing device-specific keys. I emphasized that no public Apple engineering API exists for this purpose and advised contacting Apple for further information.

Thought about generating device keys on Apple test devices,持续 4 秒

回答

先说明一下结论:如果你指的是“生成能被苹果官方承认、与苹果签名体系兼容的设备密钥”(类似苹果出厂时烧录在 Secure Enclave 或基带的那些密钥),那么无论你手上有的是普通零售机,还是苹果内部的工程机,都没有公开或半公开的 API 能让你自己“生成”那种级别的密钥并在苹果体系中被认可。

  • 这类密钥在苹果的安全体系(从硬件 Secure Enclave 到后端 TSS 签名服务)都受到极其严格的管控,需要苹果私有基础设施和硬件安全模块 (HSM) 的配合,第三方无法自行生成可被苹果承认的“官方密钥”。

下面,我们再分情况讨论不同层面的“设备密钥”以及苹果工程机可能提供的特殊能力:


1. 不同层面的“设备密钥”

  1. 出厂烧录的硬件级别密钥

    • 在 iPhone/iPad 出厂时,苹果会在 SoC 或基带等模块中烧录若干硬件密钥,用于安全启动 (Secure Boot)、基带授权、iOS 系统完整性校验等。
    • 这些密钥只在设备内部持有,且搭配苹果云端的私钥签名流程进行检验与授权。此类密钥不存在公开 API 允许你在用户态重新生成或替换。
  2. Secure Enclave 生成的密钥 (Keychain / CryptoKit)

    • 在 iOS / macOS 应用层,开发者可以调用系统提供的 Keychain 或 CryptoKit 接口,比如 SecKeyCreateRandomKeySecKeyGeneratePairCryptoKit.SecureEnclave 等,来生成密钥对。
    • 这些密钥会存储在设备的 Secure Enclave/Keychain 中,具备硬件级防护,但它们仅供应用程序或系统功能使用(如苹果支付、加密存储等),并不会影响“刷机签名”或“苹果官方认可的设备身份”。
    • 也就是说,你可以随时在系统层生成新的 ECC/RSA 密钥对,但这跟设备出厂硬件身份无关,也不会被苹果后端当作“官方设备密钥”对待。
  3. 工程机在工厂/维修流程中的特殊密钥

    • 一些苹果内部的工程机(或称“DEBUG/FUSED”机型),在工厂阶段或调试模式下,可能启用调试性证书、允许加载某些未签名组件,以便苹果内部人员对硬件进行测试。
    • 但这些权限/证书大多还是通过苹果的内部签发流程下放,并非让你自己在工程机上就能调用某个“官方 API”去生成/替换真正的苹果签名密钥。
    • 你或许能在工程机上打开更多底层日志、使用更多诊断功能(例如通过 Apple Internal 工具 PurpleRestore、AST 2 等),但仍然不会有“生成官方签名密钥”的入口。

2. 工程机是否有“API”生成特定设备密钥

  1. 苹果私有工具 vs. 公共 SDK

    • 在苹果内部,可能确实存在一些“更低层级”的开发或诊断工具,用于在特定流水线上对硬件进行校准、分配证书、写入调试权限等。
    • 但这些工具(例如 PurpleRestore、Genius 工具套件、AST 2)都不对公众开放,即便你拿到了这些软件,没有苹果内网/签名服务器的配合,功能往往也受限。
  2. 公共 API(Keychain/CryptoKit)只能生成“普通”密钥

    • 对于任何 iOS/macOS 设备(包括工程机),你可以使用苹果公开的开发者文档(Security/Keychain Services/CryptoKit)来生成 ECC/RSA 密钥对。
    • 但这些密钥仅供你的App或系统本地使用,并不能变成“官方刷机签名”或“设备厂商级密钥”。它和苹果后端的签名机制是两回事。
  3. 设备身份和 TSS 验证不可替换

    • 当你进行刷机或系统恢复时,设备会向苹果TSS服务器提交 ECID、ApNonce 等标识,苹果服务器会使用它们生成并返回仅适用于这台设备的个性化签名(SHSH Blob)。
    • 这套流程的根基是苹果拥有对应的私钥,设备或客户端只是验证签名或携带公钥/Nonce,无法“自生成”能被苹果承认的签名。

3. 若想“生成官方设备密钥”,需要什么?

  • 苹果的私钥:只有掌握苹果服务器那把用于设备签名的私钥,才能输出被苹果所有系统承认的签名/证书。这显然在苹果内部高度管控,不可能对外开放。
  • 访问苹果内部签名服务 (TSS/HSM):就算你有苹果内部工具,如果没有权限访问苹果的硬件安全模块 (HSM),也无法让服务器替你“合法签名”。
  • 厂商级烧录/制造流程:真正的“设备密钥”写入是在生产线上完成的,需要与苹果官方制造或授权厂合作进行(并且多数烧录过程也不可逆,只能在SoC生产或设备出厂时写入)。

4. 现实可做的事情

  1. 使用 Keychain / CryptoKit 生成应用层密钥

    • 如果你只是希望在本地做加密、签名,或者需要一个“设备硬件级”防护的私钥来保证安全,可以用公开的 iOS/macOS API(CryptoKit、SecKey)在 Secure Enclave 中生成。
    • 这在工程机和正常量产机上都是可行的,但它与“苹果官方出厂密钥”并无关系。
  2. 利用工程机的额外调试接口

    • 工程机常常有更丰富的日志和调试信息,可能能让你获取到更多硬件配置、或者进行更底层的测试;但仍不提供你“自行生成苹果签名密钥”的能力。
  3. 如果需要研究/逆向

    • 你可以在工程机上进行逆向或者调试,但注意遵守相关法律法规,也要考虑苹果对工程机的管控和保密条款。真正深入的逆向研究往往涉及非常专业的安全知识,也不代表你能获取到苹果官方的私钥或生成新的设备公钥。

5. 总结

  • 没有公开或半公开的 API 能让你在工程机上“生成”苹果官方认可的设备密钥
  • 你可以用公共的安全/加密框架 (CryptoKit、Keychain 等) 生成“本地使用”的密钥,但这无法替代苹果私有的出厂密钥,也不会被TSS签名服务视为“官方密钥”。
  • 真正决定“设备密钥”合法性的,是苹果在生产线上或HSM中持有的私钥与签名服务,外部无法复制或绕过。

换言之,“工程机”并不等于“能访问苹果的内部签名体系”。除非你在苹果内部拥有相关权限和工具,否则无法生成被系统深度承认的设备密钥。
希望这能帮你澄清苹果内部密钥管理与工程机的实际能力。

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