> 注：本文首发于我的个人博客：https://evilpan.com/2019/04/06/ios-basics/
[上篇文章][last]介绍了Objective-C的基本概念，本文就来接着看如何创建我们的第一个简单iOS应用，
本着简单可复现的方式，我们会以尽可能小的成本来构建并在真机运行iOS应用。 也就是说，
不用越狱， 也无需开发者账号。当然，一台iPhone手机还是需要的，为了方便编译最好还有macOS环境。
# Xcode
iOS的应用必须要用Xcode来创建，步骤很简单：
1. 下载并打开Xcode
2. 选择ios -> Single View Application
3. 填写项目名、开发组、包名（Identifier）
项目创建成功后，目录结构如下：
```sh
$ tree HelloWorld/
HelloWorld/
├── HelloWorld
│ ├── AppDelegate.h
│ ├── AppDelegate.m
│ ├── Assets.xcassets
│ │ ├── AppIcon.appiconset
│ │ │ └── Contents.json
│ │ └── Contents.json
│ ├── Base.lproj
│ │ ├── LaunchScreen.storyboard
│ │ └── Main.storyboard
│ ├── Info.plist
│ ├── ViewController.h
│ ├── ViewController.m
│ └── main.m
└── HelloWorld.xcodeproj
├── project.pbxproj
├── project.xcworkspace
│ ├── contents.xcworkspacedata
│ ├── xcshareddata
│ │ └── IDEWorkspaceChecks.plist
│ └── xcuserdata
│ └── pan.xcuserdatad
│ └── UserInterfaceState.xcuserstate
└── xcuserdata
└── pan.xcuserdatad
├── xcdebugger
│ └── Breakpoints_v2.xcbkptlist
└── xcschemes
└── xcschememanagement.plist
```
可以看到项目下有两个文夹，分别是源代码文件`HelloWorld`，以及工程文件`HelloWorld.xcodeproj`。
作为示例，我们可以修改`ViewController.m`文件，如下：
```c
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
// 创建控件
UILabel* label = [[UILabel alloc]init];
label.text = @"Hello World";
// 自适应大小
[label sizeToFit];
// 居中
label.center = self.view.center;
// 添加控件
[self.view addSubview :label];
}
@end
```
这样，一个Hello World小程序就完成了，左上角运行按钮，即可编译并在模拟器中运行，如下：
![imgSim.jpg][imgSim]
在源代码框下方`Products`区域也能看到编译出的`HelloWorld.app`。
是不是很简单？好我们今天的文章就这样结束了，... 才怪！
# 命令行编译
为了更好地了解编译过程，我们可以脱离Xcode IDE，在命令行编译该项目：
首先，在项目目录中查看Schemes：
```
$ xcodebuild -list -project HelloWorld.xcodeproj
Information about project "HelloWorld":
Targets:
HelloWorld
Build Configurations:
Debug
Release
If no build configuration is specified and -scheme is not passed then "Release" is used.
Schemes:
HelloWorld
```
然后，选择一个scheme进行编译，这里是HelloWorld：
```
$ xcodebuild -scheme HelloWorld build
note: Using new build system
note: Planning build
note: Using build description from disk
Build system information
error: Signing for "HelloWorld" requires a development team. Select a development team in the project editor. (in target 'HelloWorld')
** BUILD FAILED **
```
凹，编译失败了，签名出错，因为万恶的资本主义坏苹果要求必须要每年99$或者299$去购买
Apple Developer Program 会员资格才能对应用进行合法签名，从而发布并运行我们创建的app。
但是这里写的这个简单APP只需要在我自己的手机上运行，所以并不需要这一步，禁用签名进行编译即可：
```
$ xcodebuild -scheme HelloWorld build CODE_SIGN_IDENTITY="" CODE_SIGNING_REQUIRED=NO
Build settings from command line:
CODE_SIGN_IDENTITY =
CODE_SIGNING_REQUIRED = NO
note: Using new build system
note: Planning build
note: Constructing build description
Build system information
warning: HelloWorld isn't code signed but requires entitlements. It is not possible to add entitlements to a binary without signing it. (in target 'HelloWorld')
...
Validate /Users/pan/Library/Developer/Xcode/DerivedData/HelloWorld-dnyjqrgxcjjobvfzytzhtzpmjlmx/Build/Products/Debug-iphoneos/HelloWorld.app (in target: HelloWorld)
...
Touch /Users/pan/Library/Developer/Xcode/DerivedData/HelloWorld-dnyjqrgxcjjobvfzytzhtzpmjlmx/Build/Products/Debug-iphoneos/HelloWorld.app (in target: HelloWorld)
...
** BUILD SUCCEEDED **
```
编译成功了！中间省略了很多输出信息，这里就不贴了。值得一提的是，生成的app并不是在当前项目目录下，
而是在`$HOME/Library/Developer/Xcode/DerivedData/$PROJECT-xxxx/{...}/HelloWorld.app`中，
xxxx看起来是一段随机数。HelloWorld.app就是一个传统的苹果应用，其目录结构如下：
```sh
$ tree HelloWorld.app
HelloWorld.app
├── Base.lproj
│ ├── LaunchScreen.storyboardc
│ │ ├── 01J-lp-oVM-view-Ze5-6b-2t3.nib
│ │ ├── Info.plist
│ │ └── UIViewController-01J-lp-oVM.nib
│ └── Main.storyboardc
│ ├── BYZ-38-t0r-view-8bC-Xf-vdC.nib
│ ├── Info.plist
│ └── UIViewController-BYZ-38-t0r.nib
├── HelloWorld
├── Info.plist
└── PkgInfo
```
其中HelloWorld就是ARM64的Mach-O文件：
```sh
$ file HelloWorld.app/HelloWorld
HelloWorld.app/HelloWorld: Mach-O 64-bit executable arm64
```
## 模拟器
iOS模拟器除了可以在Xcode启动，也可以通过命令行进行管理，如：
```sh
xcrun simctl help
```
查看具体帮助：
```sh
$ xcrun simctl help install
Install an app on a device.
Usage: simctl install
```
例如，我们要想在模拟器中启动上节编译好的HelloWorld.app，可以用以下命令：
```sh
# 查看当前设备列表，选择一个设备UDID
xcrun simctl list devices
# 打开并启动设备
open -a Simulator --args -CurrentDeviceUDID $UDID
# 在启动的设备中安装我们的应用，注意需要app支持x86架构
xcrun simctl install booted /path/to/HelloWorld.app
```
关于simctl的更多使用示例可以参考[这篇文章][simctl]。
# 签名与ipa
上节说到我们可以不签名来编译APP，但对于真机而言，要想运行应用，签名是必须的。
在Xcode7以后，开发者可以只用自己的Apple ID来在自己的设备上运行iOS应用，设置如下：
![imgSign.jpg][imgSign]
这样就可以通过USB在物理机上运行iOS应用了，不过要注意的是第一次启动时会提示不可信的开发者，
需要到`设置-通用`中进行信任。
## 什么是ipa
iOS应用与Android应用类似的一点是，最后安装到系统中的都是一个zip压缩包，对于Android而言后缀是apk，
而对于iOS而言则是ipa（iPhone Application Archive）。通常ipa会通过苹果加密（使用FairPlay DRM技术）。
所以一般我们想从手机上已经安装的应用还原出ipa需要先解密，也通常称为砸壳。
常见的解密方法有如下几种：
- [Clutch- Fast iOS executable dumper][clutch]
- [dumpdecrypted - Dumps decrypted mach-o files from encrypted iPhone applications from memory to disk][dd]
- [frida-ios-dump][fid]
当然这些都是需要越狱的，在非越狱的机器上可以通过iMazing提取，热门应用可以直接在第三方应用商店下载，
比如[AppCake][cake]。
## ipa打包
对于有源码的应用，我们可以使用Xcode进行打包，打包流程可以参考[stackoverflow中的一个回答](https://stackoverflow.com/questions/5499125/how-to-create-ipa-file-using-xcode)。
不过这需要有开发者账号。由于我们是自己使用，因此要找一种无需开发者账号的方法。
无需开发者账号的打包方式有很多，比如：
- [How to create ipa in xcode 6 without Apple Developer account?][ar1]
- [Export an IPA From Xcode Without an Apple Developer Account][ar2]
这里使用命令行方式进行打包（archive&export）：
```sh
# archive
xcodebuild archive -project HelloWorld/HelloWorld.xcodeproj -scheme HelloWorld -configuration Debug -archivePath ./build/HelloWorld
# export
xcodebuild -exportArchive -archivePath ./build/HelloWorld.xcarchive -exportOptionsPlist exportOptions.plist -exportPath ./build
```
这样就在`./build`目录下生成`HelloWorld.ipa`包了。其中`exportOptions.plist`如下：
```xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
method
development
```
详细exportOptions的key/value值可以通过`xcodebuild -help`查看。
# ipa安装
无需AppStore的ipa的安装方法有下面几种（欢迎补充）：
- 使用Apple Configurator 2 工具（只支持MacOS）
- 使用Xcode安装
- 使用OTA部署方式安装
- 其他
## 使用Apple Configurator 2
Apple Configurator 2是苹果公司提供的一个部署和配置工具，可以直接从AppStore下载。
USB连接苹果手机后打开工具，图形界面操作，依次选择：
```
Add -> Apps -> Choose from my Mac
```
然后点击生成的ipa文件即可。不是很推荐这个工具，如果一定要用图形界面，还不如用下面的Xcode。
## 使用Xcode
同样是图形界面操作，USB连接手机后依次选择：
```
Window -> Devices and Simulators -> Devices
```
选择自己的手机后，点击`+`添加或者直接把ipa文件拖拽进来即可。
## OTA部署
OTA部署支持使用HTTPS的方式部署和分发你的ipa包，一个示例OTA链接地址如下：
```
itms-services://?action=download-manifest&url=https://example.com/ota.plist
```
`itms-services`是苹果上的自定义协议，会根据action下载并处理目标plist文件，
`ota.plist`内容如下：
```xml
items
assets
kind
software-package
url
https://example.com/app.ipa
metadata
bundle-identifier
com.evilpan.helloworld
bundle-version
1
kind
software
title
一个有趣的APP
```
解析后会从`https://example.com/app.ipa`下载应用，用户点击确定即可安装。
这里注意不论是ota.plist还是app.ipa的地址都是强制要求为**HTTPS**的，
因此若想以这种形式安装，还必须要去注册一个合法的SSL证书，也可以用免费的。
由于AppStore审核很严格，很多私人用的或者不合规的iOS软件都是通过OTA部署的形式分发的，
并且在会在安装说明中指引用户去`设置->通用->描述文件与设备管理`中手动点击信任该个人/企业开发者。
## 其他
除了上述方式，还有一些开源脚本可以帮助我们安装部署自己的应用，如[ios-deploy][ios-deploy]，
只要连接USB输入以下命令即可安装：
```
$ ios-deploy -b HelloWorld.ipa
[....] Waiting for iOS device to be connected
------ Install phase ------
...
[ 65%] InstallingEmbeddedProfile
[ 70%] VerifyingApplication
[ 75%] CreatingContainer
[ 80%] InstallingApplication
[ 85%] PostflightingApplication
[ 90%] SandboxingApplication
[ 95%] GeneratingApplicationMap
[100%] Installed package HelloWorld.ipa
```
有点类似于Android的`adb install`，相当方便。个人建议直接使用源码编译而不是npm安装。
# 后记
本文从开发者的角度，介绍了iOS应用创建、编译、打包、测试、部署等方面，
从零开始构建并运行我们的第一个iOS程序。 既介绍了模拟器的安装测试方式，
也介绍了物理机上的打包和部署过程。其中很多地方尽可能的使用命令行去运行，
这有利于后续自动化的操作，也有利于我们理解各个选项所使用到的参数作用。
为了降低工作量，我们特地在没有越狱以及没有开发者账号的情况下完成上述操作。
下一篇，我们将尝试从攻击者的角度，实际“破解”一个iOS应用，Stay Tuned！
# 参考链接
- [iOS builds / ipa creation from the command line][ipa-cli]
- [Setting up Frida Without Jailbreak on devices running iOS 12.1.4][wjb]
- [AppCake - Third party ipa download][cake]
- [dumpdecrypted - Dumps decrypted mach-o files from encrypted iPhone applications from memory to disk][dd]
- [Clutch- Fast iOS executable dumper][clutch]
- [frida-ios-dump][fid]
- [insert_dylib][id]
- [Non-market App Distribution - Monaca Docs][nmd]
[wjb]: https://medium.com/@dinezh.shetty/setting-up-frida-without-jailbreak-on-devices-running-latest-ios-12-4-27c7cfa6c9a2
[cake]: https://www.iphonecake.com/
[clutch]: https://github.com/KJCracks/Clutch
[dd]: https://github.com/stefanesserhttps://img.qb5200.com/download-x/dumpdecrypted
[fid]: http://www.alonemonkey.com/2018/01/30/frida-ios-dump/
[ipa-cli]: https://stackoverflow.com/questions/32763288/ios-builds-ipa-creation-no-longer-works-from-the-command-line
[simctl]: https://shashikantjagtap.net/simctl-control-ios-simulators-command-line/
[id]: https://github.com/Tyilo/insert_dylib
[ar1]: https://stackoverflow.com/questions/26928721/how-to-create-ipa-in-xcode-6-without-apple-developer-account
[ar2]: https://medium.com/m%CE%BBgn%CE%BEt%CE%BBr/how-to-export-a-ipa-file-from-xcode-without-a-dev-account-bac8b2645ad3
[nmd]: https:/https://img.qb5200.com/download-x/docs.monaca.io/en/products_guide/monaca_idehttps://img.qb5200.com/download-x/deploy/non_market_deploy
[ios-deploy]: https://github.com/ios-control/ios-deploy
[last]: https://evilpan.com/2019/04/05/objc-basics/
