Eu configurei o gradle para assinar com:

android {
    ...
    signingConfigs{
        debug {
            storeFile file("...");
            storePassword '...'
            keyAlias '...'
            keyPassword '...'
        }
    }
}

Agora, quando executo a tarefa Gradle installDebug, o aplicativo está assinado e instalado corretamente e posso executá-lo conforme o esperado. Mas quando executo o módulo do aplicativo (execução padrão do android studio, que é muito preferida para depuração). Eu recebo a mensagem:

Failed to finalize session : INSTALL_FAILED_INVALID_APK:
/data/app/vmdl2083307194.tmp/1_slice__ signatures are inconsistent

Isso acontece mesmo quando o apk ainda não está instalado.

Eu acho que tem a ver com o Android Studio dividindo o apk de forma inadequada. Portanto, se ninguém souber como fazê-lo assinar corretamente, uma maneira de impedir que o Android Studio divida o apk provavelmente também funcionará.