为SRS流媒体服务器添加HLS加密功能(附源码)

为SRS流媒体服务器添加HLS加密功能(附源码)

之前测试使用过nginx的HLS加密功能，会使用到一个叫做nginx-rtmp-module的插件，但此插件很久不更新了，网上搜索到一个中国制造的叫做SRS的流媒体服务器，比较活跃，而且据说这个流媒体服务器的性能和功能都强大不少，但遗憾的是没有HLS加密功能。问原作者为什么没有添加这个功能没有回复，所以还是自己动手，丰衣足食吧，花了几个晚上的时间自己参考nginx-rtmp实现了一下。代码放到了github上(源码已经merge到了3.0release主分支上,pull request)。

功能介绍

几个新添加的参数配置项

 hls_keys        on;
 hls_fragments_per_key 4;
 hls_key_file     [app]/[stream]-[seq].key;
 hls_key_file_path    ./objs/nginx/html;
 hls_key_url     http://localhost:8080/live/h265.m3u8;
 

分别代表如下含义：

• hls_keys: 是否开启hls加密，默认关闭。
• hls_fragments_per_key: 每个key可以加密多少个ts片段，默认值是10。
• hls_key_file: key文件相对路径的生成模板，包括一个[app]文件夹以及名字[stream]-[seq]，后缀为.key，默认值为[app]/[stream]-[seq].key。
• hls_key_file_path: 可以为key文件的生成指定本地目录,默认为hls_path(存放ts的目录)。
• hls_key_url: 可以为key指定一个HTTP url。

实现过程中的几个关键点

需要实现的功能点包括一下几个方面：

从配置文件读取配置项

这个仿照srs的实现添加，比较简单。

key和iv的自动生成和保存

在这里每隔hls_fragments_per_key个ts会自动的生成随机的16bytes的key和iv。key会保存在hls_key_file_path路径中，iv会保存在m3u8文件中。

在代码实现中,key和iv在内存中保存了三份。SrsHlsMuxer中保存了一份，用于提供每次new SrsHlsSegment时需要的key和iv。因为每次刷新m3u8（refresh_m3u8）时，都要从头重新生成一次m3u8文件，所以需要为每个SrsHlsSegment对象备份一份iv。最后是传递给writer的key和iv，用于AES128加密。

AES128加密

材料都准备好了，最后的关键问题就是加密。在这里使用了Openssl的加密库，SRS的实现是每次写一个packet(188bytes),而AES128需要加密的raw数据是16的倍数，因此需要在原有SrsFileWriter的实现上加一层缓冲。缓冲到16的倍数后（也就是188*4），加密一次数据，然后写到文件中。具体实现是下面的样子：

srs_error_t SrsEncFileWriter::write(void* buf, size_t count, ssize_t* pnwrite)
{
    
    srs_assert(count == SRS_TS_PACKET_SIZE);
    srs_error_t err = srs_success;

    if(buflength != HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH)
    {
        memcpy(tmpbuf+buflength,(char*)buf,SRS_TS_PACKET_SIZE);
        buflength += SRS_TS_PACKET_SIZE;
    }
    if(buflength == HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH)
    {
        unsigned char encryptedbuf[HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH]; 
        memset(encryptedbuf,0,HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH);
        AES_cbc_encrypt((unsigned char *)tmpbuf, (unsigned char *)encryptedbuf, HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH, &key, iv, AES_ENCRYPT);
        buflength = 0;
        memset(tmpbuf,0,HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH);
        return SrsFileWriter::write(encryptedbuf,HLS_AES_ENCRYPT_BLOCK_LENGTH,pnwrite);
    }
    else
    {
        return err;
    }
 
};

需要注意的是每次close TS文件的FD时需要判断缓冲中有没有数据，如果有的话需要添加填充数据（添加到正好为16的倍数即可），然后加密，写文件，关闭文件：

 int addBytes = 16 - buflength % 16;
 memset(tmpbuf + buflength, addBytes, addBytes);
 unsigned char encryptedbuf[buflength+addBytes];

测试

能够为HLS TS切片正常加密和播放。没有做充分的测试，对SRS了解的还不够深入。如果大家需要这个功能的话，可以尝试着使用一下，遇到问题联系我。

如何使用

首先，在配置文件中添加以下配置项。

http_server {
    enabled         on; 
    listen          8080;
    dir             ./objs/nginx/html;
}
 
vhost __defaultVhost__ {
    hls {
        enabled         on; 
        hls_fragment    10; 
        hls_window      600000;
        hls_path        ./objs/nginx/html;
        hls_m3u8_file   [app]/[stream].m3u8;
        hls_ts_file     [app]/[stream]-[seq].ts;
        hls_keys        on; 
        hls_fragments_per_key 4;
        hls_key_file     [app]/[stream]-[seq].key;
        hls_key_file_path    ./objs/nginx/html;
        hls_key_url       http://localhost:8080/live;
    }   

然后到trunk目录下启动：

./objs/srs -c conf/hls.conf

推送rtmp流的命令：

ffmpeg -re  -i /Users/zexu/Movies/test.mp4 -c copy -f flv rtmp://localhost:1935/live/h265

最后在播放器中播放URL：

http://localhost:8080/live/h265.m3u8

关于配置项要注意的地方

关于hls_key_file_path和hls_key_url，要么都不配置(注释掉即可)，这样的话m3u8，ts和key文件都在一个目录下面。要么就都配置，需要自己保证两个地址能够对上。否则会出现key找不到而导致播放失败的问题。