Linux设备上的Onvif实现17：实现RTSP摘要认证

1 RTSP协议中定义了两种认证方法，基本认证（basic authentication）,摘要认证（digest authentication）。基本认证是http1.0提出的认证方案，其密码传输的加密算法(base64)是可逆算法，很容易被截获破解。摘要认证是http1.1提出的替代方案，其密码经过MD5哈希转换因此具有更高的安全性。 本文只介绍摘要认证。

2 网络上有一篇文章介绍RTSP摘要认证协议，http://www.360doc.com/content/13/0827/17/13084517_310297107.shtml，这篇内容比较完整准确，但是对于如何计算出摘要确语焉不详，无法正确计算出摘要。对此经过多番尝试，终于试验出了正确的计算方法。本文将给出详细的计算步骤。

3 先看一段抓包下来的正确的摘要认证消息。示例中的用户名是“admin”，密码是“admin”。

//默认无认证----------------------------
DESCRIBE rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA RTSP/1.0
CSeq: 6
User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25)
Accept: application/sdp

RTSP/1.0 401 Unauthorized
CSeq: 6
WWW-Authenticate: Basic realm="Server"
WWW-Authenticate: Digest realm="Server", nonce="52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf"

//使用摘要认证----------------------------
DESCRIBE rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA RTSP/1.0
CSeq: 7
Authorization: Digest username="admin", realm="Server", nonce="52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf", uri="rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA", response="1ac6f141f4c740ba54088914941f094f"
User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25)
Accept: application/sdp

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 7
Content-Base: rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/
Content-Type: application/sdp
Cache-Control: must-revalidate
x-Accept-Dynamic-Rate: 1
Content-Length: 305
sdp内容略过

//建立视频通道连接----------------------------
SETUP rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/track1 RTSP/1.0
CSeq: 8
Authorization: Digest username="admin", realm="Server", nonce="52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf", uri="rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/", response="ff71e2de4489997fa2fd058462ca48df"
User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25)
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57704-57705

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 8
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57704-57705;server_port=59024-59025
x-dynamic-rate: 1
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09

//建立音频通道连接----------------------------
SETUP rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/track3 RTSP/1.0
CSeq: 9
Authorization: Digest username="admin", realm="Server", nonce="52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf", uri="rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/", response="ff71e2de4489997fa2fd058462ca48df"
User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25)
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57706-57707
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 9
Transport: RTP/AVP;unicast;client_port=57706-57707;server_port=53570-53571
x-dynamic-rate: 1
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09

//----------------------------
PLAY rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/ RTSP/1.0
CSeq: 10
Authorization: Digest username="admin", realm="Server", nonce="52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf", uri="rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/", response="a0187b5bb73d8cfaedab47365b0b8848"
User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25)
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09
Range: npt=0.000-

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 10
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09
Range: npt=now-
RTP-Info: url=rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA//track1;seq=52039;rtptime=3232015484,url=rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA//track3;seq=36501;rtptime=34449408

//----------------------------
TEARDOWN rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/ RTSP/1.0
CSeq: 12
Authorization: Digest username="admin", realm="Server", nonce="52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf", uri="rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/", response="41ca24c00f22e5175df3b3666f6f3ead"
User-Agent: LibVLC/1.1.11 (LIVE555 Streaming Media v2011.05.25)
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09

RTSP/1.0 200 OK
CSeq: 12
Session: D694FB02673D8FFC816E78EB384E09

4 RFC2617中的标准计算方法
  在RFC2617中给出了标准的计算方法代码，在文件digtest.c中预定义了以下参数：
void main(int argc, char ** argv)
{
    char * pszNonce = "52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf";
    char * pszCNonce = "";
    char * pszUser = "admin";
    char * pszRealm = "Server";
    char * pszPass = "admin";
    char * pszAlg = "md5";
    char szNonceCount[9] = "00000001";
    char * pszMethod = "GET";
    char * pszQop = "auth";
    char * pszURI = "rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/";
    HASHHEX HA1;
    HASHHEX HA2 = "";
    HASHHEX Response;
   
    DigestCalcHA1(pszAlg, pszUser, pszRealm, pszPass, pszNonce, pszCNonce, HA1);
    DigestCalcResponse(HA1, pszNonce, szNonceCount, pszCNonce, pszQop, pszMethod, pszURI, HA2, Response);
    printf("00 Response = %s\n", Response);
} 

这是非常标准的计算过程，但是用此计算不出上面示例中的response。

5 经过试验发现RTSP中采用了简化算法，实际的计算过程如下：
HA1 = MD5(username:realm:password)
HA2 = MD5(method:uri)
response = MD5(HA1:nonce:HA2)

method不能是http规范中的GET、POST，而是这条RTSP命令的名称，例如：DESCRIBE、SETUP、PLAY、TEARDOWN。
uri一般是RTSP命令的url。
    在上述示例中，建立视频、音频通道命令中的url不同，但是uri相同，导致计算出的摘要完全相同，这说明客户端计算方法有些不妥。

6 简化的计算函数如下：
void NewDigestCalcHA1(char * pszUserName, char * pszRealm, char * pszPassword, HASHHEX SessionKey)
{
      MD5_CTX Md5Ctx;
      HASH HA1;
      MD5Init(&Md5Ctx);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszUserName, strlen(pszUserName));
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszRealm, strlen(pszRealm));
      MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
      MD5Update(&Md5Ctx, pszPassword, strlen(pszPassword));
      MD5Final(HA1, &Md5Ctx);
     
      CvtHex(HA1, SessionKey);
}

void NewDigestCalcResponse(
    IN HASHHEX HA1,           /* H(A1) */
    IN char * pszNonce,       /* nonce from server */
    IN char * pszDigestUri,   /* requested URL */
    IN char * pszMethod,      /* requested method */
    OUT HASHHEX Response      /* request-digest or response-digest */
    )
{
    MD5_CTX Md5Ctx;
    HASH HA2;
    HASH RespHash;
    HASHHEX HA2Hex;
   
    // calculate H(A2)
    MD5Init(&Md5Ctx);
    MD5Update(&Md5Ctx, pszMethod, strlen(pszMethod));
    MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
    MD5Update(&Md5Ctx, pszDigestUri, strlen(pszDigestUri));   
    MD5Final(HA2, &Md5Ctx);
    CvtHex(HA2, HA2Hex);
    printf("11 HA2Hex= %s\n", HA2Hex);

    // calculate response
    MD5Init(&Md5Ctx);
    MD5Update(&Md5Ctx, HA1, HASHHEXLEN);
    MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);
    MD5Update(&Md5Ctx, pszNonce, strlen(pszNonce));
    MD5Update(&Md5Ctx, ":", 1);   
    MD5Update(&Md5Ctx, HA2Hex, HASHHEXLEN);
    MD5Final(RespHash, &Md5Ctx);
    CvtHex(RespHash, Response);   
}

void main(int argc, char ** argv)
{
    char * pszNonce = "52bb051ecad61e78d67664700e67407ad865c429bde208b7ea1e6e22aa7d8ccf";
    char * pszUser = "admin";
    char * pszRealm = "Server";
    char * pszPass = "admin";
    char * pszMethod = "PLAY";
    char * pszURI = "rtsp://192.168.0.112:540/live/h264_ulaw/VGA/";
    HASHHEX HA1;
    HASHHEX HA2 = "";
    HASHHEX Response;
   
    NewDigestCalcHA1(pszUser, pszRealm, pszPass, HA1);
    printf("11 HA1= %s\n", HA1);
    NewDigestCalcResponse(HA1, pszNonce, pszURI, pszMethod, Response);
    printf("11 Response2 = %s\n", Response);
};

对于PLAY命令运行数据如下：与上面的结果相同。
11 HA1= 28741c6548e7c36bb42560990c84be58
11 HA2Hex= 05e91f857dfec84b76883702bffb2426
11 Response2 = a0187b5bb73d8cfaedab47365b0b8848