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隨著在線視頻和在線教育以的興起☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，在線視頻系統越來越多ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，如在線知識網站㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、在線課程❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、在線教育培訓等網站㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，我們之前講過關于視頻網站的搭建ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、視頻的云存儲✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、視頻的加速播放等⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，今天的主要話題是視頻內容如何防盜鏈或者防止非法下載⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。

我們之前有講過一篇文章⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，視頻播放如何實現防盜鏈♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，此文主要是對播放地址加Token的方式來實現放盜鏈❣❦❧♡۵，但是token很容易獲取⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，并且視頻文件也很容易緩存下來⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，來將緩存的視頻進行提取即可✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。

本文主要介紹웃유ღ♋♂，通過對視頻內容文件進行加密的方式來實現放盜鏈⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，這樣可以避免非授權用戶通過播放URL下載或播放點播視頻㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，有效的實現對視頻內容的版權保護㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，算是更高級的加密方式ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。

先介紹一下網站的流媒體視頻播放格式♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，HLS웃유ღ♋♂，Http Live Streaming 是由Apple公司定義的用于實時流傳輸的協議⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，HLS基于HTTP協議實現⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，傳輸內容包括兩部分✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，一是m3u8描述文件❣❦❧♡۵，二是TS媒體文件ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，統稱M3U8格式⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。

m3u8格式的文件只是存儲多媒體播放列表☾☽❄☃，提供了一個指向其他位置的音頻視頻文件的索引✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，你播放的還是那些被指向的文件⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，是一系列的TS文件☈⊙☉℃℉❅，本分成多個TS文件主要是為了方便加載①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，比如用戶拖動進度條㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，就可以直接跳轉到對應的TS文件即可⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，不需要加載整個視頻文件✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，因而節省了網絡帶寬☈⊙☉℃℉❅。

m3u8格式的優點：

1. 可以多碼率的適配㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。根據網絡帶寬✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，客戶端會自動選擇一個適合自己碼率的文件進行播放㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，保證視頻流的流暢웃유ღ♋♂，代表是蘋果的HLS(HTTP Live Streaming)✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。HLS有一個特點：自適應碼率流播(adaptive streaming)✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，客戶端可以根據網絡狀況自動選擇不同碼率的視頻流♀☿☼☀☁☂☄，條件允許的情況下使用高碼率⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，網絡繁忙的時候使用低碼率⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，并且自動在二者間隨意切換✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。這對移動設備網絡狀況不穩定的情況下保障流暢播放非常有幫助❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
    
2. 降低源服務器的負載壓力ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。M3U的特點是將流媒體切分為若干 TS 片段㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，然后通過一個擴展的 m3u 列表文件將這些 TS 片段集中起來供客戶端播放器接收①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。這樣做相比使用 RTSP 協議的好處在于✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，一旦切分完成❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，之后的分發過程完全不需要額外使用任何專門軟件⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，普通的網絡服務器即可ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，大大降低了 CDN 邊緣服務器的配置要求⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，可以使用任何現成的CDN☈⊙☉℃℉❅。分發使用的協議是最常見 HTTP⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，代理服務器對這個協議的緩存優化相當成熟♀☿☼☀☁☂☄，而很少有代理服務器對 RTSP 的進行緩存優化㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
    
3. 對于非實時視頻⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，播放使用HTTP協議的單個 MP4 格式的視頻文件時⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，需要代理服務器支持 HTTP range request 以獲取大文件中的一部分ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，但不是所有的代理服務器都對此有良好的支持㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。而 M3U 則只需要根據列表文件中的時間軸找出對應的 TS 片段下載即可㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，不需要 range request웃유ღ♋♂，對代理服務器的要求小很多㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。所有代理服務器都支持小文件的高效緩存①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
    
4. 為什么要用 TS 而不是 MP4㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，這是因為兩個 TS 片段可以無縫拼接ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，播放器能連續播放ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，而 MP4 文件由于編碼方式的原因ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，兩段 MP4 不能無縫拼接❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，播放器連續播放兩個 MP4 文件會出現破音和畫面間斷❣❦❧♡۵，影響用戶體驗⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

視頻網站的加密就是對HLS/M3U8文件的加密웃유ღ♋♂，使用HLS加密時⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，初時生成的密鑰是存儲在點播服務中的㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，業務側在初步播放時需要從點播中查詢獲取密鑰☈⊙☉℃℉❅，這要求業務側自行搭建密鑰管理服務ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，組裝帶token的播放url⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，從點播服務中獲取密鑰㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，緩存后再返回給播放器解密播放⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。

視頻加密原理㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，主要是通過指定的AES-128加密算法來加密每一個TS☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，并在生成的m3u8文件中描述播放器如何解密TS文件的方法⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，支持所有的HLS播放器ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，前端播放器根據業務規則⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，獲取解密秘鑰ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，然后解密TS文件☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，進行解密播放✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。

加密過程：

1. 業務側將視頻上傳到點播服務（VOD）后❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，請求HLS加密㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。
    
2. 點播服務收到加密請求后ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，向KMS請求加密密鑰⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，并將獲取的密鑰ID和密鑰密文存儲在點播服務中✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
    
3. 點播服務向媒體處理服務請求HLS加密⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，媒體處理服務通過轉碼功能將對應的視頻進行加密ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。

   轉碼加密后生成的m3u8文件帶有“#EXT-X-KEY”標簽㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，該標簽包含了“METHOD”和“URI”屬性❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，其中“URI”即為業務側搭建的密鑰管理服務的地址ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。

4. 加密后⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，點播服務通過CDN將加密的HLS視頻文件進行加速分發⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

解密過程：

1. 終端用戶登錄播放器終端☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，業務側會對終端用戶進行身份校驗ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，校驗通過后⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，會為播放終端分配一個Token⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，并將帶Token的播放地址返回給播放器端❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
    
2. 播放器終端通過帶Token的播放URL向CDN請求播放ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。由于Token是動態的⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，所以CDN收到請求后♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，會直接回源到點播服務㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。點播服務會將請求URL中的Token寫入請求的m3u8文件的“URI”中ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。點播服務返回給CDN的m3u8文件中會攜帶播放終端的Token值❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
    
3. 播放終端解析返回的m3u8文件⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，得到EXT-X-KEY標簽中的“URI”內容✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，向“URI”請求密鑰❣❦❧♡۵。
    
4. 業務側的密鑰管理服務收到請求后♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，先驗證Token的合法性㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，若Token合法ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，則通過調用點播服務的API查詢密鑰☈⊙☉℃℉❅。

   密鑰管理服務可以選擇將查詢到的密鑰緩存在本地ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，當下次有其它播放終端請求時⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，可以直接返回⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，無需每次都向點播服務獲取⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

5. 密鑰管理服務將點播服務返回的密鑰返回給播放終端㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。播放終端通過獲取的密鑰解密播放m3u8文件✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。

加密服務一般由第三方服務實現㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，以及直接格式轉換✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，比如一些云廠商或者視頻托管廠商✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，如果要自建⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，用萬能的 ffmpeg 也可以實現⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，簡單過程如下：

1. Key文件

 #!/bin/sh BASE_URL=${1:-'.'}
openssl rand 16 > file.key
echo $BASE_URL/file.key > file.keyinfo
echo file.key >> file.keyinfo
echo $(openssl rand -hex 16) >> file.keyinfo   

參數詳解：

BASE_URL：網站url地址
openssl rand 16 > file.key 生成一個key文件
echo $BASE_URL/file.key > file.keyinfo 將外部訪問的file.key映射到file.keyinfo文件中웃유ღ♋♂。
echo file.key >> file.keyinfo 將項目file.key所在的文件路徑映射到fike.keyinfo文件中ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
echo $(openssl rand -hex 16) >> file.keyinfo 生成IV密鑰  

2. 執行命令

ffmpeg  -y -i 視頻文件絕對路徑/202203271023300d469.mp4    \
-preset:v veryfast -hls_time 5 -c:a aac  -hls_key_info_file ase加密文件的絕對路徑/file.keyinfo  \
-hls_segment_filename 轉碼之后的ts文件的存放路徑/%04d.ts \
-hls_list_size 0 轉碼之后m3u8文件存放的絕對路徑/index.m3u8  

參數說明：
-hls_key_info_file 加密文件的路徑 這個指令是轉碼之后ts文件是否加密的關鍵指令  

轉換前的文件

轉換后的文件

所以☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，對TS的加密從而達到對視頻加密的目的ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，將加密后的視頻地址存放到CMS管理⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，在APP/網站等播放器端進行技術對接⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，使得加密視頻只能在特定的APP/網站中使用ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，即使用戶下載了TS文件⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，也無法解密播放ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，安全性更高㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。

最終使用了加密播放的視頻웃유ღ♋♂，可以實現有效的版權保護✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、二次售賣等一些用戶的非法操作ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，從而實現了對我們內容的有效保護⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。

歡迎轉載⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，請注明出處♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃！

關于CMS的架構和在線教育網站的搭建ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，也可以參考我們之前相關的文章介紹❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，

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