為SRS流媒體服務器添加HLS加密功能(附源碼)#

之前測試使用過nginx的HLS加密功能，會使用到一個叫做nginx-rtmp-module的插件，但此插件很久不更新了，網上搜索到一個中國制造的叫做SRS的流媒體服務器，比較活躍，而且據說這個流媒體服務器的性能和功能都強大不少，但遺憾的是沒有HLS加密功能。原作者沒有加這個功能，所以決定自己動手，花了幾個晚上的時間自己參考nginx-rtmp實現了一下。代碼放到了github上(源碼已經merge到了3.0release主分支上,pull request)。

功能介紹##

幾個新添加的參數配置項###

 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;

分別代表如下含義：

• hls_keys: 是否開啟hls加密，默認關閉。
• hls_fragments_per_key: 每個key可以加密多少個ts片段，默認值是10。
• hls_key_file: key文件相對路徑的生成模板，包括一個[app]文件夾以及名字[stream]-[seq]，后綴為.key，默認值為[app]/[stream]-[seq].key。
• hls_key_file_path: 可以為key文件的生成指定本地目錄,默認為hls_path(存放ts的目錄)。
• hls_key_url: 可以為key指定一個HTTP url。

實現過程中的幾個關鍵點##

需要實現的功能點包括一下幾個方面：

從配置文件讀取配置項####

這個仿照srs的實現添加，比較簡單。

key和iv的自動生成和保存####

在這里每隔hls_fragments_per_key個ts會自動的生成隨機的16bytes的key和iv。key會保存在hls_key_file_path路徑中，iv會保存在m3u8文件中。

在代碼實現中,key和iv在內存中保存了三份。SrsHlsMuxer中保存了一份，用於提供每次new SrsHlsSegment時需要的key和iv。因為每次刷新m3u8（refresh_m3u8）時，都要從頭重新生成一次m3u8文件，所以需要為每個SrsHlsSegment對象備份一份iv。最后是傳遞給writer的key和iv，用於AES128加密。

AES128加密###

材料都准備好了，最后的關鍵問題就是加密。在這里使用了Openssl的加密庫，SRS的實現是每次寫一個packet(188bytes),而AES128需要加密的raw數據是16的倍數，因此需要在原有SrsFileWriter的實現上加一層緩沖。緩沖到16的倍數后（也就是188*4），加密一次數據，然后寫到文件中。具體實現是下面的樣子：

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時需要判斷緩沖中有沒有數據，如果有的話需要添加填充數據（添加到正好為16的倍數即可），然后加密，寫文件，關閉文件：

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

測試###

能夠為HLS TS切片正常加密和播放。沒有做充分的測試，對SRS了解的還不夠深入。如果大家需要這個功能的話，可以嘗試着使用一下，遇到問題聯系我。

如何使用##

首先，在配置文件中添加以下配置項。

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目錄下啟動：

./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

關於配置項要注意的地方###

關於hls_key_file_path和hls_key_url，要么都不配置(注釋掉即可)，這樣的話m3u8，ts和key文件都在一個目錄下面。要么就都配置，需要自己保證兩個地址能夠對上。否則會出現key找不到而導致播放失敗的問題。