QT 实现解密m3u8文件

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概要

视频文件很多已M3U8文件格式来提供,先复习下什么是M3U8文件!用QT的 mutimedia框架来播放视频时,有的视频加载慢,有的视频加载快,为啥?结论再最后

m3u8 文件实质是一个播放列表(playlist),其可能是一个媒体播放列表(Media Playlist),或者是一个主列表(Master Playlist)。但无论是哪种播放列表,其内部文字使用的都是 utf-8 编码。

当 m3u8 文件作为媒体播放列表(Meida Playlist)时,其内部信息记录的是一系列媒体片段资源,顺序播放该片段资源,即可完整展示多媒体资源。其格式如下所示:

bash 复制代码
#EXTM3U
#EXT-X-TARGETDURATION:10

#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/first.ts
#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/second.ts
#EXTINF:3.003,
http://media.example.com/third.ts

对于点播来说,客户端只需按顺序下载上述片段资源,依次进行播放即可。而对于直播来说,客户端需要 定时重新请求 该 m3u8 文件,看下是否有新的片段数据需要进行下载并播放。

当 m3u8 作为主播放列表(Master Playlist)时,其内部提供的是同一份媒体资源的多份流列表资源(Variant Stream)。其格式如下所示:

bash 复制代码
#EXTM3U
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=150000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/low/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=240000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/lo_mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=440000,RESOLUTION=416x234,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/hi_mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=640000,RESOLUTION=640x360,CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"
http://example.com/high/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=64000,CODECS="mp4a.40.5"
http://example.com/audio/index.m3u8

该备用流资源指定了多种不同码率,不同格式的媒体播放列表,并且,该备用流资源也可同时提供不同版本的资源内容,比如不同语言的音频文件,不同角度拍摄的视屏文件等等。客户可以根据不同的网络状态选取合适码流的资源,并且最好根据用户喜好选择合适的资源内容。

以上,就是 m3u8 文件的大概内容

如何解密M3U8文件呢

示例:

M3U8文件是一种播放列表文件,用于存储和组织HLS(HTTP Live Streaming)流媒体数据。在M3U8文件中,EXT-X-KEY、URI和IV等字段是用于描述流媒体的关键信息。

EXT-X-KEY: 这个字段用于指定加密密钥的信息。它通常包含一个URI,该URI指向包含密钥的媒体文件。该字段还可能包含其他参数,如密钥的加密算法和密码等。

URI: 这个字段指定了媒体文件的URL地址。它用于告诉播放器从哪个位置获取媒体数据。

IV: 这个字段是初始化向量(Initialization Vector)的缩写,用于加密算法的初始化过程。在HLS流媒体中,每个媒体片段都使用不同的初始化向量进行加密,以确保每个片段的加密是独立的。

这些字段通常以特定的格式出现在M3U8文件中。下面是一个示例:

bash 复制代码
#EXTM3U  
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1, BANDWIDTH=1280000  
http://example.com/stream.m3u8?token=1234567890  
#EXT-X-KEY:METHOD=AES-128, URI="http://example.com/key.txt", IV=0x00000000000000000000000000000001  
#EXT-X-KEY:METHOD=AES-128, URI="http://example.com/key2.txt", IV=0x00000001000000010000000100000002  
#EXT-X-I-FRAME-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1, BANDWIDTH=512000, CODECS="mp4a.40.2", RESOLUTION=480x360, FRAME-RATE=15  
#EXTINF:16.733333,
http://example.com/iframe.m3u8?token=abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

在上述示例中,#EXTM3U标识了文件为M3U8播放列表的开始。#EXT-X-STREAM-INF指定了流媒体的信息,如节目ID和带宽。http://example.com/stream.m3u8?token=1234567890是媒体文件的URI。接下来的#EXT-X-KEY字段指定了加密密钥的信息,包括加密方法和密钥的URI以及初始化向量(IV)。在这个例子中,有两个密钥,每个密钥对应一个媒体片段。最后,#EXT-X-I-FRAME-STREAM-INF指定了I帧媒体流的信息,包括节目ID、带宽、编解码器、分辨率和帧率等。http://example.com/iframe.m3u8?token=abcdefghijklmnopqrstuvwxyz是I帧媒体文件的URI。

实现思路和代码

序列图

网络请求

cpp 复制代码
	QNetworkRequest request(url);  //请求m3u8地址
    request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/x-www-form-urlencoded");
    addAllCookie(request);
    QNetworkReply *pNetworkResponse = pManager->get(request);

    m_tsContent.clear();
    m_keyContent.clear();
    m_ivData.clear();

    QObject::connect(pNetworkResponse, &QNetworkReply::finished, [=]{
        if (pNetworkResponse->error() == QNetworkReply::NoError)
        {
            QByteArray bytes = pNetworkResponse->readAll();
            QJsonObject json_object = QJsonDocument::fromJson(bytes).object();
   
            if(json_object["code"].toInt() == 10000)
            {
                if(!json_object["data"].isUndefined())
                {
                    QJsonValue data = json_object["data"];
                    QJsonValue urls = data["videoUrl"];

                    // Test url here
                    QUrl videoUrl(urls["normal"].toString());
                    QNetworkRequest videoRequest(videoUrl);
                    videoRequest.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/x-www-form-urlencoded");
                    m_elaptimer.restart();
                    QNetworkReply *pVideoNetworkResponse = pManager->get(videoRequest);
                    connect(pVideoNetworkResponse, &QNetworkReply::finished, [=]{
                        m3u8time = m_elaptimer.elapsed();
                        if(pVideoNetworkResponse->error() == QNetworkReply::NoError) {
                            QByteArray data = pVideoNetworkResponse->readAll();
                            QString m3u8Content = QString::fromUtf8(data);
                            QStringList lines = m3u8Content.split('\n');
                            QString keyLine;
                            QString tsLine;
                            foreach (const QString &line, lines) {
                                if (line.startsWith("#EXT-X-KEY:")) {
                                    keyLine = line;
                                    qDebug() << "[www]: keyline - " << keyLine;
                                } else if (line.startsWith("https:")) {
                                    tsLine = line;
                                    qDebug() << "[www]: tsLine - " << tsLine;
                                    break;
                                    qDebug() << "[www]: test fist snippet and stop";
                                }
                            }

                            QRegularExpression keyRegex("#EXT-X-KEY:METHOD=([A-Za-z0-9-]+),URI=\"([^\"]+)\",IV=([A-Za-z0-9-]+)");
                            QRegularExpressionMatchIterator matchIterator = keyRegex.globalMatch(keyLine);

                            QString method;
                            QString keyUri;
                            QString IVString;

                            if (matchIterator.hasNext()) {
                                QRegularExpressionMatch match = matchIterator.next();
                                method = match.captured(1);
                                keyUri = match.captured(2);
                                IVString = match.captured(3);

                            }

                            qDebug() << "[www] method: " << method;
                            qDebug() << "[www] keyUri: " << keyUri;
                            qDebug() << "[www] tsLine: " << tsLine;
                            qDebug() << "[www] IVString: " << IVString;

                            QByteArray tsData = QByteArray();
                            QByteArray keyData = QByteArray();
                            QByteArray ivData = QByteArray::fromHex(IVString.right(IVString.size() - 2).toLatin1());
                            m_ivData = ivData;
                            qDebug() << "[www] ivData: " << ivData;

                            QString keyContent;
                            QString tsContent;
                            //Get key from uri
                            QUrl keyUrl(keyUri);
                            QNetworkRequest keyQuest(keyUrl);
                            keyQuest.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/x-www-form-urlencoded");
                            beginKey = m_elaptimer.elapsed();

                            QNetworkReply *keyResponse = pManager->get(keyQuest);
                            connect(keyResponse, SIGNAL(error(QNetworkReply::NetworkError)),
                                    this, SLOT(httpError(QNetworkReply::NetworkError)));

                            connect(keyResponse, &QNetworkReply::finished, [=]{
                                if(keyResponse->error() == QNetworkReply::NoError) {
                                    QByteArray keyData = keyResponse->readAll();
                                    QString keyContent = QString::fromUtf8(keyData);
                                    qDebug() << "[www] keyContent:" << keyContent;
                                    qDebug() << "[www] keyData:" << keyData.toHex();

                                    m_keyContent = keyData;
                                    checkAesPara();
                                } else {
                                    qDebug() << "[xiaole]" <<  keyResponse->errorString() ;
                                }
                            });


                            //Get ts data from uri
                            QUrl tsUrl(tsLine);
                            QNetworkRequest tsRequest(tsUrl);
                            tsRequest.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/x-www-form-urlencoded");
                            QNetworkReply *tsResponse = pManager->get(tsRequest);
                            connect(tsResponse, SIGNAL(error(QNetworkReply::NetworkError)),
                                    this, SLOT(httpError(QNetworkReply::NetworkError)));

                            connect(tsResponse, &QNetworkReply::finished, [=]{
                                if(tsResponse->error() == QNetworkReply::NoError) {
                                    QByteArray tsData = tsResponse->readAll();
                                    QString tsContent = QString::fromUtf8(tsData);
                                    m_tsContent = tsData;
                                    checkAesPara();

                                } 
                            });
                        } else {
                        }

                    });
                }
            }
        }

        pNetworkResponse->close();
        pNetworkResponse->deleteLater();
    });

解密

cpp 复制代码
#include "qaesencryption.h"

extern "C" {
    #include <openssl/aes.h>
    #include <openssl/rand.h>

    QByteArray aesDecrypt(const QByteArray& cipherText, const QByteArray& key, const QByteArray& iv) {
        // 创建一个AES解密上下文
        AES_KEY decryptKey;
        AES_set_decrypt_key(reinterpret_cast<const unsigned char*>(key.constData()), 128, &decryptKey);

        // 解密数据
        QByteArray decryptedText(cipherText.size(), Qt::Uninitialized);
        AES_cbc_encrypt(reinterpret_cast<const unsigned char*>(cipherText.constData()),
                        reinterpret_cast<unsigned char*>(decryptedText.data()),
                        cipherText.size(),
                        &decryptKey,
                        const_cast<unsigned char*>(reinterpret_cast<const unsigned char*>(iv.data())),
                        AES_DECRYPT);

        return decryptedText;
    }
}


QByteArray qaesDecrypt(const QByteArray& cipherText, const QByteArray& key, const QByteArray& iv) {
    return QAESEncryption::Decrypt(QAESEncryption::AES_128, QAESEncryption::CBC, cipherText, key,
                   iv, QAESEncryption::ZERO);
}
cpp 复制代码
checkAesPara()
{
    if(!m_tsContent.isEmpty() &&  !m_keyContent.isEmpty())
    {
        qDebug()<<"keyContent"<< m_keyContent <<"tsContent"<< m_tsContent.length();
        QByteArray decTsData = aesDecrypt(m_tsContent, m_keyContent, m_ivData);
        QFile file("/home/test.ts");  //保存到本地文件
        if (file.open(QIODevice::ReadWrite | QIODevice::Truncate))
        {
            file.write(decTsData);
            file.close();
        }
        writeOver  = m_elaptimer.elapsed();
        writeTime = writeOver-jiemiOver;
    }
}

结论

`

● ts片段越大,缓冲时间越长,反之亦然

● qt播放器并不需要一个完整的ts下载完才开始播放。

所以视频加载快慢,最大的因素是网速,还有就是跟TS片段大小有关系。

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