小X通m3u8视频流AES加密分析

最近有空研究了下小X通的视频协议，下面记录下研究过程

首先我们要了解下m3u8是什么

m3u8基础

首先我们需要了解什么时HLS，所谓HLS(HTTP Live Streaming)是一个由苹果公司提出的基于 HTTP 的流媒体网络传输协议。而m3u8是HLS协议的一部分，但是在直播，视频网站等用处很广泛。

HLS协议规定，视频的封装格式是TS（Transport Stream），除了TS视频文件本身，还定义了用来控制播放的M3U8文件（文本文件）。HLS协议的工作原理是把整个视频流分割成一个个小的TS格式视频文件来传输，在开始一个流媒体会话时，客户端会先下载一个包含TS文件URL地址的M3U8文件（相当于一个播放列表），给客户端用于下载TS文件。这样可以让用户更方便的选择视频节点播放，给用户更好的体验，其次提供了加密方式，可以更好的保护视频不被窃取。

下面是m3u8的一个基本字段

#EXTM3U：M3U8文件头，必须放在第一行。
EXT-X-MEDIA-SEQUENCE ：第一个TS分片的序列号，一般情况下是0，但是在直播场景下，这个序列号标识直播段的起始位置； #EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0。
#EXT-X-TARGETDURATION：每个分片TS的最大的时长； #EXT-X-TARGETDURATION:10 ，表示每个分片的最大时长是10秒。
#EXT-X-ALLOW-CACHE：是否允许cache，#EXT-X-ALLOW-CACHE:YES 、#EXT-X-ALLOW-CACHE:NO，默认情况下是YES。
#EXT-X-ENDLIST：M3U8文件结束符。
#EXTINF：extra info，分片TS的信息，如时长，带宽等；一般情况下是 #EXTINF:<duration>,[<title>] 后面可以跟其他的信息，逗号之前是当前分片的TS时长。分片时长要小于 #EXT-X-TARGETDURATION 定义的值。
#EXT-X-VERSION：M3U8版本号。
#EXT-X-DISCONTINUITY：该标签表明其前一个切片与下一个切片之间存在中断。
#EXT-X-PLAYLIST-TYPE ：表明流媒体类型。
#EXT-X-KEY：是否加密解析。例如：#EXT-X-KEY:METHOD=AES-128,URI="https://example.com/video.key?token=xxx" 加密算法是AES-128，密钥通过请求 https://example.com/video.key?token=xxx 来获取，密钥请求回来以后存储在本地，并用于解密后续下载的TS视频文件。

请求流程

  1. 客户端发起对m3u8的请求，服务器在校验完成后会下载m3u8文件到本地。

  1. 客户端解析m3u8文件，在#EXT-X-KEY中找到密钥key地址，并访问拿到加密的密钥key。

  1. 客户端解析m3u8文件拿到分割文件的大小和对应ts文件地址，并访问拿到视频流。

  1. 客户端使用拿到的key地址和#EXT-X-KEY中对应的加密算法对视频流进行解密，播放视频。

所以我们看到这里真正重要的就几个部分，首先一定要找到m3u8文件的链接地址，然后从中找到#EXTINF和#EXT-X-KEY两个字段

  • #EXTIN字段中我们可以拿到ts协议流的分段大小信息，和视频流下载链接信息，并且可以通过start和end参数得到视频的最终大小

  • #EXT-X-KEY字段中我们可以拿到ts视频是否加密，如果加密可以拿到对应的加密方式和加密key地址。

  • 最后用得到的key和VI对ts文件使用openssl解密即可。

实战分析

了解了HLS的加密过程下面我们对小X通进行一个分析，首先我们通过抓包拿到了这个m3u8的链接地址，前面做了很多校验，但是不属于这个视频加解密分析范畴，这里不做分析。拿到以后我们可以对字段进行分析。如下图：

小X通m3u8视频流AES加密分析

下面对m3u8进行分析，我们可以得到如下信息：

  • #EXTIN中我们可以发现文件的分割大小，然后到最后可以看到文件的最终大小为141809727

v.f421220_0.ts?start=0&end=603679&type=mpegts
v.f421220_0.ts?start=141595968&end=141809727&type=mpegts

  • #EXT-X-KEY中我们可以发现文件的加密方式为AES-128的加密方式，对应得到下载key链接，并知道加密IV为0.

首先访问key地址，发现报错，提示缺少uid。

小X通m3u8视频流AES加密分析

可以看到这里需要校验对应的uid，js代码中也可以看到，那通过自有验证抓取uid。

小X通m3u8视频流AES加密分析

通过得到的uid信息得到对应的key文件

小X通m3u8视频流AES加密分析

然后拼接拿到整个是视频流

https://encrypt-k-vod.xet.tech/*****/****/drm/v.f421220_0.ts?start=0&end=141809727&type=mpegts&sign=*****&t=***&us=***

使用openssl解密

openssl aes-128-cbc -d -in 001.ts -out 001_dec.ts  -iv 00000000000000000000000000000000 -K ********************************
小X通m3u8视频流AES加密分析

但是发现报错，解密失败。哈哈我猜也不会这么简单

报错分析

既然报错了，那由可能是这个几个地方存在问题

  1. 选择的加密工具openssl工具解密出错

  1. 加密所用的key或IV出错

  1. 视频原始文件出错

具体分析尝试三个点可以发现

  1. 我尝试了自己使用AES加密文件后使用openssl解密，发现没有问题，证明不是openssl的问题

  1. 视频文件在页面可以播放，证明不是视频的问题

那么问题就出在key或iv上了，继续分析。如果我是写系统的人，为了加密视频通常会选择如下方式：

  1. 对key的二次加密，再来解密视频

  1. 实现一个自己的加密解密算法，来解密视频

逻辑推导一下可以看到对key的二次加密最简单快速，且最终可以调用公共的解密库执行，如果自己实现难度高而且bug多，估计多数不会选择。

那么我们从二次解密出发，首先再js中找关键字encrypted关键字，找到如下关键点：

小X通m3u8视频流AES加密分析

替换js并打印log尽然发现数组数据正好16位，可能是key文件

小X通m3u8视频流AES加密分析

但是抓到的是十进制数据，转换为十六进制

printf '%x\n' 84 43 *******

然后用得到的十六进制key进行解密操作

openssl aes-128-cbc -d -in uu.ts -out uu_out.ts -K ********************* -iv 00000000000000000000000000000000

发现并无报错，证明解密成功

小X通m3u8视频流AES加密分析

播放也没有问题，视频解密流程搞定。

小X通m3u8视频流AES加密分析

为了避免不必要的麻烦，对key等关键部分做了处理，本文只做研究分析，不想带来不必要的麻烦。

小结

最后来个小结，对整个流程分析下来还是很顺畅，难点也不多，真正难的算是对js的分析，js已经做了混淆，很多代码中找到对应的解密地址还是很麻烦，花了不少时间。

最后对视频加防下载的一些思考

  1. 目前大部分视频网站都采用的是HLS来进行视频流的获取和播放，因为首先对应的资源很丰富，各个云平台厂商均有对应的接口，方便开发者快速的搭建，但是对应的加密方式还是由很多问题

  1. 首先是加密方式，有些小厂商也不会对视频进行加密处理，直接可以进行下载播放，这种破解很简单就不提了。

  1. 有些选择了对m3u8文件进行加密，但是个人感觉这个和对key二次加密是一样的，均可以在js中找到对应的解密方法和最终的key或m3u8文件，这个只是时间问题，毕竟js文件在客户端，服务器不可控。

  1. 即便解密对应的key很费时间，但是如果采用对浏览器hook可以解决所有的加密方法，毕竟最终还是要在网页进行播放，只要抓取最终的数据流并dump就可以拿到最终解密完成的视频。

  1. 个人感觉加水印等防止小白录屏是可以，但是对懂一点技术的其实整个破解只是时间和熟练问题，我测试有些监控是自己通过c实现了一个加密解密算法，对视频进行加密保存，解密读取流程，虽然很安全，但是对.dll进行逆向还是可以找到对应的key和加密算法，只是时间问题。

  1. 说了这么多感觉什么都不安全，都可以被破解，事实也确实是这样，但是我们可以经常更新加密算法和加密key，来增加破解者的时间成本，也是可行的，让攻击者自己放弃，哈哈差不多就这样。

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