WidevineDRM，现代流媒体的加密与解密

Kagamia

试试抓取流媒体

给你一个网页，帮我把页面上这个视频下载下来。
https://reference.dashif.org/das ... s/drm/widevine.html

初识流媒体

用浏览器打开网页，按F12（或其他快捷键）打开开发者工具，刷新页面，你就可以在“网络”选项卡中看到所有网络请求了。
如果你对流媒体不够熟悉，这里我会简单讲述一下现代流媒体的常见术语和工作流程。

• 流媒体，用大白话说就是在线音视频。
• 流媒体可以简单分成两类：随时间流逝提供新内容的直播流（Live），和发布后内容不变的点播流（VOD），但技术上没有本质区别。
• 现代流媒体早已不是网站直接提供一个mp4或视频文件，由浏览器下载、解析、解码、播放，这么简单的事情了。它有自己的封装格式和元数据声明格式。
• 你最好能够区分容器(container)、编码(codec)、轨(track)、采样(sample)、切片(segment)这些基础概念。
• 逻辑上，现代流媒体通常由“元数据及切片索引文件”和“切片文件”两部分构成。
• 比较主流的元数据文件格式有m3u8(HLS)和mpd(Dash)，但实际场合中，任何等效内容声明都可以作为元数据文件，不拘泥于实现，比如一串json。
• 比较主流的切片文件格式有ts(transport stream，不是typescript辣)和m4s。
• B站直播仍在使用一种非常古老的技术：http-flv，不在本文的讨论范围内。
  

我在上一节提供的视频，就是由mp4Dash技术提供的，你可以在devtools中监视到“Manifest_1080p.mpd”元文件，以及init.mp4、0001.m4s等分片文件的请求。
mpd文件是一个标准xml格式的文本文件，即使你不去查schema，大概也可以看出，它声明了媒体总时长、切片时长、一系列不同编码、码率、尺寸的分轨信息。
事实上，想要获取一个轨，只要把对应轨上的init.mp4和xxxx.m4s切片文件连接起来，串成一个文件（是的，就这么简单暴力），就能作为一个合法的mp4文件播放。
当你凑齐了视频轨、音频轨、字幕轨后，就可以用ffmpeg命令行，把它们mux成一个文件，我交给你的任务就完成了。

事情就是这么简单。。。吗？当然！不信你试试！
当你拿着一个时长正确但播放花屏的文件回来时，我们就可以进入下一个章节了。

数字内容版权管理

数字内容版权管理（DRM），就是本文真正想讨论的内容。用大白话说就是，流媒体加密。
DRM技术其实早已有之，20多年前，微软主导的wmv文件格式及编码，就已经支持DRM了，它要求文件所有者在播放文件时，需通过播放器连接到指定的线上服务进行授权解密，才能够正常播放。
wmv格式非常顽强，在日本最大的AV制造商在线内容提供商DMM.com上，wmv结合silverlight播放器，一直是付费媒体文件的唯一分发方式，并一直坚持到现代浏览器抛弃NPAPI插件为止。
后来它们怎么办了呢？它们转成了HLS现代流媒体，也就是m3u8+ts格式。而m3u8协议标准支持一种简单的，基于AES-128-CBC的加密方式。

HLS with AES-128

m3u8也是一个文本文件，#开头的行代表元数据声明，如下示例标记声明了切片文件加密：

1. #EXT-X-KEY:METHOD=AES-128,URI="key.bin"

复制代码

（此处参考文档：https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc8216#section-4.3.2.4）

这个标记声明了对称加密使用的密钥文件路径，在实践中，m3u8文件与密钥文件的请求都可以添加请求鉴权，同时实现基于身份验证与数字内容的加密保护。
但是已经精通F12的你一扶眼镜：这不是掩耳盗铃么，只要我正常购买了数字内容，就可以请求到密钥，就可以解密，就可以二次分发。它保护了什么呢？
你他娘的说得太对了。但事实上，这种分发方式是有存在意义的，这就要说到内容分发网络（CDN）了。
对国内流媒体供应商有了解的同学一定知道，网费成本是非常高的，大多数流媒体供应商都会把内容分发任务委托给第三方CDN，减少服务器集中的请求，专业的事情交给专业的人来做，以提供更好的服务质量。
而对于版权内容，CDN分发方式依然适用。即使非授权用户获取了来自CDN的m3u8（有时它不需要签名或令牌鉴权），它依然无权请求密钥，对加密的分片媒体文件自然束手无策。

好了，你现在掌握了第一种现代流媒体的DRM方案和解密方式，但是它太Naive了，有没有更科学的方案呢？
不仅有，而且有的是。现存的DRM方案可能有几十种，比较主流的是如下三个方案：

• Apple主导的Fairplay
• Google主导的Widevine
• Microsoft主导的Playready
  

下面我会着重聊聊本文的标题，也就是Widevine。

初识WidevineDRM

从头讲解WideVine的来历与协议细节可能一天一夜都讲不完，所以我只会聊一些非常印象化的概念，让你理解它和上面的DRM方案有什么不同。

• Widevine是一个中心化的解决方案，它解决了之前密钥通信都是明文的根本安全问题。
• Widevine定义了设备的安全等级，从高到低为L1、L2、L3。这允许内容提供商可以按照客户设备安全等级，提供不同质量的加密内容，也可因设备在黑名单中拒绝提供内容。
• 这里的设备可以是硬件设备，也可以是软件“设备”（如web浏览器）。
• 至于加密通信，显然就是密码学那一套，非对称加密、对称加密、哈希、签名。
  

既然通信中引入了非对称加密与签名机制，那么一切监听、伪造、篡改通信内容的操作就变为不可能。
而L1级的安全设备，甚至做到通信载荷的生成和计算完全在安全操作系统中运行，所有运算不直接经过HostCpu，最大程度阻挠硬件调试破解。
就连L3级的web浏览器，也做到了最基本的防截图防录屏功能。

在这种固若金汤的保护下，有没有任何方式把它破解呢？
聪明如你会立即想到虚拟机录屏，RDP录屏，HDMI录屏等一系列方案。
然而翻录必然带来质量损耗（或许还无法绕过播放器水印），它可能成为潜在的保底方案，但并非是无可挑剔的。

另外很容易想到的是，直接破解设备，想方设法提取出设备信息，就可以从源头模拟与Widevine服务器通信了。
这种操作是可能的吗？
答案是，可。这个世界上存在很多方法，可以获取到L3设备信息。

WidevineDRM的解密

警告：本章节内容和任何提到的工具或链接，都有可能因数字千年版权法（DMCA）被要求删除。如果在你阅读文章之时相关链接失效，请自行按照关键字寻找镜像。

破解版权内容并不是一件光彩的事。虽然论坛秉承技术至上，但我不愿意剖析技术细节，那太长了！让我们直接进入实战吧。

第一步，我们要获取到device_client_id_blob和device_private_key两个文件，它描述了设备信息与私钥。
在历史上这不是唯一方法，其实很早有神秘方案可以直接借助浏览器抓取密钥，但我相信现在已经不适用了。
https://github.com/tomer8007/widevine-l3-decryptor
那么如何获取这两个文件呢？最简单的方案是，从一个安卓设备上提取。如果没有安卓设备，也可以从支持DRM的安卓虚拟机中提取。
https://cdm-project.com/How-To/Dumping-L3-from-Android

第二步，在网页调试工具中找到两个信息：请求许可的API地址，以及pssh（Protection System Specific Header）。
在示例页面中，这个地址很容易找到或猜测：https://drm-widevine-licensing.axtest.net/AcquireLicense
而pssh，其实可以在mpd文件中找到，它就是这一段落

1. <ContentProtection value="Widevine" schemeIdUri="urn:uuid:edef8ba9-79d6-4ace-a3c8-27dcd51d21ed">
   
2.     <cenc:pssh>AAAANHBzc2gAAAAA7e+LqXnWSs6jyCfc1R0h7QAAABQIARIQnrQFDeRLSAKTLifXUIPiZg==</cenc:pssh>
   
3. </ContentProtection>

复制代码

pssh在xml中用base64表示，本质上是一段以proto2编码的二进制信息。
以及，整个Widevine协议都是以proto2编码的。至于具体的协议细节，一会我会告诉你怎么阅读。

第三步，使用Widevine客户端模拟获取密钥。
这可以有很多选择，你可以在开源社区用关键字搜到很多项目实现。
而我比较喜欢用这个：https://github.com/NooodyFR/WidevineClient

有时候，请求许可API会要求携带一些额外的header，你也需要在示例代码中实现。
比如，该示例中，API需要一个名为'X-Axdrm-Message'的header，在仿写代码时，需要从浏览器devtool中把对应的值拷贝过来。

1. var resp2 = PostData(licenseUrl, new Dictionary<string, string>()
   
2. {
   
3.     { "X-Axdrm-Message", "COPY-YOUR-OWN-VALUE" }
   
4. }, challenge);

复制代码

这个项目没有任何文档，你需要稍微阅读一下代码理解逻辑，然后在运行文件夹下创建cdm/devices/your-device目录，把第一步获取的两个文件放进去，并且修改Widevine/CDM.cs，把你的设备设置为默认设备。

如果运气比较好，你就能在运行后拿到它的加密密钥，由两个32位长度的hex字符(也就是128-bit)由:连接

1. <id>:<key>

复制代码

第四步，使用解密工具移除drm。
这依然有很多选择，我比较喜欢使用Bento4 SDK（https://www.bento4.com/downloads/）工具包，当然万能的ffmpeg也可以实现解密。
使用工具输入你从第二章节获取的，串联起来的分轨mp4文件，就可以获得解密后的文件了。

1. $ mp4decrypt --key <id>:<key> ./merge.mp4 ./merge-decrypt.mp4
   
2. # 或者
   
3. $ ffmpeg -decryption_key <key> -i ./merge.mp4 -codec copy ./merge-decrypt.mp4

复制代码

总结

本文简述了现代流媒体和数字内容保护的基础知识，并通过一个示例介绍了一系列工具链，手把手教你如何解密并移除流媒体的DRM。

如果你是第一次接触现代流媒体或DRM，并按照本文内容动手实操且最终成功，那恭喜你学会了一个非常实用的生活小妙招。
如果你想要更进一步了解流媒体或DRM，除了仔细阅读上述程序源码外，还有如下标准文档供您参考：
https://developers.google.com/widevine/drm/overview
https://w3c.github.io/encrypted-media/
https://github.com/cryptonek/wid ... ense_protocol.proto
https://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-dash
https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc8216

杂谈

这篇文章整整写了5个月才完成，中间陷入了名词解释陷阱，差点就要发一部万字流媒体百科出来了。
正如文章里所说的，破解版权内容并不是能拿上台面说的事情。我们在尊重版权方和创作者的同时，也会有私心想要把喜欢的内容分享出去让更多人知晓。
这篇文章也只是给自己过去的技术探索留一篇总结，以便日后查阅。
如果能帮助到您，那是我的荣幸。

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好

戈登走過去

每次在 Firefox 设置里勾选 Play DRM-controlled content 之后，
插件里就会多出一个 Widevine Content Decryption Module provided by Google Inc.  
原来是这样阿，长见识了。