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RTMP 握手:一场客户端与服务端的“暗号”对决

        如果把 RTMP 连接比作两个特工接头,那握手阶段就是他们互相确认身份、对暗号的过

程。今天,我们就顺着这段代码,把这个“接头故事”讲给你听。

第一:第一次碰面 —— C0 与 C1

        故事的主角是两个角色:

  • 客户端(想推流/拉流的那个)
  • 服务端(Monibuca,也就是这段代码的主人)

客户端先开口。它发来一个 C0 + C1​ 的组合包,一共 1537 字节:

C0(1 字节) + C1(1536 字节)

        C0:一句话表明来意

        C0 只有 1 个字节,意思是:

"我用的是 RTMP 第 3 版协议!"

        代码里这么写:

if C0C1[0] != RTMP_HANDSHAKE_VERSION { // 0x03
return errors.New("C0 Error")
}

        如果不是 0x03,服务端直接翻脸——"不认识你,走开!"

        C1:一张复杂的名片

        C1 有 1536 字节,结构是这样的

字段

大小

含义

Time

4 字节

当前时间戳

Zero

4 字节

关键字段​

Random

1528 字节

随机填充

        Zero 字段是整段故事的分岔路口:

var zero int
util.GetBE(C1[4:8], &zero)
if zero == 0 {
return nc.simple_handshake(C1, checkC2)
}
return nc.complex_handshake(C1)

  • zero == 0 → 简单握手,大家都是老实人
  • zero != 0 → 复杂握手,来,对暗号!

第二:简单模式 —— 老实人的互信

        如果客户端是个"老实人",Zero 字段全为 0,那双方就走简单握手。

        服务端做的事情很简单:

1. 回一个 S0(版本号 3)
2. 回一个 S1(时间戳 + "Monibuca" 字符串)
3. 把客户端的 C1 原封不动当 S2 发回去
4. 读客户端的 C2,验证一下
S0S1[0] = RTMP_HANDSHAKE_VERSION
util.PutBE(S0S1[1:5], time.Now().Unix()&0xFFFFFFFF)
copy(S0S1[5:], "Monibuca")
nc.Write(S0S1) // S0 + S1
nc.Write(C1) // S2 = C1(原样返回)

        客户端那边也差不多,它构造 C0C1 发出去,然后等 S0S1,再把 S0S1 当 C2 发回去:

// 客户端构造 C1
util.PutBE(C1[0:4], time.Now().Unix()&0xFFFFFFFF)
util.PutBE(C1[4:8], 0) // Zero = 0,声明简单握手
// 填充随机数据…

        简单握手就像两个人见面握个手:"你好""你好""再见""再见"——完事。

第三:复杂模式 —— 特工的暗号对决

        如果 Zero 不为 0,说明客户端想玩点高级的。这就是 RTMP 复杂握手(Digest Handshake)。

3.1 两套暗号方案

        RTMP 规范定义了两种排布方式,叫 Scheme 0​ 和 Scheme 1。区别在于:在 1536 字节里,密钥(key)和摘要(digest)的位置不同。

        两种方案的结构对比:

Scheme 0: [Time][Version][Digest区域][Key区域]
Scheme 1: [Time][Version][Key区域][Digest区域]

        每个区域里,偏移量都是由数据本身的前 4 个字节算出来的,相当于"藏宝图上的坐标"。

3.2 偏移量怎么算?

        以 Scheme 0 的 Digest 偏移为例:

func scheme0_Digest_Offset(C1S1 []byte) int {
// 取偏移字段的 4 个字节
scheme0_digest_offset := int(C1S1[8]) + int(C1S1[9]) + int(C1S1[10]) + int(C1S1[11])
// 取模 + 基础偏移
scheme0_digest_offset = (scheme0_digest_offset % 764) + 4 + 4 + 4
return scheme0_digest_offset
}

        本质就是:从几个字节里算出一个数,模一下最大值,再加个基础偏移,就得到了 digest 藏在哪。

        密钥(key)的偏移也是同理,只是读的位置不同。

3.3 验证客户端身份

服务端拿到 C1 后,要做的事是:

  • 分别用 Scheme 0 和 Scheme 1 尝试解析
  • 对每种方案:
    • 找到 digest 的位置
    • 把 digest 前后的数据拼起来(相当于"去掉 digest 后的纯净数据")
    • 用 FP_KEY 的前 30 字节做 HMAC-SHA256 密钥,对纯净数据算哈希
    • 拿算出来的哈希和 C1 里的 digest 比对
  • tmp_Hash, _ := HMAC_SHA256(c1_Part1_Part2, FP_KEY[:30])
    ok = bytes.Equal(digest, tmp_Hash)

    如果匹配上了 → 客户端身份确认 

    如果两种方案都失败 → "你不是自己人!" 

    scheme, challenge, digest, ok, err = clientScheme(C1, 1)
    if ok { return … }
    scheme, challenge, digest, ok, err = clientScheme(C1, 0)
    if ok { return … }
    return … errors.New("Client scheme error")

    3.4 服务端回敬 S1 + S2

            验证通过后,服务端要回两个东西:S1​ 和 S2。

    构造 S1

    S1 := create_S1() // 随机生成 1536 字节

            然后找到 S1 里放 digest 的位置,把"去掉 digest 区域的纯净数据"用 FMS_KEY 前 36 字节做 HMAC-SHA256,算出来的结果填回 digest 位置。

    tmp_Hash, _ = HMAC_SHA256(S1_Part1_Part2, FMS_KEY[:36])
    copy(S1[S1_Digest_Offset:], tmp_Hash)

    构造 S2

    S2 分两部分:

    S2 = 随机数据(1504字节) + digest(32字节)

    digest 的生成链条是:

    digest = HMAC-SHA256(随机数据, HMAC-SHA256(客户端digest, FMS_KEY[:68]))
    tmp_Hash, _ = HMAC_SHA256(digest, FMS_KEY[:68]) // 先用客户端digest
    S2_Digest, _ = HMAC_SHA256(S2_Random, tmp_Hash) // 再对随机数据算

    最后一把发出去:

    buffer := net.Buffers{[]byte{RTMP_HANDSHAKE_VERSION}, S1, S2_Random, S2_Digest}
    buffer.WriteTo(nc)
    nc.Skip(1536) // 跳过客户端可能发来的 C2(复杂握手不需要 C2)

    第四:故事总结

    阶段

    简单握手

    复杂握手

    标志

    C1.Zero == 0

    C1.Zero != 0

    验证方式

    原样返回数据

    HMAC-SHA256 签名验证

    密钥

    无

    FP_KEY / FMS_KEY

    安全等级

    低(谁都能连)

    高(需要"暗号")

    典型场景

    老客户端、调试

    Flash Player、正规推流

    第五:核心工具函数一览

    函数

    作用

    Handshake()

    入口,根据 Zero 字段分流

    simple_handshake()

    简单握手实现

    complex_handshake()

    复杂握手实现

    validateClient()

    尝试验证两种 Scheme

    clientScheme()

    按指定 Scheme 解析并验证

    schemeX_Digest_Offset()

    计算 digest 偏移

    schemeX_Key_Offset()

    计算 key 偏移

    HMAC_SHA256()

    HMAC-SHA256 封装

    create_S1()

    生成随机 S1

    cerate_S2()

    生成随机 S2

    尾声

            RTMP 握手说到底就是一句话

    简单握手是"你好我好大家好",复杂握手是"对不上暗号就别想进门"。

            这段代码完整实现了 RTMP 规范里的两种握手方式,是 Monibuca 流媒体服务器能和各种 RTMP 客户端(OBS、FFmpeg、Flash Player 等)顺利对接的关键所在。

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