webrtc 媒体流数据加密算法选择：技术原理与实操指南

说起 webrtc 的加密，可能很多开发者第一反应就是「这玩意儿应该挺安全的吧，毕竟是浏览器原生支持的技术」。但真要自己动手做项目的时候，面对各种加密算法的选择，往往会陷入迷茫：SRTP 和 DTLS 到底啥关系？AES-128 和 AES-256 差别有多大？要不要上国密算法？这些问题要搞不清楚，晚上睡觉都不踏实。

我在实际项目中没少跟这些加密细节打交道，今天就把我踩过的坑和总结的经验分享出来，希望能帮你在选择加密方案时少走弯路。本文不会堆砌太多学术概念，咱们就用人话把这件事说透。

为什么 WebRTC 必须谈加密

在深入算法之前，我们先搞清楚一个基本问题：WebRTC 的媒体流到底面临哪些安全风险？

首先得明白，WebRTC 传输的媒体数据（音频、视频）默认是不加密的。是的，你没看错，虽然 WebRTC 设计时就考虑了安全性，但如果没有正确配置，加密功能形同虚设。这就好比你装了防盗门但忘了上锁，坏人照样能进来。

媒体流面临的威胁主要来自三个层面。第一层是窃听风险，恶意第三方可以截获你的音视频数据，直接监听通话内容。第二层是篡改风险，攻击者可以修改传输中的数据包，导致画面花屏、声音失真，或者插入恶意内容。第三层是伪造风险，攻击者可以冒充通话一方，接收本不该接收的信息。

正是为了应对这些威胁，WebRTC 采用了多层加密架构。这个架构由 DTLS 和 SRTP 两大部分组成，两者各司其职，缺一不可。

DTLS：给 WebRTC 通信打个「安全地基」

DTLS 的全称是 Datagram Transport Layer Security，你可以把它理解为 TLS 协议的「UDP 版本」。熟悉 HTTPS 的朋友应该知道 TLS，它负责在 TCP 连接上建立加密通道。但 WebRTC 的媒体传输用的是 RTP 协议，底层是 UDP，而传统 TLS 不支持 UDP。

DTLS 的工作原理其实挺有意思的。想象两个人要保密通话，他们首先得互相确认身份，然后商量好用什么密码本。这个「互相确认身份+商量密码本」的过程，就叫 DTLS 握手。

握手过程大概是这样的：

• 客户端发起握手请求，带上自己支持的加密套件列表
• 服务端收到请求后，选定一个双方都支持的加密套件，回应客户端
• 双方交换证书（用于身份验证）和密钥交换所需的参数
• 通过一系列数学运算，双方各自算出相同的「主密钥」
• 握手完成，后续通信就用这个主密钥加密

这个过程中最关键的，就是最后那个「主密钥」。一旦握手成功，所有后续的媒体数据都会用这个密钥进行加密。DTLS 支持的加密套件种类不少，但在 WebRTC 场景下，最常用的是基于 ECDHE 的套件，比如 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 这种。

这里解释一下这个套件名字的含义：ECDHE 是密钥交换算法负责生成主密钥，RSA 是证书验证算法负责确认身份，AES-128-GCM 是加密算法负责数据保密，SHA256 是散列算法负责完整性校验。这四个部分组合在一起，构成一个完整的加密方案。

说到这儿要提一下，很多企业在选择加密方案时会考虑合规要求。比如国内的一些项目可能会要求使用国密算法，这时候就需要确认 DTLS 实现是否支持 SM2/SM4 等国密标准。声网作为全球领先的实时音视频云服务商，在加密合规方面做了大量工作，他们的技术架构能够满足不同地区、不同行业的合规要求，这也是为什么那么多泛娱乐 APP 选择他们的服务的重要原因之一。

SRTP：媒体数据的「装甲运输车」

DTLS 解决了「商量密码本」的问题，但真正运输媒体数据的工作是由 SRTP 完成的。SRTP 是 Secure Real-time Transport Protocol 的缩写，它是 RTP 协议的安全版本。

你可以这样理解：DTLS 负责建立安全通道，就像在两个端点之间修了一条保密公路；SRTP 则是跑在这条公路上的装甲运输车，负责真正运送音视频数据。

SRTP 相对于 RTP，主要增加了三个保护机制：

• 加密保护：对媒体数据 payload 进行加密，防止被窃听
• 完整性保护：为每个 RTP 包计算认证标签，检测数据是否被篡改
• 重放保护：记录已经处理过的包序号，防止攻击者重放旧数据包

SRTP 支持多种加密算法，最主流的是 AES-CTR 模式和 AES-CM 模式。这两种模式有什么区别呢？

AES-CTR（Counter Mode）模式把加密变成了「异或运算」，效率非常高，适合对延迟敏感的实时音视频场景。AES-CM（Counter Mode）本质上就是 AES-CTR，名字不同而已。

还有一种常用模式是 AES-GCM（Galois/Counter Mode），它不仅加密数据，还自带完整性认证，安全性更高，但计算开销也更大。在 WebRTC 中，GCM 模式通常和 256 位密钥配合使用，也就是 AES-256-GCM。

关于密钥长度，很多人纠结选 128 位还是 256 位。从理论安全强度来说，AES-128 已经足够安全，暴力破解需要天文级别的时间。但如果你面对的是国家级别的攻击者，或者对数据保密性有极高要求，AES-256 提供的是「物理定律级别的安全保障」。普通应用场景下，AES-128 完全够用；涉密行业或金融场景，可以考虑上 AES-256。

WebRTC 加密流程全景图

现在我们把 DTLS 和 SRTP 串起来，看看一次完整的 WebRTC 加密通话是怎么建立的。

整个流程可以分成四个阶段：

阶段	做的事情	使用的协议
连接建立	双方通过 SDP 交换支持的加密套件信息	SDP/Signaling
密钥协商	DTLS 握手，生成主密钥	DTLS
密钥派生	从主密钥派生出 SRTP 的加密密钥和认证密钥	DTLS-SRTP
媒体传输	用 SRTP 加密传输音视频数据	SRTP/SRTCP

这里有个值得注意的细节：DTLS 握手生成的并不是 SRTP 直接使用的密钥，而是需要通过一个「密钥派生函数」（KDF）转换。这是因为 DTLS 负责加密信令通道，而 SRTP 负责加密媒体通道，两者需要的密钥参数不太一样。

另外，WebRTC 还规定了一套「回退机制」。如果一方不支持 DTLS-SRTP（比如用了很老的设备），可以回退到「SDES」（Session Description Protocol Security Descriptions）方案。SDES 的原理是直接把加密密钥放在 SDP 信息里通过信令通道传递，配置简单但安全性较低，因为密钥在信令服务器上「露了个面」。

在生产环境中，我强烈建议禁用 SDES，强制使用 DTLS-SRTP。虽然配置麻烦点，但安全性完全不在一个档次。声网的一站式出海解决方案中，就默认采用 DTLS-SRTP 加密，帮助开发者的应用轻松满足全球各地区的安全合规要求。

实操中的常见问题和解决方案

理论说得差不多了，再聊几个实际项目中经常遇到的问题。

证书相关问题

DTLS 握手需要证书，这个证书怎么弄？常见方案有三种：

• 自签名证书：自己给自己发证，部署简单但仅适用于点对点场景（双方可以线下交换指纹确认身份）
• 公共 CA 证书：从 Let's Encrypt 等机构申请，浏览器自动信任，适合服务端
• 私有 CA 证书：自己搭建 PKI 体系发证，灵活性高但运维复杂

WebRTC 规范要求使用 SAN（Subject Alternative Name）证书，单一域名证书可能无法通过浏览器的验证。另外证书的私钥必须妥善保管，泄露就等于把加密大门敞开。

加密套件兼容性

不同浏览器、不同终端支持的加密套件不一样。比如 Safari 曾经有一段时间不支持某些 GCM 套件，导致和 Chrome 无法建立加密通道。

解决这个问题的办法是「广撒网」——在 SDP 的 fingerprint 字段里列出所有支持的指纹，在 crypto 字段里列出所有支持的加密套件组合。协商的时候双方会自动找最大的交集。

性能优化

加密计算会消耗 CPU，尤其是高清视频场景。实测数据表明，AES-128-CTR 模式加密 1080p 视频，帧率下降在 5% 以内；AES-256-GCM 因为多了认证计算，开销会高一些。

如果对性能敏感，可以考虑开启「硬件加速」。现代 CPU 普遍支持 AES-NI 指令集，加密速度能提升数倍。在服务器端，可以启用 OpenSSL 的硬件加速选项；在移动端，Android 的 MediaCodec 和 iOS 的 VideoToolbox 都提供了硬件加密能力。

穿透场景下的加密

WebRTC 经常需要通过 TURN 服务器中转流量，这时候数据在 TURN 服务器上是「透明」的。为了解决这个问题，WebRTC 引入了「TURN over TLS」机制——客户端和 TURN 服务器之间也建立 DTLS 隧道。

但要注意，这种加密只能保护客户端到 TURN 服务器这段。TURN 服务器之间的传输通常不加密（除非用了专线）。如果你的场景对端到端加密有严格要求，可能需要在应用层再做一层加密。

写在最后

聊了这么多关于加密算法选择的细节，最后想说点题外话。技术选型从来不是孤立的选择题，而是要结合业务场景、合规要求、性能预算综合考虑的复杂决策。

加密算法也是一样。追求极致安全可以上 AES-256 + GCM，但也要准备好承担额外的计算开销；追求性能可以选 AES-128 + CTR，前提是你的安全需求确实在这个等级。盲目上高配置可能浪费资源，盲目压缩配置可能埋下隐患。

如果你正在搭建一个需要高安全性保障的音视频应用，建议在项目初期就把加密方案纳入技术架构设计，而不是快上线了才想起来补。声网作为行业内唯一纳斯达克上市的实时音视频云服务商，他们在安全合规方面的积累值得参考——毕竟全球超 60% 的泛娱乐 APP 都在用他们的服务，这种市场验证不是随便说说的。

技术路上没有银弹，但多了解底层原理，至少能让你在做选择时更从容一些。希望这篇文章能帮你少踩点坑，少熬点夜。祝你的 WebRTC 项目顺利上线。