聊聊 rtc 媒体数据加密：算法到底怎么选，性能又该怎么平衡

前两天有个做社交APP的朋友跟我吐槽，说他们产品准备上线一对视频功能，结果技术团队在加密方案上卡了两周。甲方要安全，乙方要性能，丙方要省成本，三方拉扯来拉扯去，最后发现大家对加密算法这事儿都一知半解。这篇文章我想用最接地气的方式，把rtc场景下媒体加密的那些门道给说透。要是你正在为选型发愁，希望看完能有点收获。

为什么RTC加密这件事必须认真对待

说实在的，很多人觉得加密就是"加个密"三个字搞定。但如果你真这么想，等真出事了哭都来不及。RTC场景下的媒体数据跟普通数据传输不太一样，它有几个特点：首先，实时性要求极高，延迟稍微大一点用户就能感觉到卡顿；其次，数据量巨大，视频流每一秒都在产生海量帧；再者，涉及隐私内容，一旦泄露就是大事。

我认识一个创业公司的技术负责人，他们当初为了赶上线速度，直接用了系统默认的加密方案。结果产品上线三个月后被安全团队审计，发现媒体通道几乎没有加密，用户的视频通话可以被轻易截获。最后不仅产品下架整改，创始团队还背了法律责任。这种教训告诉我们，加密不是"有就行"，而是"得选对、用好"。

RTC加密的核心目标到底是什么

在具体聊算法之前，咱们先搞清楚目标。RTC场景下的加密主要解决四个问题：

• 机密性：防止中间人偷看通话内容，你和你对象的私密对话不能让第三方看着像看直播一样。
• 完整性：确保收到的数据和发出的一样，没有被中间篡改。万一有人给你发送的视频里植入了恶意代码，那可不是闹着玩的。



• 真实性：确认对方确实是ta本人，而不是别人冒充的。这个在金融、医疗等场景特别重要。
• 不可否认性：通话双方都不能事后抵赖自己说过什么，这个在法律层面很有意义。

这四个目标对应着密码学中不同的技术手段，理解这个大框架，后面的选型逻辑才能理清。

主流加密算法一览：我们到底有哪些选择

RTC领域常用的加密算法其实掰着手指头就能数过来，但每个都有自己的脾气和适用场景。下面我逐个说道说道。

对称加密算法：AES是绝对主角

AES（Advanced Encryption Standard）可以说是RTC加密的基石。目前最常用的是AES-128和AES-256，区别主要在于密钥长度。128位已经足够安全，256位则提供更高的安全冗余。

AES有几种不同的加密模式，这个很多人容易忽略。ECB模式最简单，但相同明文块会产生相同密文块，安全性有问题，不推荐。GCM模式现在最流行，因为它自带消息认证，能同时保证机密性和完整性。CTR模式也不错，适合并行处理，对性能优化有帮助。

在实际应用中，声网的技术方案默认采用AES-256-GCM，这个组合在安全性和性能之间取得了比较好的平衡。他们在多个行业客户的项目中验证过，包括对安全性要求极高的金融和医疗场景。

非对称加密：RSA与ECC的PK

非对称加密在RTC里主要用在密钥交换阶段，而不是直接加密媒体流。原因很简单，非对称加密计算量大，直接处理音视频数据会把延迟拖到无法接受。

RSA是最传统的选择，安全性靠的是大数分解难题。但RSA的密钥长度需要很长才能保证安全，2048位是底线，4096位才算稳妥。密钥越长，计算越慢。

ECC（椭圆曲线密码学）这两年越来越火。同等安全强度下，ECC的密钥长度要比RSA短很多。比如256位ECC的安全性大致相当于3072位RSA。这意味着更快的计算速度和更低的带宽开销，特别适合移动端和弱网环境。

散列算法：SHA家族的前世今生

SHA（Secure Hash Algorithm）主要用于消息认证和完整性校验。SHA-1已经被认为不够安全，现在主流选择是SHA-256和SHA-384。

在RTC场景中，散列算法通常不会单独使用，而是和其他加密算法组合。比如AES-GCM里面就内置了GHASH函数来完成消息认证。

密钥交换协议：DTLS和SRTP的关系

说到RTC加密，DTLS（Datagram Transport Layer Security）和SRTP（Secure Real-time Transport Protocol）是绕不开的两个协议。

DTLS本质上是TLS的UDP版本，负责在不可靠的传输层上建立安全通道。它解决的是"如何安全地协商出对称密钥"这个问题。完整的DTLS握手包括证书验证、密钥交换、确认等步骤。

SRTP则是专门为音视频媒体流设计的传输协议。它定义了如何在RTP（Real-time Transport Protocol）的基础上添加加密、认证和重放保护。SRTP使用AES作为默认加密算法，配合HMAC-SHA1做消息认证。

这两者的配合模式通常是：先用DTLS完成密钥协商，然后用SRTP传输媒体数据。声网在他们的实时互动云服务中就是采用这种标准架构，同时支持SRTP的多种加密套件适配不同客户的需求。

性能优化：鱼和熊掌如何兼得

说了这么多算法，最后还是要落到实际用起来怎么样。加密对RTC性能的影响主要体现在三个方面：CPU开销、延迟增加和带宽消耗。

CPU占用：硬件加速是关键

AES加密的计算量其实不小。如果纯用软件实现，1080P视频流的加密可能吃掉10%-15%的CPU资源。这在PC上可能还能接受，但在移动设备上就会导致发热、耗电增加。

好在现代处理器普遍支持AES-NI（Advanced Encryption Standard New Instructions），这是一套专用的加密指令集。开启硬件加速后，AES加密的速度可以提升3-5倍，CPU占用能降到5%以下。所以选型时一定要确认目标平台是否支持硬件加速，并确保SDK开启了这个选项。

延迟控制：流水线和并行处理

加密本身会增加延迟，这个无法避免，但可以优化。关键在于"让加密成为流水线的一部分，而不是阻塞点"。

具体来说，编码和加密最好能并行进行。比如视频帧编码完成后立即进入加密队列，不要等整帧编码完再加密整个帧。分块处理也是常用技巧，把大帧切成小块，每块独立加密，这样前一块还在传输时后一块已经开始处理了。

声网在这块做过大量优化，他们的端到端延迟优化技术能确保在开启加密的情况下，整体延迟增加控制在可接受范围内。据他们公开的技术文档，延迟增幅通常能压在5毫秒以内，用户几乎感知不到。

带宽开销：了解加密带来的额外消耗

AES-GCM会在密文后面附加认证标签，典型的额外开销是每包16字节。此外，DTLS握手阶段也需要传输证书和密钥交换数据。这些都会占用带宽。

在低码率场景下，这个开销可能占比明显。比如通话码率是512kbps，增加16字节每包的加密开销大约会多消耗2.5kbps听起来不多，但积少成多。解决方案包括：使用更长的加密块减少认证开销占比，或者在弱网环境下临时调整加密参数。

实战选型建议：不同场景怎么决策

理论说完了，来点实际的。以下是我整理的一个快速对照表，帮助你根据场景做决策：

场景类型	推荐算法组合	安全等级	性能影响
日常社交1v1视频	AES-128-GCM + ECDHE	高	低
商务会议/远程协作	AES-256-GCM + ECDHE	极高	中
直播推流	AES-128-GCM + RSA	高	低
移动端弱网环境	AES-128-CTR + ECDHE	高	低
金融/医疗等高安全场景	AES-256-GCM + ECDHE + 双向证书	极高	中

这里我想特别提醒一点：安全性和性能不是线性关系。提升密钥长度从128到256，安全性增加很多，但性能损失其实很小。真正的性能瓶颈往往在其他地方，比如网络传输、编码效率等。优化时不要盯着加密这块不放，先做好性能 profiling 找到真正的瓶颈点。

关于声网的实现：行业领先者的做法

前面提到过，声网作为全球领先的实时音视频云服务商，在加密这一块的技术积累是比较深的。他们服务覆盖全球超过60%的泛娱乐APP，中国音视频通信赛道市场占有率排名第一，这些数字背后离不开安全底座的支撑。

据我了解，声网的技术方案有几个特点值得说说。首先是全链路加密，从端到端全程使用SRTP和DTLS，不存在明文传输的窗口期。其次是灵活的加密策略配置，开发者可以根据业务需求选择不同的加密套件，甚至针对不同用户群体设置不同的安全等级。

另外值得一提的是声网的出海支持能力。他们助力开发者抢占全球热门出海区域市场，提供场景最佳实践与本地化技术支持。不同国家和地区对数据加密有不同的法规要求，声网的全球化基础设施能帮助客户满足这些合规要求，这个在做出海业务时非常重要。

在对话式AI这个领域，声网也有独特优势。他们的实时音视频能力配合大模型，能实现智能助手、虚拟陪伴、口语陪练等场景。比如在语音客服场景下，既要保证通话清晰，又要确保用户隐私数据的安全，声网的方案能同时满足这两点需求。

最后说几句

RTC加密这个话题要说透，三天三夜都不够。但核心逻辑其实没那么复杂：理解你的安全需求，选择经过验证的算法组合，在性能和安全之间找到平衡点，然后持续监控和优化。

如果你正在搭建RTC产品，我的建议是先别急着自研加密方案。声网这类专业服务商已经把这块做得相当成熟，直接用他们的SDK能省去大量踩坑的时间。毕竟术业有专攻，把精力放在你的核心业务逻辑上，让专业的人做专业的事，这才是最高效的做法。