C++/Qt音视频通话开发MetaRTC源码解读，dtls交互流程，dtls抓包分析

本章内容解读MetaRTC开源代码，无任何二次开发，用于学习交流。
MetaRTC是国人开发的开源项目，适用各种场景音视频二次开发，可以去git阅读README，我们使用相对成熟的版本测试： Release v5.0-b4。

本章解读dtls交互流程，dtls抓包分析，dlts概念介绍。
DTLS
(Datagram Transport Layer Security)即数据包传输层安全性协议。传输层的TCP、UDP协议本身都不具备安全性。SSL/TLS协议是基于TCPsocket，在传输层和应用层之间构建了一个端到端的安全通道，保证了传输数据的加密性。但是SSL/TLS协议并不能用于UDP协议，而UDP也有安全传输的需求，于是产生了DTLS协议（DatagramTLS）。即DTLS的作用为给UDP提供端到端的安全通道，就像SSL/TLS对TCP的作用一样。并且DTLS尽可能参考了SSL/TLS协议的安全机制，在具体实现上复用了70%的TLS代码。DTLS的传输阶段分为两个：握手阶段和握手建立之后的传输应用数据阶段。
通过引入 DTLS 对 RTP 进行加密，使得媒体通信变得安全。通过 DTLS 协商出加密密钥之后，RTP 也需要升级为 SRTP，通过密钥加密后进行通信。

dtls抓包分析

dtls握手过程

使用wireshark抓包工具，筛选关键字dtls，主叫点击推拉流按钮，音视频通话接通，之后关闭挂断通话，抓包截图如下，使用了非对称加密，和上面的流程图基本对的上。
在turn模式是通过coturn服务器中继的，抓不到dtls包，stun模式可以抓包。

本端主叫是主动推拉流的，dtls交互过程中主叫是client（192.168.3.46），被叫是server（192.168.3.42）。
1-7条是明文通信：
1、 Client Hello
截图第一条消息，客户端首先向服务端发起握手。信息包括dtls版本号，加密方式，压缩方式，随机数A，Session ID等。
2、Server Hello
截图第二条消息，服务端响应一个 Server Hello 消息，携带协商出来的 TLS/SSL 版本号、加密套件和数据压缩算法，Session ID。
3、Certificate
截图第二条消息， 携带服务端数字证书（CA）以验证服务端身份，携带了服务端非对称加密所使用的公钥。
4、Server Key Exchange
截图第二条消息，携带额外信息来帮助客户端生成 pre-master key。
5、Certificate Request
截图第二条消息，在安全性要求高的场景，例如银行支付等，不仅需要验证服务端的身份,还需要验证客户端的身份,这时候服务端就会要求客户端提供客户端的身份证书。
6、Server Hello Done
截图第二条消息，Server Hello 结束。
7、Certificate
截图第三条消息，如果服务端要求客户端提供数字证书以验证身份，则客户端发送自己的身份证书给服务端。

8-11条是非对称加密通信过程：
由于非对称加密通信的性能较差，在实际的通信过程中其实使用的是对称加密通信，为了避免对称加密密钥被窃取，密钥在协商过程中使用非对称加密来进行加密。
8、Client Key Exchange
截图第三条消息，客户端在验证服务端的身份证书后,会取出其中的服务端公钥,产生一个随机数 C,作为 pre-master key；
在本地使用之前的随机数 A、B 和这次生成的 C 共同生成对称加密密钥 master-key；
使用服务端公钥对 pre-master key 加密后发送给服务端。
9、Certificate Verify
截图第三条消息，如果服务端要求客户端提供客户端证书，则客户端会发送 Certificate Verify，其中的内容是客户端使用自己的私钥加密的一段数据，提供给服务端用客户端的公钥来进行解密验证。之所以需要这一步是为了确保客户端发送的证书确实是它自己的证书。
10、Change Cipher Spec
截图第三条消息，提示服务端随后使用 master key 来进行对称加密通信。
11、Change Cipher Spec
截图第四条消息，提示客户端随后使用 master key 来进行对称加密通信。
12、Application Data
截图6-14条消息，加密后的应用数据。
12、Encrypted Alert
截图最后一条，当挂断电话时，客户端会向服务端发送一条Encrypted Alert，表示结束会话。

dtls流程，主叫发送Client Hello

主叫dtls大致流程：YangP2pHandleImpl::connectRtc，YangP2pRtc::connectPeer，g_yang_pc_startRtc(setRemoteDescription)，yang_rtcconn_startRtc，yang_create_rtcudp。
在turn场景下，获取turn allocate ip成功后，被叫先接收到非StunMagicCookie （(uint32_t)0x2112A442），触发yang_doHandshake，开始dtls交互，主叫之后接收到消息非StunMagicCookie触发yang_doHandshake。

dtls交互使用的udp和音视频数据收发使用的udp是同一个udp，当sdp交互完成后创建udp，udp通信建立成功后，主叫收到被叫的udp消息，主叫触发dtls流程，先发送Client Hello给被叫。

被叫也是在相同的位置回复Server Hello，其实上述流程1-11条都是由这里触发发送的，dtls握手完成后打印，之后就可以通过udp收发音视频数据，开始音视频通话。

dtls handshake is sucess
1

dtls流程，Application Data

每隔一段时间触发一次。

dtls流程，Encrypted Alert

挂断程序退出，执行析构时触发，如果是SRS组建的视频会议，也是通过这一条消息通知SRS结束推流的。