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打造m3u8视频（流视频）下载解密合并器(kotlin)

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本文是对我原创工具m3u8视频下载合并器关键代码解析及软件实现的思路的讲解，想要工具的请跳转链接

1.思路说明

思路挺简单，具体步骤如下：

  1. 下载m3u8文件
  2. 解析m3u8文件获得ts文件列表
  3. 根据文件列表批量下载ts文件
  4. 进行ts的解密操作（如果没有加密则跳过此步骤）
  5. 将解密后的文件或未加密的ts文件按照m3u8中的列表顺序进行合并，得到mp4文件

可以把Kotlin看作为Java语言的增强版，Java中的知识Kotlin也是通用的

本文涉及到知识如下：

  • String字符串的处理
  • IO流，读文件进行读写
  • 网络编程
  • AES解密（其实我也不是很懂）

2.m3u8格式介绍

可能这个格式大家不是很了解，其实现在大家看的大多数在线视频，都是使用了m3u8文件来实现在线视频播放的。

M3U8 是 Unicode 版本的 M3U，用 UTF-8 编码。"M3U" 和 "M3U8" 文件都是苹果公司使用的 HTTP Live Streaming（HLS） 协议格式的基础，这种协议格式可以在 iPhone 和 Macbook 等设备播放。

简单地来说，m3u8就是一个播放列表，里面保存这多个短视频的地址，之后服务器从此文件中按照顺序依次下载ts文件并进行播放。

ts文件也可以看做为mp4文件，可以直接拿QQ影音等软件打开，但这只限于未加密的ts文件

可能有些小伙伴会发现， 有些ts文件直接打开软件会提示不支持解析此文件，这其实就是因为ts文件已经被加密了。

我们可以以文本的方式打开m3u8的文件，内容如下：

#EXTM3U
#EXT-X-TARGETDURATION:10

#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/first.ts
#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/second.ts
#EXTINF:3.003,
http://media.example.com/third.ts
...

上面的是未加密的m3u8文件内容，我们来看看加密的m3u8文件：

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0

#EXT-X-KEY:METHOD=AES-128,URI="key.key"
#EXTINF:10.000000,
00000.ts
#EXTINF:10.000000,
00001.ts
#EXTINF:10.000000,
00002.ts
#EXTINF:10.000000
...

PS:想要了解m3u8格式更多的资料，请查看我底下的参考链接

这里提一下获取m3u8文件的方式，可以通过浏览器F12进入调试模式，之后找到m3u8的网址资源，或者是通过猫抓（Chrome插件）获取链接，猫抓插件安装请自行百度

3.解析m3u8文件获取信息

由上面我们大概了解到了m3u8文件里面的内容，我们将m3u8文件下载到本地之后，可以得到两个信息，key文件地址（如果采用了加密的话）和全部的ts文件地址

#EXTM3U
#EXT-X-TARGETDURATION:10

#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/first.ts
#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/second.ts
#EXTINF:3.003,
http://media.example.com/third.ts
...

上面的这个是没有采用加密的，而且，ts文件都是给出了具体的网址，这是极为理想的情况，但是市面上大部分不会采用这样的，一般都是像下面的这种格式：

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-TARGETDURATION:10
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0

#EXT-X-KEY:METHOD=AES-128,URI="key.key",IV=0x12345（可能有）
#EXTINF:10.000000,
00000.ts
#EXTINF:10.000000,
00001.ts
#EXTINF:10.000000,
00002.ts
#EXTINF:10.000000
...

上面的m3u8文件采用了加密，而且ts文件都是只有编号，没有网址，而且key文件也是非常的简短，根本就不是一个地址，这种情况我们就得进行字符串的拼接处理。

一般的网站，会将m3u8文件、key文件（有加密的话）、ts文件都是放在同一路径

比如说现在有个m3u8的地址为www.xxx.com/2020/1/14/m3u8.m3u8，使用了加密，所以它的key文件为www.xxx.com/2020/1/14/key.key,ts文件为www.xxx.com/2020/1/14/0000.ts

上面只是个简单的例子，具体的网站还得具体分析，可以使用抓包进行分析。

现在来对上面的m3u8文件进行简单地分析吧：

采用了AES-128进行了加密，key的地址为key.key，偏移量IV为12345，有些是没有使用偏移量，则可以使用0来代替

我们通过解析m3u8文件，首先是获得key文件和所有ts文件的地址，然后进行下载即可

通用的下载代码（下载m3u8文件、key文件、ts文件）：

/**
 * 下载文件到本地
 * @param url 网址
 * @param file 文件
 */
private fun downloadFile(url: String, file: File) {
    val conn = URL(url).openConnection()
    conn.setRequestProperty("User-Agent", "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.0; Windows NT; DigExt)")
    val bytes = conn.getInputStream().readBytes()
    file.writeBytes(bytes)
}

4.ts文件下载优化

ts文件过多，如果只开启一个单线程进行下载，下载太慢了，所以，可以采用多线程进行下载

这里的话，由于之前解析可以获得一个ts文件地址的列表，把此列表分为几份列表，每份列表开启一个子线程来进行下载，这样便可以保证任务的并发性，提高了下载速度。

这里，稍微有点复杂，因为要把列表划分成几份列表，我大概是这样分的：

首先，计算出列表可以平均分为几份，每份列表的数目，之后再将剩下的列表分为一份，但是，使用循环的话不是很好写，所以就先把第一个列表和最后一个列表分好，之后来个循环，将中间的平分完。

/**
 * 下载ts文件
 * @param threadCount 线程数（默认开启5个线程下载，速度较快，100M宽带测试速度有17M/s）
 */
fun downloadTsFile(threadCount: Int = 5) {
    val countDownLatch = CountDownLatch(threadCount)
    //每份列表的数目
    val step = tsUrls.size / threadCount
    //最后列表的数目（剩下的）
    val yu = tsUrls.size % threadCount
    //第一份列表
    thread {
        val firstList = tsUrls.take(step)
        downloadTsList(firstList)
        countDownLatch.countDown()
    }
    //最后一份列表
    thread {
        val lastList = tsUrls.takeLast(step + yu)
        downloadTsList(lastList)
        countDownLatch.countDown()
    }
    //中间的平分
    for (i in 1..threadCount - 2) {
        val list = tsUrls.subList(i * step, (i + 1) * step + 1)
        thread {
            downloadTsList(list)
            countDownLatch.countDown()
        }
    }
    countDownLatch.await()
    println("所有ts文件下载完毕")
}

上面的使用了CountDownLatch类的对象进行线程的控制，只有当所有线程完成之后，此方法才算结束

5.ts文件解密

先上代码，之后再细讲：

//1.获得key和iv的字符串
val keyString = "2e9515db8fe8358bc8fcf6ae601a00be"
val ivString = "d0817f83115d911241fe8ba17673f120"

//2.获得key和iv的bytes数组
val keyBytes = decodeHex(keyString)
val ivBytes = decodeHex(ivString)

//3.key数组转为SecretKeySpec对象，iv数组转为IvParameterSpec
val algorithm = "AES"
val skey = SecretKeySpec(keyBytes, algorithm)
val iv = IvParameterSpec(ivBytes)

//4. 初始化cipher
val transformation = "AES/CBC/PKCS5Padding"
val cipher = Cipher.getInstance(transformation)
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,skey,iv)

//5. 解密，
val tsFile = File("Q:\\m3u8破解\\2273\\440.ts")
val result = cipher.doFinal(tsFile.readBytes())
val newFile = File("Q:\\m3u8破解\\2273\\440_s.ts")

//6.写入文件
BufferedOutputStream(FileOutputStream(newFile)).write(result)

key文件本质是一个16字节文件，我们可以通过winhex等软件查看里面的内容

不过，查看出来之后的内容，我们还得进行转换，因为是字符串，所以得调用decodeHex方法，将字符串转为bytes数组

所以，直接使用代码查看更为方便，Kotlin中可以直接读取bytes（如果使用Java的话，推荐使用common-io的第三方jar包），如：

val keyFile = File("Q:\\test\key.key")
//获得bytes数组
val bytes = keyFile.readBytes()

PS：对了，如果m3u8文件中没有使用到IV偏移量，直接使用0即可(要保证bytes数组的长度为16)，如果使用了IV的话，要使用decodeHex方法转为bytes数组

val ivBytes = if (ivString.isBlank()) byteArrayOf(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) else decodeHex(ivString)
 /**
 * 将字符串转为16进制并返回字节数组
 */
private fun decodeHex(input: String): ByteArray {
    val data = input.toCharArray()
    val len = data.size
    if (len and 0x01 != 0) {
        try {
            throw Exception("Odd number of characters.")
        } catch (e: Exception) {
            e.printStackTrace()
        }

    }
    val out = ByteArray(len shr 1)

    try {
        var i = 0
        var j = 0
        while (j < len) {
            var f = toDigit(data[j], j) shl 4
            j++
            f = f or toDigit(data[j], j)
            j++
            out[i] = (f and 0xFF).toByte()
            i++
        }
    } catch (e: Exception) {
        e.printStackTrace()
    }

    return out
}

@Throws(Exception::class)
private fun toDigit(ch: Char, index: Int): Int {
    val digit = Character.digit(ch, 16)
    if (digit == -1) {
        throw Exception("Illegal hexadecimal character $ch at index $index")
    }
    return digit
}

有了key文件和IV偏移量的bytes，我们就可以往下走了，下面的代码其实都没有什么好说明的，明眼人估计一看就懂了，这里就不多说了

需要注意的是，因为解密之后，我们还需要把所有已经解密好的ts文件按照顺序合并成一个mp4文件，所以，注意解密后数据的名字。

建议在保存原来编号的基础上，加上写简短的字母，之后，就可以通过contains方法进行判断是否文件名是否符合条件

6.ts文件合并

合并的话，使用IO流，按照顺序依次把流追加到末尾即可

参考

m3u8 文件格式详解
关于m3u8格式的视频文件ts转mp4下载和key加密问题
aes 256 32位key和32位iv
加密ts解密

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