8. DTLS与SRTP：DTLS握手过程、SRTP密钥派生、媒体加密与安全协商
WebRTC 的媒体加密，说白了就是靠 DTLS 和 SRTP 这对黄金搭档。DTLS 负责握手、交换密钥，SRTP 负责用这些密钥加密实际的音视频数据。两者缺一不可。
我个人习惯把 DTLS 比作「安全信使」——它先跟对端打个招呼，确认身份，然后悄悄把密钥塞给 SRTP。SRTP 拿到密钥后，才开始真正干活：加密每一帧视频、每一段音频。
8.1 DTLS 握手过程
DTLS 是基于 UDP 的 TLS。为什么不用 TCP？因为 WebRTC 的媒体走的是 UDP，你不可能为了握手再开一条 TCP 连接。DTLS 就是在 UDP 上模拟 TLS 的可靠传输和握手流程。
握手过程大致分四步：
- ClientHello：发起方发送支持的加密套件、随机数等信息。
- ServerHello + 证书：响应方选择加密套件，发送自己的证书（通常是自签名证书）。
- 密钥交换：双方交换 DH 参数，计算出预主密钥。
- Finished：双方确认握手完成，开始派生 SRTP 密钥。
关键点：DTLS 握手过程中，双方会交换指纹（fingerprint）。指纹就是证书的哈希值，通过 SDP 的 a=fingerprint 字段传递。握手完成后，浏览器会比对证书指纹是否与 SDP 中的一致。不一致？直接断开。
我在项目中遇到过一个问题：自签名证书过期了，结果握手一直失败。排查了半天才发现是证书有效期的问题。嗯，这里要注意——DTLS 证书的有效期默认只有 30 天，很多浏览器会严格校验。
8.2 SRTP 密钥派生
DTLS 握手完成后，双方有了共享的 主密钥（Master Secret）。但 SRTP 不能直接用这个密钥，需要派生出一组子密钥。
派生过程遵循 RFC 5764，核心逻辑是：
- 从主密钥 + 随机数（双方交换的）生成 SRTP 主密钥（16 字节或 32 字节）。
- 再生成 SRTP 盐值（14 字节），用于初始化向量。
- 最后生成 SRTP 认证密钥（20 字节），用于消息完整性校验。
说白了，就是一把钥匙开一把锁。DTLS 给了你一把万能钥匙，但 SRTP 需要三把专用钥匙。派生过程就是把这把万能钥匙拆成三把。
我的建议：如果你自己实现 WebRTC 的媒体加密层，千万别手动派生密钥。直接用 OpenSSL 或 BoringSSL 的 SSL_export_keying_material 函数。我曾经手写过一次派生逻辑，结果盐值长度算错了，导致解密失败。折腾了两天才发现。
8.3 媒体加密与安全协商
SRTP 加密的过程其实不复杂。每一帧 RTP 数据包到达时，SRTP 会做三件事：
- 加密载荷：用 AES 算法（通常是 AES-CM 或 AES-GCM）加密 RTP 的 payload 部分。
- 添加认证标签：在包末尾追加一个 HMAC-SHA1 或 AES-GCM 的认证标签，防止篡改。
- 更新序列号：SRTP 有自己的序列号管理机制，防止重放攻击。
你想想看，如果没有 SRTP，你的视频通话就是明文传输的。随便抓个包就能看到你在说什么、长什么样。SRTP 就是给这些数据穿上了一层防弹衣。
安全协商发生在 SDP 阶段。双方通过 a=crypto 或 a=setup 字段协商加密策略：
a=setup:active：当前端主动发起 DTLS 握手。a=setup:passive：当前端被动等待握手。a=setup:actpass：当前端既可以主动也可以被动，由对端决定。
避坑指南：我曾经遇到过一个兼容性问题——某些旧版浏览器只支持 a=crypto（SDES 方式），不支持 DTLS-SRTP。如果你强制使用 DTLS，对方直接拒绝连接。解决办法是在 SDP 中同时声明两种方式，让浏览器自己选。不过现在主流浏览器都只支持 DTLS-SRTP 了，SDES 基本被淘汰。
8.4 DTLS-SRTP 整体流程
我把整个流程画了一张图，方便你理解：
从图上可以看得很清楚：SDP 交换是前提，DTLS 握手是桥梁，密钥派生是核心，SRTP 加密是最终目的。每一步都环环相扣，缺一不可。
8.5 常见问题与排查思路
| 问题现象 | 可能原因 | 排查方法 |
|---|---|---|
| DTLS 握手超时 | UDP 被防火墙拦截，或证书过期 | 检查 UDP 端口 3478/5349 是否开放；检查证书有效期 |
| 指纹不匹配 | SDP 中的指纹与实际证书不一致 | 重新生成 SDP，确保指纹字段正确 |
| SRTP 解密失败 | 密钥派生参数不一致（如盐值长度错误） | 对比双方的密钥派生日志，确认参数一致 |
| 媒体流黑屏/无声 | SRTP 加密后未正确设置 RTP 头 | 抓包分析 RTP 包结构，检查加密标志位 |
我的经验：排查 DTLS 问题最有效的方法是抓包。用 Wireshark 过滤 dtls 或 srtp，一眼就能看出握手到哪一步失败了。我曾经遇到一个奇葩问题——双方 DTLS 握手成功，但 SRTP 就是解不出来。后来发现是其中一端的 OpenSSL 版本太旧，派生密钥时用了不同的哈希算法。升级后问题解决。
好了，DTLS 和 SRTP 的核心内容就这些。记住一句话：DTLS 负责安全握手，SRTP 负责安全传输。两者配合，才能保证你的音视频通话不被窃听、不被篡改。