通用在线加密视频解密方案

最近有小伙伴花了大几千买了某视频网课的课程，快到期了还没看过，问我能不能下载到本地

先去 github 逛了一圈，发现有个叫做 CocoCut 的浏览器插件，可以下载视频，对于加密视频，只要能播放就能下载

试用后发现存在几个问题：

无法自动化，对于加密视频需要每次打开网页后点击插件弹出面板上一个叫做「force download」的按钮，跳转到其官网后打开「Recording mode」, 此时播放视频的网页会刷新，然后开始录制，最后提供 mp4 格式的视频下载
需要付费，只能免费下载几个小时的时长

既然它能做，那么咱们应该也可以。先了解下目前市面上常见的视频加密手段：

微软 DRM SDK, 浏览器兼容较差
RTMPE, Adobe 提出的产生于 FLASH 时代的视频加密传输协议。流媒体服务器软件价格贵，数据不能缓存，用户每次播放都要占用服务器带宽
HLS, Apple 提出的基于 http 协议的视频分片传输协议, PC Chrome 不支持，需要使用 Media Source Extensions 转码播放(西瓜播放器、jwplayer)

HLS 由两部分构成，一个是 .m3u8 文件，一个是 .ts 视频文件（TS 是视频文件格式的一种）。整个过程是，浏览器会首先去请求 .m3u8 的索引文件，然后解析 m3u8，找出对应的 .ts 文件链接，并开始下载

HLS 原生支持客户端加密，只需要往 .m3u8 文件中添加 EXT-X-KEY 字段，值为客户端获取密钥的鉴权服务即可

这是原生支持的方式，而查看我们目标网站的实现方式，由于是需要在 PC 端播放的，所以是利用了 Media Source Extensions 转码播放的，所以 ts 文件的解密也是自定义的过程

我们接下来需要做的事情是下载所有的 ts 文件，从 js 中找到解密 ts 文件的 AES key 就可以了

但这个找 AES key 的过程不可复用，每个网站的手段不尽相同，定向破解成本较大

行业方案 —— 保利威视基于 HLS 的视频加密方案

v11: m3u8+AES 和上述方案类似

v12: m3u8+canvas+wasm 可以认为是上述方案的升级版，采用 canvas 绘制有效防止视频破解后分流去除水印，且把解密过程放到 wasm 二进制中保护起来，更难于破解获取 AES key

思考：既然视频要给用户播放，那不管怎么加密，最终总是要呈现给用户，那我们能不能在呈现这一环节入手呢？

最差的手段是物理录屏，但也无法实现自动化，且效果会很差，分辨率问题，声音问题，卡顿、转场等等问题

此时我们恰好看到了一个神奇的 API：HTMLMediaElement.captureStream()

The captureStream() property of the HTMLMediaElement interface returns a MediaStream object which is streaming a real-time capture of the content being rendered in the media element.

Chrome Developers 也有一篇文章介绍它：https://developer.chrome.com/blog/capture-stream/

它可以用来实时录制多媒体元素上渲染的内容，结合 MediaRecorder 是不是正好贴合我们的场景呢，赶紧来试一下：

以下代码是运行在浏览器插件的 content_scripts 中，获取到视频流后发送到 background 进行合并下载：

// content.js
const $videos = [...document.querySelectorAll('video')];
// todo: 支持同一页面多个视频
const $target = $videos[0];
$target && $target.addEventListener('playing', () => {
    // muted video 不触发 captureStream
    // $target.muted = true;
    $target.volume = 0.01;
    if($target.isRecording){
        return ;
    }
    $target.isRecording = true;
    // 很多视频开头有小动作，比如帮你拖拽进度条，可能会延迟触发或多次触发，所以我们要加个延时
    setTimeout(() => {
        console.log('Video Recorder started...');
        startRecording($target);
    }, 5000);
});

function startRecording($tar){
    const mimeType = 'video/webm';
    const recorder = new MediaRecorder($tar.captureStream(), {
        mimeType
    });
    recorder.onstart = function(e){
        // console.log('start', e);
    };
    recorder.ondataavailable = function(e){
        // console.log('ondata', e);
        // const blob = new Blob([e.data], {
        //     type: mimeType
        // });
        sendBlobData(e.data);
    };
    recorder.onstop = function(e){
        endBlobData();
        // console.log('stoped', e);
        // 不能成功，因为有些页面视频播完会刷新到下一个视频
        // const blob = new Blob(chunks, {
        //     type: mimeType
        // });
        // const url = URL.createObjectURL(blob);
        // const a = document.createElement('a');
        // document.body.appendChild(a);
        // a.style = 'display: none';
        // a.href = url;
        // a.download = document.title;
        // a.click();
        // window.URL.revokeObjectURL(url);
    };
    recorder.onerror = function(e){
        // console.log('errored', e);
    };
    // 重置播放时间
    $tar.currentTime = 0;
    recorder.start(1000);
    $tar.onended = function(e){
        stopRecorder(recorder);
    };
    $tar.oncomplete = function(e){
        stopRecorder(recorder);
    };
    window.onbeforeunload = function(e){
        stopRecorder(recorder);
    };
};

function sendBlobData(blobData){
    const fr = new FileReader();
    fr.onload = function(ev){
        chrome.runtime.sendMessage({
            data: fr.result,
            size: blobData.size,
            mimeType: blobData.type,
            name: document.title,
            action: 'data'
        }, response => {
            // console.log("Response: ", response);
        });
    };
    fr.onerror = function(ev){
        console.log('FileReader error', ev);
    };
    fr.readAsBinaryString(blobData);
};

function endBlobData(){
    chrome.runtime.sendMessage({
        data: '',
        size: 0,
        mimeType: '',
        name: '',
        action: 'end'
    }, response => {
        // console.log("Response: ", response);
    });
};

function stopRecorder(recorder){
    if(recorder.state === 'recording'){
        recorder.stop();
    }
};

遇到的几个问题：

很多视频网站播放完后会刷新页面到下一个播放页面，导致 content.js 中对 video 标签的 end complete 事件的监听函数中的动作不能保证成功，同样页面的 beforeunload unload 事件监听函数中的动作也不能保证成功，所以我们把视频流发送到浏览器插件的 background 进行处理
MediaRecorder 只能录制成以下几种格式的视频：

Essentially, it looks like the following are (at time of writing) accepted MIME types for video/audio in Chrome:

video/webm
video/webm;codecs=vp8
video/webm;codecs=vp9
video/webm;codecs=vp8.0
video/webm;codecs=vp9.0
video/webm;codecs=h264
video/webm;codecs=H264
video/webm;codecs=avc1
video/webm;codecs=vp8,opus
video/WEBM;codecs=VP8,OPUS
video/webm;codecs=vp9,opus
video/webm;codecs=vp8,vp9,opus
video/webm;codecs=h264,opus
video/webm;codecs=h264,vp9,opus
video/x-matroska;codecs=avc1

audio/webm

audio/webm;codecs=opus
(EDITED 2019-02-10: Updated to include brianchirls' link find)  

https://github.com/ffmpegwasm/ffmpeg.wasm 不能用于浏览器插件的 background, 报错：

Uncaught (in promise) RuntimeError: abort(CompileError: WebAssembly.instantiate(): Wasm code generation disallowed by embedder). Build with -s ASSERTIONS=1 for more info.

manifest.json 加上 "content_security_policy": "script-src 'self' 'unsafe-eval'; object-src 'self'", 仍然报错：

Refused to load the script ‘blob:chrome-extension://nnodhmmdmobflnhbigcheclnhdfkidpf/71e2d139-c5f1-4991-bbc0-4748802aec2a’ because it violates the following Content Security Policy directive: “script-src ‘self’ ‘unsafe-eval’”. Note that ‘script-src-elem’ was not explicitly set, so ‘script-src’ is used as a fallback.

content 和 background 通信无法直接传递 Blob 类型数据，但可以传递 URL.createObjectURL 创建的数据，localStorage 同样。可以使用 new FileReader().readAsBinaryString 解决
muted video 不会触发 captureStream()

https://bugs.chromium.org/p/chromium/issues/detail?id=1136404

攻防设想

假如我不想被别人利用这个手段下载到我的视频怎么办？

既然是用了 HTMLMediaElement.captureStream() 这个 API, 那我能不能屏蔽它呢？答案是可以的：

假如别人用了这个手段屏蔽了 API, 但我还是想下载怎么办？

相信有很多种办法可以做到，这里我尝试了 cloneNode:

当然可以继续屏蔽 HTMLElement.prototype.cloneNode, 我们还可以使用 outerHTML

如果 MediaRecorder 被屏蔽了呢

我们可以在页面加载前就注入代码，提前保存该 API

TODO:

同个页面多个 video 处理
视频暂停时要暂停录制
popup 增加录制提示，各种控制按钮，如静音录制、自动录制等等
在 client 端转为 MP4 格式的可行性
经常会失败，或录制不全
顶多可以同时开4个窗口录制，再多容易失败(爆内存)
canvas 录制支持
因为实现了视频流的同步，可以邀请你的小伙伴实现异地同步观影的功能，不知道实际是否实用..