CN110719494B - 一种实现cdn流媒体数据防篡改的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法及系统，涉及互联网多媒体技术领域，本发明在流媒体数据以磁盘块存储时，计算校验码，不需要处理流媒体数据本身，对流媒体服务器改造较小；在流媒体服务器出流时计算校验码并和流媒体数据注入时存储在磁盘块信息文件中的校验码作比较，实现简单；每次读写取数据磁盘都是以单个磁盘块进行的，对每次读数据磁盘都进行校验，能比较好防止本地被篡改的流媒体数据出流到终端或者下级CDN服务器，且对流媒体服务器出流影响较小。

Description

一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法及系统

技术领域

本发明涉及互联网多媒体技术领域，具体涉及一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法及系统。

背景技术

随着三网融合的不断推进以及宽带的不断提速，OTT/IPTV视频业务的网络模式正从专网向互联网转变。互联网为OTT/IPTV视频业务带来了丰富的内容和应用，也带来了安全播出的风险。OTT/IPTV流媒体数据防篡改技术是防范OTT/IPTV视频安全播出风险的重要手段，因此需要采用合适的技术对OTT/IPTV的流媒体数据加密实现流媒体数据防篡改，有较高的安全性。

OTT/IPTV流媒体数据防篡改技术是防范OTT/IPTV视频安全播出风险的重要手段，传统的流媒体数据防篡改方法有两种：

(1)视频加密。该方法通过视频加密实现流媒体数据防篡改，有较高的安全性，但由于视频的加密及解密均依赖硬件，灵活性差且对流媒体平台及终端的改造太大，难以满足互联网模式下流媒体数据防篡改需求。

(2)视频流中插入签名信息。该方法提取视频签名信息并插入视频流中，之后在播放端对视频签名信息进行校验。由于不依赖硬件，该方法较视频加密方法灵活性高，但其校验视频签名基于视频解封装，实现上相对复杂，且因视频及对应的签名信息均下载、校验完成后方能播放，导致视频起播较慢。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法及系统，有效防止本地被篡改的流媒体数据出流到终端或者下级CDN服务器，且对流媒体服务器出流影响较小。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法，包括以下步骤：

对流媒体服务器的所有数据磁盘进行编号，将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，记录每个磁盘块的信息到磁盘块信息文件中；

将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小；计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码，并存储至磁盘块信息文件中；

根据终端的请求从数据磁盘读出流媒体数据，每次读取大小均为一个磁盘块大小；计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码，并与磁盘块信息文件中对应的校验码比对，以决定是否出流。

在上述方案的基础上，所述磁盘块的信息包括磁盘块序号、数据磁盘序号和磁盘块状态。

在上述方案的基础上，所述将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小，具体包括以下步骤：根据磁盘块序号*磁盘块大小计算该出磁盘块在数据磁盘的起始偏移位置，将接收的流媒体数据写入计算出的起始偏移位置。

在上述方案的基础上，计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法为：采用CRC算法计算每个磁盘块的前K个字节的CRC校验码校验码；

计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法与计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法相同。

在上述方案的基础上，所述将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，具体包括以下步骤：

将每个数据磁盘划分出N个容量大小相等的磁盘块，N＝数据磁盘存储容量/磁盘块大小；

其中所述磁盘块大小为1MB、2MB或4MB。

本发明还提供一种实现CDN流媒体数据防篡改的系统，包括：

磁盘块划分模块，其用于：对流媒体服务器的所有数据磁盘进行编号，将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，记录每个磁盘块的信息到磁盘块信息文件中；

数据写入模块，其用于：将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小；计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码，并存储至磁盘块信息文件中；

数据读出模块，其用于：根据终端的请求从数据磁盘读出流媒体数据，每次读取大小均为一个磁盘块大小；计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码，并与磁盘块信息文件中对应的校验码比对，以决定是否出流。

在上述方案的基础上，所述磁盘块的信息包括磁盘块序号、数据磁盘序号和磁盘块状态。

在上述方案的基础上，所述数据写入模块将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小，具体包括以下步骤：根据磁盘块序号*磁盘块大小计算该出磁盘块在数据磁盘的起始偏移位置，将接收的流媒体数据写入计算出的起始偏移位置。

在上述方案的基础上，所述数据写入模块计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法为：采用CRC算法计算每个磁盘块的前K个字节的校验码；

所述数据读出模块计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法与所述数据写入模块计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法相同。

在上述方案的基础上，所述磁盘块划分模块将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，具体包括以下步骤：

将每个数据磁盘划分出N个容量大小相等的磁盘块，N＝数据磁盘存储容量/磁盘块大小；

其中所述磁盘块大小为1MB、2MB或4MB。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在流媒体数据以磁盘块存储时，计算校验码，不需要处理流媒体数据本身，对流媒体服务器改造较小；在流媒体服务器出流时计算校验码并和流媒体数据注入时存储在磁盘块信息文件中的校验码作比较，实现简单；每次读写取数据磁盘都是以单个磁盘块进行的，对每次读数据磁盘都进行校验，能比较好防止本地被篡改的内容出流到终端或者下级CDN服务器，且对流媒体服务器出流影响较小。

附图说明

图1为本发明实施例的实现CDN流媒体数据防篡改的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的流媒体服务器数据磁盘序号及数据磁盘相关信息图；

图3为本发明实施例的单个数据磁盘以2MB为磁盘块大小划分数据磁盘图；

图4为本发明实施例的磁盘块信息文件图；

图5为本发明实施例的流媒体数据注入时生成CRC16校验码并存储到磁盘块信息文件图；

图6为为本发明实施例的流媒体数据出流时对内容进行CRC16校验图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法，具体包括以下步骤：

S1、流媒体服务器的数据磁盘存储有以下特点：流媒体服务器给所有数据磁盘编号，序号从0到M。每个数据磁盘划分出N个容量大小相等的磁盘块，N＝数据磁盘存储容量/磁盘块大小，磁盘块的编号从0到N-1对应数据磁盘偏移从0到N*磁盘块大小，并将磁盘块的信息记录到对应的磁盘块信息文件中，磁盘块信息文件以数据磁盘序号命名，每个磁盘块信息文件以磁盘块序号为关键字存储相关信息。磁盘块信息文件不存储在数据磁盘里，而是存储在系统盘中，在流媒体软件的安装目录下。流媒体服务器根据磁盘块的大小划分数据盘，要求数据磁盘的总容量能被磁盘块的大小整除，所以磁盘块大小一般定义为1MB、2MB或者4MB，MB表示兆字节。每块数据磁盘的磁盘块信息文件以磁盘块序号为关键字存储数据磁盘序号、磁盘块序号、校验码、磁盘块状态，流媒体服务器数据磁盘划分磁盘块之后每次读写都是一个磁盘块。

S2、流媒体数据注入到服务器时，先分配磁盘块，每次写入一个磁盘块大小的流媒体数据到数据磁盘，流媒体数据在数据磁盘的存储位置根据磁盘块的编号计算在数据磁盘里偏移。单次写入一个磁盘块大小的流媒体数据到数据磁盘，根据磁盘块序号*磁盘块大小计算流媒体数据在数据磁盘的偏移。

S3、对每次写入数据磁盘的流媒体数据的前K个字节计算其校验码，并记录校验码至对应的磁盘块信息文件。常用校验码算法如CRC算法，包括CRC8、CRC16、CRC32、CRC64等，还可采用MD5，SHA等算法。本例中取CRC16算法举例说明实现过程。K大于0小于等于磁盘块的大小，本例中取188即一个TS包的大小举例说明实现过程。

S4、流媒体服务器根据终端或者下级CDN流媒体服务器的请求从数据磁盘读取流媒体数据，并出流，每次从数据磁盘读取一个磁盘块的流媒体数据，根据磁盘块序号*磁盘块大小计算流媒体数据在数据磁盘的偏移。

S5、对于每次读出磁盘块大小的流媒体数据计算其前K字节流媒体数据校验码，并通过磁盘块编号找存储在磁盘块信息文件中的校验码，比对两个校验码，根据比对结果决定是否出流到终端。

如图2、图3、图4所示，为流媒体服务器数据磁盘序号，本实施例中有六块数据磁盘，操作系统识别的盘符分别为/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde、/dev/sdf、/dev/sdg和/dev/sdh，以/dev/sdc为例划分磁盘块。本实施例中以磁盘块的前K＝188字节(一个ts包188字节)进行计算CRC16校验码为例进行说明，实际实施中0<K<＝2M(磁盘块大小)，CRC算法(CRC8、CRC16、CRC32、CRC64)可选。

初始化时，将所述六块数据磁盘从0开始顺序编号，同时获取这些数据磁盘的数据磁盘盘符、数据磁盘序列号、数据磁盘总磁盘块数量和数据磁盘空闲磁盘块数量，默认所有的数据磁盘状态是有效的。以数据磁盘/dev/sdc为例，数据磁盘信息文件中记录它的数据磁盘盘符为/dev/sdc，数据磁盘序号为0，数据磁盘序列号为Z4F0VMB0，数据磁盘总磁盘块数量为100000，数据磁盘空闲磁盘块数量为50000，状态为有效。将每块数据磁盘按照2MB大小划分磁盘块，并按磁盘块的起始偏移位置从小到大顺序编号，其中，磁盘块的起始偏移位置是相对于数据磁盘起始偏移而言的，而每块数据磁盘的起始偏移总为0。如图3所示，以/dev/sdc为例子划分磁盘块，它的总容量大小为200000MB，磁盘块大小为2MB，所以划分磁盘块数量为100000块(200000/2)，所以数据磁盘/dev/sdc的可以划分为100000个磁盘块，磁盘块编号0～99999，根据磁盘块序号在乘以磁盘块大小，可以很容易找到磁盘块在该数据磁盘的偏移。如图4所示，数据磁盘以磁盘块划分数据磁盘之后，会以数据磁盘序号为文件名创建磁盘块信息文件，该文件以磁盘块序号为关键字记录磁盘块序号、数据磁盘序号、磁盘块状态、校验码信息。

如图5所示，以/dev/sdc这块数据磁盘一次流媒体数据注入，单次写入数据磁盘为例，流媒体数据注入写入/dev/sdc序号为5的磁盘块，流媒体数据写入磁盘块5时，计算磁盘块5的第一个TS包(188字节)的CRC16校验码，存储到磁盘块5对应的校验码位置，计算校验码的流媒体数据长度(0～2MB)和算法(CRC8、CRC16、CRC32、CRC64)可选，本例实施中使用CRC16算法计算每个磁盘块的第一个TS包即188字节的CRC16校验码。

如图6所示，以/dev/sdc这块数据磁盘一次流媒体数据读出，单次读出数据磁盘为例，流媒体数据出流时读出/dev/sdc序号为5的磁盘块，流媒体数据读出磁盘块5时，计算磁盘块5的第一个TS包(188字节)的CRC16校验码，取出磁盘块5存储在对应的磁盘块信息文件中的CRC16校验码，比对两个CRC16的校验码，根据比对结果确定是否出流。

本发明实施例还提供一种实现CDN流媒体数据防篡改的系统，包括：

磁盘块划分模块，其用于：对流媒体服务器的所有数据磁盘进行编号，将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，记录每个磁盘块的信息到磁盘块信息文件中；

数据写入模块，其用于：将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小；计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码，并存储至磁盘块信息文件中；

数据读出模块，其用于：根据终端的请求从数据磁盘读出流媒体数据，每次读取大小均为一个磁盘块大小；计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码，并与磁盘块信息文件中对应的校验码比对，以决定是否出流。

作为优选的实施方式，所述磁盘块的信息包括磁盘块序号、数据磁盘序号和磁盘块状态。

优选的，所述数据写入模块将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小，具体包括以下步骤：根据磁盘块序号*磁盘块大小计算该出磁盘块在数据磁盘的起始偏移位置，将接收的流媒体数据写入计算出的起始偏移位置。

进一步的，所述数据写入模块计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法为：采用CRC算法计算每个磁盘块的前K个字节的校验码；

所述数据读出模块计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法与所述数据写入模块计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法相同。

作为优选的实施方式，所述磁盘块划分模块将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，具体包括以下步骤：

将每个数据磁盘划分出N个容量大小相等的磁盘块，N＝数据磁盘存储容量/磁盘块大小；其中所述磁盘块大小为1MB、2MB或4MB。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现CDN流媒体数据防篡改的方法的所有方法步骤或部分方法步骤。

本发明实现上述实现CDN流媒体数据防篡改的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现CDN流媒体数据防篡改的方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CP U)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个数据磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于数据磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种实现CDN流媒体数据防篡改的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对流媒体服务器的所有数据磁盘进行编号，将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，记录每个磁盘块的信息到磁盘块信息文件中；

将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小；计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码，并存储至磁盘块信息文件中；所述计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法为：采用CRC算法计算每个磁盘块的前K个字节的CRC校验码；

根据终端的请求从数据磁盘读出流媒体数据，每次读取大小均为一个磁盘块大小；计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码，并与磁盘块信息文件中对应的校验码比对，以决定是否出流；所述计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法与计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法相同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁盘块的信息包括磁盘块序号、数据磁盘序号和磁盘块状态。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小，具体包括以下步骤：根据磁盘块序号*磁盘块大小计算该出磁盘块在数据磁盘的起始偏移位置，将接收的流媒体数据写入计算出的起始偏移位置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，具体包括以下步骤：

将每个数据磁盘划分出N个容量大小相等的磁盘块，N＝数据磁盘存储容量/磁盘块大小；

其中所述磁盘块大小为1MB、2MB或4MB。

5.一种实现CDN流媒体数据防篡改的系统，其特征在于，包括：

磁盘块划分模块，其用于：对流媒体服务器的所有数据磁盘进行编号，将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，记录每个磁盘块的信息到磁盘块信息文件中；

数据写入模块，其用于：将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小；计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码，并存储至磁盘块信息文件中；所述数据写入模块计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法为：采用CRC算法计算每个磁盘块的前K个字节的校验码；

数据读出模块，其用于：根据终端的请求从数据磁盘读出流媒体数据，每次读取大小均为一个磁盘块大小；计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码，并与磁盘块信息文件中对应的校验码比对，以决定是否出流；所述数据读出模块计算每次读出磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法与所述数据写入模块计算每次写入磁盘块的流媒体数据的校验码的计算方法相同。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述磁盘块的信息包括磁盘块序号、数据磁盘序号和磁盘块状态。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据写入模块将接收的流媒体数据写入数据磁盘，每次写入数据磁盘的数据大小均为一个磁盘块大小，具体包括以下步骤：根据磁盘块序号*磁盘块大小计算该出磁盘块在数据磁盘的起始偏移位置，将接收的流媒体数据写入计算出的起始偏移位置。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述磁盘块划分模块将每个数据磁盘划分为大小相等的多个磁盘块，具体包括以下步骤：

将每个数据磁盘划分出N个容量大小相等的磁盘块，N＝数据磁盘存储容量/磁盘块大小；

其中所述磁盘块大小为1MB、2MB或4MB。

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