阿里云的CDN和視頻云產(chǎn)品在直播安全場景下有廣泛的應(yīng)用，阿里巴巴集團(tuán)的淘寶、優(yōu)酷等業(yè)務(wù)的直播正是基于這些產(chǎn)品底層能力，構(gòu)建了強(qiáng)大的直播安全體系。這個基于阿里巴巴集團(tuán)自身業(yè)務(wù)實(shí)踐打磨出來的架構(gòu)設(shè)計(jì)，也被眾多上云客戶所采用。本篇文章，阿里云產(chǎn)品架構(gòu)師小流將與大家分享這些架構(gòu)實(shí)踐背后的一些思考，希望對在尋找穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)的直播安全體系的開發(fā)者有所幫助。

分享主要分三塊：首先，對系統(tǒng)架構(gòu)做一個整體介紹，先了解系統(tǒng)架構(gòu)的全貌。然后，把架構(gòu)中的核心內(nèi)容拆解出來，進(jìn)行詳細(xì)的解讀。最后，探討這個架構(gòu)的優(yōu)勢。

整體系統(tǒng)架構(gòu)

2020年11月4日，國家網(wǎng)信辦正式發(fā)布《互聯(lián)網(wǎng)直播服務(wù)管理規(guī)定》，對互聯(lián)網(wǎng)直播服務(wù)提供者、互聯(lián)網(wǎng)直播發(fā)布者和用戶的相關(guān)行為作出規(guī)范，對一些不合法的直播行為做出了約束。新規(guī)要求：互聯(lián)網(wǎng)直播服務(wù)，要“先審后發(fā)、即時阻斷”。該規(guī)定自2020年12月1日起施行。下圖的架構(gòu)設(shè)計(jì)，囊括了直播內(nèi)容的產(chǎn)生、存儲和消費(fèi)的整個生命周期，每個階段都有相應(yīng)的措施，通過“防、控、封、堵”等多種方式，來確保直播安全。

第1塊橙色部分是內(nèi)容生產(chǎn)安全模塊。這個模塊主要是對內(nèi)容生產(chǎn)者進(jìn)行身份驗(yàn)證，以確保內(nèi)容生產(chǎn)者的合法性，盡可能從源頭上規(guī)避非法發(fā)布者產(chǎn)生非法內(nèi)容。是直播安全的第一道防線。第2塊是審核及管控模塊，對應(yīng)架構(gòu)圖中的黃色部分。這個模塊是整個直播安全體系的核心，這個模塊主要對內(nèi)容生產(chǎn)后進(jìn)行檢查審核，并對非法內(nèi)容的播放進(jìn)行管控。第3塊是播放安全模塊，對應(yīng)架構(gòu)圖中淺藍(lán)色部分。這個模塊主要是對觀眾身份進(jìn)行驗(yàn)證，以確保直播內(nèi)容不被別人所用，保障內(nèi)容的安全性，同時，有效解決盜鏈問題，確保資產(chǎn)安全，避免資損。上面3個模塊是傳統(tǒng)直播安全體系必備的模塊，主要解決內(nèi)容的安全問題，契合了《互聯(lián)網(wǎng)直播服務(wù)管理規(guī)定》中先審后發(fā)、即時阻斷的要求。我們在實(shí)際的業(yè)務(wù)運(yùn)維中發(fā)現(xiàn)，直播基礎(chǔ)架構(gòu)與直播的質(zhì)量和穩(wěn)定性息息相關(guān)，基礎(chǔ)架構(gòu)的安全也至關(guān)重要。因此，我們把架構(gòu)安全也納入直播安全體系里面來。圖中金色部分是架構(gòu)安全模塊，在這里面有一些特殊的設(shè)計(jì)，我們后面會講到。

各個模塊詳細(xì)解讀

一、內(nèi)容生產(chǎn)安全

我們知道，直播是一種實(shí)時性、互動性顯著的互聯(lián)網(wǎng)傳播內(nèi)容的形式。不同于傳統(tǒng)的文字、圖片、視頻等傳播形式，直播緊密的將用戶與直播內(nèi)容交互在一起，用戶本身也是內(nèi)容生產(chǎn)的一份子。因此，很有必要對生產(chǎn)內(nèi)容的用戶進(jìn)行嚴(yán)格管控，進(jìn)行有效的身份驗(yàn)證。要對身份進(jìn)行驗(yàn)證，最有效的手段就是進(jìn)行鑒權(quán)。鑒權(quán)有多種方式。通常是通過時間戳管控有效期，通過加密算法驗(yàn)證身份合法性。傳統(tǒng)方案的做法是：用戶與平臺協(xié)商一個密鑰，將用戶推流的url、時間戳、密鑰等信息構(gòu)成一個字符串，按照約定的算法將字符串轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鑒權(quán)信息；相關(guān)信息發(fā)送到CDN節(jié)點(diǎn)后，由CDN進(jìn)行比對；如果時間戳在約定范圍內(nèi)，且鑒權(quán)值正確，則正常服務(wù)；反之，則拒絕。這種方案，需要把密鑰部署到CDN。這樣，除了平臺內(nèi)部以外，多了一個鑒權(quán)key泄露的風(fēng)險。所以，在我們設(shè)計(jì)的方案里，我們推薦對內(nèi)容安全有要求的用戶，使用遠(yuǎn)程鑒權(quán)。

我們看上邊這個架構(gòu)圖。遠(yuǎn)程鑒權(quán)的方案里，用戶在下發(fā)推流地址時，將按照加密規(guī)則生成的url下發(fā)到推流端。推流端請求到CDN節(jié)點(diǎn)，CDN節(jié)點(diǎn)在收到推流請求時，根據(jù)約定，通過http等方式將相關(guān)的鑒權(quán)信息，比如：url參數(shù)、UA、ClientIp等等，透傳給用戶自有的遠(yuǎn)程鑒權(quán)服務(wù)器。鑒權(quán)服務(wù)根據(jù)透傳的信息，驗(yàn)證合法性，并響應(yīng)鑒權(quán)結(jié)果給到CDN節(jié)點(diǎn)。CDN節(jié)點(diǎn)，根據(jù)回調(diào)的結(jié)果，進(jìn)行處理。

當(dāng)然，遠(yuǎn)程鑒權(quán)可以與傳統(tǒng)的本地鑒權(quán)組合使用，先在本地做一層判斷，再進(jìn)行遠(yuǎn)程鑒權(quán)。這種做法，可有效解決推流key泄露導(dǎo)致的盜推，同時避免大量非法推流請求透傳至遠(yuǎn)程鑒權(quán)服務(wù)器，將服務(wù)器打爆。

二、審核及管控安全

近些年來，由于視頻業(yè)務(wù)爆發(fā)，對視頻監(jiān)管及審核提出了更高的要求，視頻直播的識別及審核規(guī)格要升級。審核規(guī)格的升級，往往意味著技術(shù)難度和成本的增加。如何在滿足業(yè)務(wù)需求的情況下，選擇成本最優(yōu)的智能審核方案，是每個直播平臺面對的難題。一般情況，要做嚴(yán)格的審核，采用1s一張的非關(guān)鍵幀的截圖，是一個比較穩(wěn)妥的做法。但非關(guān)鍵幀的截圖，對截圖服務(wù)的機(jī)器開銷會比較大，即客戶的使用成本會比較高。如果是大平臺，流的數(shù)量非常大，全量走非關(guān)鍵幀截圖，成本開銷會非常大。因此，考慮采用差異化的截圖策略，在成本和收益上，做到一個平衡，以期通過技術(shù)手段，在避免成本的浪費(fèi)的同時，最大程度上做到識別不遺漏。比如：核心大主播，這類主播數(shù)量少，但重要性高，容易被人關(guān)注及攻擊，走非關(guān)鍵幀截圖；敏感高危類目走非關(guān)鍵幀截圖；游戲直播和賽事直播走關(guān)鍵幀截圖。這里說的非關(guān)鍵幀截圖，是指強(qiáng)制1s一張截圖；關(guān)鍵幀截圖，是根據(jù)用戶推流的gop，每個gop截一張。

我們來看整體的架構(gòu)設(shè)計(jì)：平臺主播推流到阿里云CDN；阿里云CDN，在收流后，回調(diào)客戶截圖決策服務(wù)；客戶截圖決策服務(wù)，基于歷史主播評分、主播分類（比如高危、疑似、普通等）決策流的截圖策略，并確定截圖周期頻率，下發(fā)到阿里云截圖服務(wù)；阿里云截圖服務(wù)，根據(jù)決策回調(diào)，對流進(jìn)行截圖；對于客戶截圖決策服務(wù)無法決策的流，阿里云截圖服務(wù)會根據(jù)流的屬性分析來自動決策（比如：在流剛?cè)胂到y(tǒng)時，進(jìn)行安全的非關(guān)鍵幀截圖，后續(xù)解析發(fā)現(xiàn)視頻流的關(guān)鍵幀，符合關(guān)鍵幀截圖條件時，切換到關(guān)鍵幀截圖）?？蛻魧徍朔?wù)實(shí)時拉取阿里云截圖并審核，然后根據(jù)審核結(jié)果，實(shí)時進(jìn)行處理。如果是高危的，調(diào)用阿里云流封禁接口，實(shí)時封禁主播推流，同時更新截圖決策服務(wù)，標(biāo)注主播違規(guī)標(biāo)識，便于后續(xù)的截圖決策。疑似的，更新截圖決策服務(wù)，標(biāo)注主播疑似違規(guī)標(biāo)識，調(diào)整截圖策略；普通的，則不做處理。

截圖審核目前也有很多基于AI的智能審核能力，可以大量節(jié)省人工審核的成本。阿里云也有相應(yīng)的產(chǎn)品，可以做集成。

除了截圖審核外，通過標(biāo)準(zhǔn)的錄制服務(wù)，錄制直播內(nèi)容，并進(jìn)行存儲，結(jié)合截圖審核，可以進(jìn)行人工的二次審核及審核確認(rèn)，審核結(jié)果，可以同步到?jīng)Q策服務(wù)，進(jìn)行策略的干預(yù)和更新。

三、播放安全

內(nèi)容生產(chǎn)安全和內(nèi)容審核管控是從內(nèi)容的產(chǎn)生和管理角度去解決安全問題，這兩個是直播內(nèi)容安全的基礎(chǔ)。但是在一些一旦犯錯就會產(chǎn)生巨大影響的場景下，需要有更嚴(yán)格的管控措施。這就要求我們在播放側(cè)，也需要有一些安全措施來加以保障。比如一些敏感內(nèi)容或者大型活動的直播，這類內(nèi)容的關(guān)注度超高，一旦內(nèi)容審核有所遺漏，哪怕只是一幀畫面，也會產(chǎn)生巨大的輿論影響，造成播出事故。對于這種場景，推薦使用阿里云直播產(chǎn)品延遲播放的能力，給審核以足夠的時間進(jìn)行逐幀確認(rèn)，確保播出安全。延遲播放在日常一些需要確保時效性的場景下是不適用的，因而延遲播放的能力需要能細(xì)化到對直播流粒度的管理。當(dāng)然，有一些業(yè)務(wù)場景，比如部分用戶需要實(shí)時，而部分用戶需要延遲，也可以采用延遲播放來滿足。

播放安全還需要具備通過技術(shù)手段避免資損產(chǎn)生的能力。資損有兩類，一類是盜鏈，即非法用戶通過非法途徑播放內(nèi)容。盜鏈往往會造成直播內(nèi)容泄密，導(dǎo)致正常業(yè)務(wù)受到影響，使得平臺花費(fèi)大量資源制造的內(nèi)容產(chǎn)生的價值大打折扣。更可惡的是，盜鏈產(chǎn)生的流量費(fèi)用，往往還需要平臺承擔(dān)。對于盜鏈，主要的管控措施，就是進(jìn)行鑒權(quán)?；A(chǔ)的鑒權(quán)，比如ua、referer、時間戳、md5等能解決掉一部分盜鏈問題，但是盜鏈和防盜鏈跟安全的攻防一樣，有來有往，需要不斷的更新或者升級防盜鏈能力，才能有效的遏制盜鏈。因此，我們比較推薦采用遠(yuǎn)程鑒權(quán)的方式來做防盜鏈。拉流的遠(yuǎn)程鑒權(quán)和推流的遠(yuǎn)程鑒權(quán)類似，這里就不再展開了。無論是基礎(chǔ)鑒權(quán)還是遠(yuǎn)程鑒權(quán)，都是在拉流接入時候驗(yàn)證身份，并不能做到萬無一失。DRM是另一種更高階的防盜鏈技術(shù)，這種技術(shù)主要是對視頻幀逐幀加密，在播放端再解密。DRM的防盜鏈效果更好，但需要有比較強(qiáng)的視頻處理的技術(shù)能力。

另一類資損，是對不在播的內(nèi)容做了錯誤的資源位推薦，影響用戶體驗(yàn)，造成推薦資源的浪費(fèi)。這類問題，主要是對熱門主播的直播狀態(tài)管理不準(zhǔn)確造成的。我們推薦的做法是將直播的業(yè)務(wù)下播和真正的CDN下播結(jié)合起來，通過CDN的關(guān)播回調(diào)，來確認(rèn)是否直播下播，對于CDN已下播，但直播間未關(guān)閉的，則關(guān)閉直播間的相關(guān)邏輯。其做法是，當(dāng)用戶的直播管控中心收到業(yè)務(wù)關(guān)播信息，則查詢CDN的關(guān)播信息，若CDN顯示流還在線，則調(diào)用阿里云封禁服務(wù)，進(jìn)行斷流。另外，直播管控中心定時從CDN同步流在線狀態(tài)，對于流已不在線，但業(yè)務(wù)關(guān)播仍顯示在線的，超出預(yù)定時間的，則關(guān)閉直播間相關(guān)邏輯。為了確認(rèn)流狀態(tài)更新的安全，避免接口泄露，被有心人利用，我們也建議回調(diào)做鑒權(quán)，只有通過鑒權(quán)的回調(diào)，才能采信，接受更新。

四、架構(gòu)安全

上面三塊內(nèi)容，從全鏈路上都保證了直播內(nèi)容的安全，但在日常運(yùn)維中，還有穩(wěn)定性的要求。只有在穩(wěn)定有質(zhì)量保證的直播平臺上構(gòu)建的直播內(nèi)容安全措施，才是有意義的。同時，在有些場景下，比如大型活動，超高的關(guān)注度，流量洪峰的沖擊，對穩(wěn)定性有更高的要求。沒有一個有效的架構(gòu)來支撐，一旦有點(diǎn)風(fēng)吹草動，往往會造成活動事故。我們把這類場景衍生出來的需求，納入到架構(gòu)安全里面來。架構(gòu)安全，本質(zhì)是要保證日常運(yùn)營和大型活動的推播穩(wěn)定，尤其是在大型活動時，能夠承受住流量洪峰，在故障時，有快速調(diào)整和恢復(fù)的能力。

在技術(shù)上，主要依賴全鏈路災(zāi)備來實(shí)現(xiàn)。首先是傳輸鏈路容災(zāi)：CDN直播的推拉流是多層架構(gòu)，CDN內(nèi)部傳輸具備故障自動切換的能力，當(dāng)檢測到某條傳輸鏈路有問題時，自動切換到另外的鏈路上，生效時間秒級。其次是多中心容災(zāi)，阿里云的架構(gòu)里，直播中心是所有處理直播視頻的樞紐，一旦中心出現(xiàn)問題，整個直播將受到巨大的影響。阿里云的直播中心本身是高可用架構(gòu)，基本上可以滿足日常的穩(wěn)定性要求。在高可用架構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用多中心融災(zāi)的方案，解決單一直播中心故障造成大面積直播中斷的問題。需要說明的是，多中心容災(zāi)的成本較大，建議在大型活動等特殊場景下再啟用。

除了上述傳輸層面的全鏈路容災(zāi)，我們還推薦采用主備合流的方式，來確保架構(gòu)安全。其做法是，將傳輸融災(zāi)向下延伸至推流端，推流方從不同區(qū)域或運(yùn)營商推多路流至CDN，CDN在直播中心進(jìn)行合流，選擇其中一路對外分發(fā)，當(dāng)該路流出現(xiàn)異常時，可秒級切換至另一路流，這樣可以做到用戶切換無感知。

架構(gòu)的優(yōu)勢

上面詳細(xì)介紹了整體的系統(tǒng)架構(gòu)，那么為什么要用這樣的架構(gòu)？這樣的架構(gòu)有什么優(yōu)勢呢？我們來看：

首先，從前面的介紹可以看到，整個架構(gòu)的每一層，都有強(qiáng)大的鑒權(quán)能力。我們推薦的遠(yuǎn)程鑒權(quán)，優(yōu)點(diǎn)尤其明顯，因?yàn)閗ey是直播業(yè)務(wù)方自己保管的，不需要給第三方商業(yè)CDN部署，鑒權(quán)算法也不需要同步給第三方，減少了暴露的風(fēng)險。遠(yuǎn)程鑒權(quán)可以根據(jù)業(yè)務(wù)情況及時調(diào)整，有更好的靈活性。也可以針對推流和播放，實(shí)現(xiàn)不同的策略，比如：推流用同步鑒權(quán)，保證核心內(nèi)容安全；播放用異步鑒權(quán)，保證數(shù)據(jù)安全的同時，不影響播放秒開；重點(diǎn)流，鑒權(quán)服務(wù)可以自助設(shè)置特殊策略，多重保障。另外，阿里云直播CDN產(chǎn)品，具有業(yè)界領(lǐng)先的邊緣編程能力，基于該能力，可以快速實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)的自定義。

其次，我們推薦的審核管控架構(gòu)，是經(jīng)濟(jì)且高效的方案。通過這個架構(gòu)，可以做到成本與收益的平衡。管控力度可以到具體的流，非常的精細(xì)化。當(dāng)出現(xiàn)異常時，可以秒級對直播信號進(jìn)行阻斷，風(fēng)險控制可以說是非常及時、立竿見影。截圖審核、錄制審核和延遲播放等多種審核管控機(jī)制，逐層的篩選和控制，讓非法內(nèi)容無處藏身。

最后，我們提供的整個直播基礎(chǔ)架構(gòu)，具備全鏈路的災(zāi)備能力，容災(zāi)能力強(qiáng)。阿里云邊緣云具備國內(nèi)領(lǐng)先的CDN能力，經(jīng)受了多年雙11、世界杯等大型活動的洗禮，在應(yīng)對大流量突發(fā)上有豐富的經(jīng)驗(yàn)。完善的內(nèi)部監(jiān)控，可以在故障發(fā)生前提前排除隱患，秒級生效的故障切換能力，可以做到觀眾無感?；A(chǔ)架構(gòu)穩(wěn)定了，在流量洪峰來臨時，更多是彈性資源的快速補(bǔ)充，阿里云的資源儲備在業(yè)界是數(shù)一數(shù)二的，快速的資源建設(shè)能力，可以從容應(yīng)對任何的流量洪峰。