为了方便理解，会按照“流媒体传输协议”、“HLS”、“M3U8”的顺序来介绍。
三者关系：
- HLS是一种流媒体传输协议
- M3U8是HLS传输内容中的一部分
流媒体传输协议
常见的流媒体传输协议
流媒体就是以数据流的方式，实时发布音频、视频多媒体内容的媒体形式，关键技术在于流式传输。
流媒体传输协议就是用来定义如何流式传输的，设计、制定了流媒体服务器和客户端通讯的方式。
主流的流媒体传输协议：
- RTMP（Real Time Protocol）：基于 TCP 的 FLV 分块 message 传输协议，用于 Flash 客户端。
- HTTP-FLV：基于 HTTP 长连接的 FLV 分块 tag 传输协议，可用于点播和直播场景。
- HLS（HTTP Live Streaming）：基于 HTTP，由 Apple 推出的 MP4 分片传输协议，可以用于点播、直播，每次下载一次分片都需要发生一次 HTTP 请求。
本文只详细介绍 HLS，不涉及 RTMP 与 RTSP
流媒体加密原理
大多数流媒体传输协议都可以分为拆分、加密两部分。
拆分是 将完整的视频流拆分为连续的视频片段，不同的传输协议的区别在于拆分片段的大小、视频容器的格式不同。
加密是 对每段视频片段进行加密，使用对称加密算法，在服务端加密，在客户端解密，且通过一定手段限制解密密钥的获取。
一般使用 AES 加密算法
为什么是对称加密？
对称加密效率相对较高，非对称加密效率相对较低，但是更安全。流媒体场景对实时性的要求很高，而且数据量也很大，所以选用效率相对较高的对称加密算法。
类似的场景还有很多，比如 HTTPS 的请求过程，内容传输为了效率选用对称加密（TLS），证书校验为了安全选用非对称加密（SSL）。
HLS
HLS 全称 HTTP Live Streaming， 是由 Apple 提出的基于 HTTP 的流媒体传输协议，用于实时音视频流的传输，目前已被广泛应用与视频点播、直播场景。
工作原理
完整的 HLS 架构可以划分为 3 个部分：
- 服务器 Server：负责视频流的编码、切割为连续的 MPEG-TS 格式的视频片段，并提供配套的 M3U8 类型的媒体列表文件和索引文件。
- 分发组件 CDN：由标准的网络服务器组成，负责接收客户端的请求并分发资源。
- 客户端 Client：先下载 m3u8 索引文件，根据带宽等字段选择合适的 m3u8 媒体播放列表文件下载，按顺序下载列表中的所有 ts 视频片段文件。
完整的 HLS 的过程可以参考下图：
大体可以划分为 6 个阶段：
- 采集媒体源
- 媒体编码器（Media encoder） 对媒体源进行编码
- 编码后以MPEG-2的传输串形式传递给切片器
- 切片器（Steam Segmenter）将媒体切割为若干
Media Segment，并创建配套的媒体列表文件Media Playlist以及索引文件Master Platlist - 上传：将资源上传到 HTTP 服务器。
- 播放：客户端请求播放。
组成结构
经过上面第 4 步骤的加工可以形成完整的结构，由 Master Playlist、Media Playlist、Media Segment 构成，关系结构如图。
完整的 HLS 结构由两部分组成：
- m3u8 类型的 Master Playlist 文件：其中会提供若干根据带宽等字段区分的 Media Playlist 的请求链接。
- m3u8 类型的 Media Playlist 文件：其中会有视频的基本信息和若干 Media Segment 的请求链接，这些片段就组成了完整的视频。
Media Segment 就是单纯的 ts 格式的视频文件，并无任何描述信息，可以单独使用播放器进行播放。
M3U8 是 Unicode 版本的 M3U，8 代表使用的是 UTF-8 编码，M3U 和 M3U8 都是多媒体列表的文件格式。
M3U8
M3U8 描述文件中由各种描述字段构成，下面解释部分主要字段的含义。
我在网上随便找的一个 m3u8 视频的链接：https://mgtv-com.jjyl12349.com/20210519/fXE0kuJ7/index.m3u8
请求该链接的返回结果为一个 m3u8 文件，也就是 Master Playlist 文件。
Master Playlist
#EXTM3U#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=150000,RESOLUTION=416x234/20210519/fXE0kuJ7/150kb/hls/index.m3u8#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=150000,RESOLUTION=416x234/20210519/fXE0kuJ7/150kb/hls/index.m3u8#EXT-X-STREAM-INF:BANDWIDTH=1000000,RESOLUTION=1280x720/20210519/fXE0kuJ7/1000kb/hls/index.m3u8字节解释：
- EXTM3U：表示该文件为m3u8文件，每个M3U文件都是以EXTM3U开头
- EXT-X-STREAM-INF：表示一个备份源，并提供备份源的相关信息
- BANDWIDTH：表示每秒传输的比特数，即带宽
- RESOLUTION：表示备份源的最佳像素方案
我们根据 BANDWIDTH、RESOLUTION 等信息选取合适的 Media Playlist 的请求链接，并将链接与视频链接的域名结合，即可得到完整的链接。
比如，BANDWIDTH 为 1000kb、RESOLUTION 为 1280x720 的备用源的请求链接为：https://mgtv-com.jjyl12349.com/20210519/fXE0kuJ7/1000kb/hls/index.m3u8
请求该链接的返回结果也为一个 m3u8 文件，也就是 Media Playlist 文件。
Media Playlist
#EXTM3U#EXT-X-VERSION:3#EXT-X-TARGETDURATION:6#EXT-X-PLAYLIST-TYPE:VOD#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:0#EXT-X-KEY:METHOD=AES-128,URI="https://mgtv-com.ycshengwang.com/20210519/fXE0kuJ7/1000kb/hls/key.key"#EXTINF:3,https://mgtv-com.ycshengwang.com/20210519/fXE0kuJ7/1000kb/hls/mDHy0Stk.ts#EXTINF:3,https://mgtv-com.ycshengwang.com/20210519/fXE0kuJ7/1000kb/hls/FWZjOCHy.ts.........#EXT-X-ENDLIST字节解释：
- EXT-X-VERSION：表示 HLS 协议版本号
- EXT-X-TARGETDURATION：表示 ts 视频片段允许最大的时长
- EXT-X-PLAYLIST-TYPE：表示流媒体类型
- EXT-X-MEDIA-SEQUENCE：表示播放列表第一个 ts 视频片段文件的序列号
- EXT-X-KEY：表示 ts 视频文件的加密信息
- METHOD：加密方法，可选
NONE、AES-128、SAMPLE-AES - URI：密钥路径
- METHOD：加密方法，可选
- EXTINF：表示下面 url 对应的 ts 视频片段的时长