本文档记录了对海康威视私有 WebSocket 协议栈的逆向分析过程，以及基于分析结果实现的 Python 客户端。

海康威视的 Web 视频流使用两层 WebSocket 连接：

┌──────────────┐          ┌─────────────────┐          ┌──────────────┐
│   Browser    │ ──WS──▶  │  Proxy Server   │ ──TCP──▶ │   Camera     │
│ (h5player)   │ ◀──WS─── │ (cloud relay)   │ ◀─RTSP─ │  (device)    │
└──────────────┘          └─────────────────┘          └──────────────┘

代理 URL 格式：

wss://<proxy_host>:<proxy_port>/proxy/<device_ip>:<device_port>/openUrl/<auth>

示例：

wss://example.com:6014/proxy/[1111::2222]:559/openUrl/auth_token

媒体端点 URL：

wss://<proxy_host>:<proxy_port>/media?version=0.1&cipherSuites=0&sessionID=&proxy=<device>

客户端发送标准 HTTP Upgrade 请求：

GET /media?version=0.1&cipherSuites=0&sessionID=&proxy=[ipv6]:559 HTTP/1.1
Host: example.com:6014
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: <base64_key>
Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Protocol: v1.0.0

服务器响应：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Sec-WebSocket-Protocol: v1.0.0

发送 JSON 格式的认证信息：

{
  "username": "admin",
  "password": "",
  "clientType": "web3.0",
  "keyVersion": "v1",
  "random": "uuid-without-dashes"
}

服务器响应认证后，下发密钥参数：

{
  "PKD": "服务器下发的公钥数据",
  "rand": "随机数",
  "type": "keyExchange"
}

基于 h5player.min.js 和 Decoder.js 逆向分析：

1. password_md5 = MD5(password)
2. salt_data = SHA256(password_md5 + "rtsp" + username)
3. auth_data = SHA256(PKD + rand)
4. combined = SHA256(salt_data + auth_data + salt_data)
5. secret_key = hex(combined)

Python 实现：

def generate_secret_key(PKD: str, rand: str, username: str, password: str) -> str:
    password_md5 = hashlib.md5(password.encode()).digest()
    salt_input = password_md5 + b"rtsp" + username.encode()
    salt_data = hashlib.sha256(salt_input).digest()
    auth_input = PKD.encode() + rand.encode()
    auth_data = hashlib.sha256(auth_input).digest()
    combined_input = salt_data + auth_data + salt_data
    combined = hashlib.sha256(combined_input).digest()
    return combined.hex()

服务器发送加密的视频帧：

• 帧头包含时间戳、帧类型、长度等信息
• 视频数据使用 AES-CBC 加密
• 密钥是之前生成的 secret_key

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│  0x24 0x34  │ 0x00 0x00  │ [4B length] │ ...      │
│  固定头     │ 保留        │ 数据长度     │ 负载数据  │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

• 帧类型判断：检查数据第5个字节的最低位
  • 0x01：关键帧 (I-Frame)
  • 0x02：P-Frame

类型	名称	描述
0x01	MSG_TYPE_HELLO	握手
0x02	MSG_TYPE_AUTH_REQUEST	认证请求
0x03	MSG_TYPE_AUTH_RESPONSE	认证响应
0x04	MSG_TYPE_KEY_EXCHANGE	密钥交换
0x05	MSG_TYPE_SESSION_ERROR	会话错误
0x06	MSG_TYPE_KEEPALIVE	心跳
0x20	开始预览	开始媒体流预览
0x40	MSG_TYPE_VIDEO_DATA	视频数据
0x41	MSG_TYPE_AUDIO_DATA	音频数据

所有消息使用以下格式：

┌──────────┬────────────┬─────────────────────────────┐
│ 1 Byte   │ 4 Bytes    │ N Bytes                      │
│ Type     │ Length     │ Payload                       │
└──────────┴────────────┴─────────────────────────────┘

客户端发送到服务器的帧必须使用掩码：

• FIN = 1
• Opcode = 0x02 (Binary)
• MASK = 1
• Payload = 协议消息

服务器发送到客户端的帧：

• FIN = 1
• Opcode = 0x02 (Binary)
• MASK = 0
• Payload = 协议消息

# 进入项目目录
cd hik_ws_client

# 运行演示程序
python3 demo.py "wss://example.com:6014/proxy/[1111::2222]:559/openUrl/auth_token"

python3 demo.py "wss://example.com:6014/proxy/[1111::3333]:559/openUrl/auth_token_b"

# 指定用户名密码
python3 demo.py "wss://..." --username admin --password yourpassword

# 启用详细输出
python3 demo.py "wss://..." -v

import asyncio
from hik_ws_client import HikMediaClient, HikConfig, parse_proxy_url

async def main():
    # 方式1: 从 URL 解析配置
    config = parse_proxy_url("wss://host:port/proxy/ip:port/openUrl/auth")

    # 方式2: 直接创建配置
    config = HikConfig(
        proxy_host="host.com",
        proxy_port=6014,
        proxy_path="/proxy/ip:port",
        device_ip="192.168.1.64",
        device_port=8000,
        username="admin",
        password=""
    )

    # 创建客户端
    client = HikMediaClient(config)

    # 设置回调
    def on_video(data):
        print(f"Video: {len(data)} bytes")

    client.on_video_data = on_video

    # 运行
    await client.run()

asyncio.run(main())

# 使用 --save-frames 选项保存原始帧数据
python3 demo.py "wss://..." --save-frames --output-dir ./frames

1. IPv6 支持：代码已支持 IPv6 设备地址，但需要完整测试
2. 视频解码：当前只保存原始帧数据，未实现 H.264/H.265 解码
3. 音频处理：音频流未完整解析

hik_ws_client/
├── hik_ws_client.py    # 核心协议实现
├── demo.py             # 演示程序
├── README.md           # 本文档
└── output/             # 视频帧输出目录

• Python 3.8+ (推荐 Python 3.14)
• 虚拟环境 (推荐)

# 创建虚拟环境
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate

# 安装依赖
pip install pycryptodome

包名	用途	版本要求
pycryptodome	AES/RSA 加密	>= 3.23.0
(标准库) asyncio	异步IO	Python 3.8+
(标准库) json	JSON解析	Python 3.8+
(标准库) hashlib	MD5/SHA计算	Python 3.8+
(标准库) hmac	HMAC计算	Python 3.8+
(标准库) base64	Base64编码	Python 3.8+
(标准库) struct	二进制打包	Python 3.8+
(标准库) socket	网络通信	Python 3.8+

# 方法1: 使用虚拟环境
cd /path/to/hik_ws_client
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt

当前版本实现了视频流的接收和原始数据保存，但未包含视频解码。获取的原始数据是 RTP 打包的 G.711 音频和视频编码数据（如 H.264/H.265）。

# 保存原始帧数据到文件
python3 demo.py "wss://..." --save-frames --output-dir ./frames

保存的原始帧可用于后续解码分析。

import asyncio
from hik_ws_client import HikMediaClient, HikConfig, parse_proxy_url

async def main():
    url = "wss://..."
    config = parse_proxy_url(url)
    client = HikMediaClient(config)

    # 设置视频帧回调
    def on_video_frame(data: bytes):
        # data 是原始视频帧数据
        print(f"Received video frame: {len(data)} bytes")
        # 在这里可以实现解码和显示

    client.on_video_data = on_video_frame

    # 运行
    await client.run()

asyncio.run(main())

完整的视频显示需要：

1. 解析 RTP 头获取视频数据
2. 解码 H.264/H.265
3. 使用 OpenCV/PyGame 显示

示例框架：

import cv2
import numpy as np

def display_frame(encoded_data: bytes):
    """
    需要实现:
    1. RTP 解包
    2. H.264/H.265 解码 (可使用 ffmpeg-python 或 decord)
    3. OpenCV 显示
    """
    # 这是一个框架，需要根据实际编码格式实现
    pass

1. 实现完整的视频解码（H.264/H.265）
2. 添加音频解码支持
3. 实现播放控制（暂停、恢复、seek）
4. 添加 PTZ 云台控制
5. 完善错误处理和重连机制

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• h5player.min.js：海康威视 Web 播放器核心代码
• Decoder.js：WebAssembly 解码器 JavaScript 接口
• DecodeWorker.js：解码器 Web Worker
• hik.txt：协议流程分析记录

1. 实现完整的视频解码（H.264/H.265）
2. 添加音频解码支持
3. 实现播放控制（暂停、恢复、seek）
4. 添加 PTZ 云台控制
5. 完善错误处理和重连机制