Skype協(xié)議分析

　　Skype是由Kazaa于2003年發(fā)明的基于P2P技術(shù)的VoIP客戶端，用戶可以通過(guò)Skype通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行語(yǔ)音和文本的傳輸。 Skype的通訊協(xié)議是不公開(kāi)的，而且通訊內(nèi)容是加過(guò)密的，哥倫比亞大學(xué)的Baset和Schulzrinne完全在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)Skype的通訊機(jī)制進(jìn)行分析，通過(guò)分析得出的結(jié)論主要有三個(gè)：

　（1）Skype的通話質(zhì)量較MSN和Yahoo的即時(shí)通信工具要好；

　　（2）可以無(wú)縫的在NATs和防火墻后使用；

　?。?）安裝使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單。

　　2、Skype的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　Skype的節(jié)點(diǎn)有兩種：客戶端（ordinary node）和超級(jí)節(jié)點(diǎn)（super node，SN）。客戶端必須鏈接到超級(jí)節(jié)點(diǎn)，并且在Skype的中央服務(wù)器登錄。中央服務(wù)器保存用戶的用戶名和密碼，完成登錄的認(rèn)證工作。圖1中的小黑點(diǎn)是客戶端，大黑點(diǎn)是超級(jí)節(jié)點(diǎn)（用于為其它客戶端提供登錄跳板及廣播服務(wù)），灰色的點(diǎn)是Skype的登錄服務(wù)器。

　　Skype可以看作是一個(gè)疊加在互聯(lián)網(wǎng)之上的網(wǎng)絡(luò)。與以往MSN等IM工具最大的不同在于其除了用戶登錄，其余工作基本不依賴(lài)中央服務(wù)器。 Skype在穿透防火墻通訊時(shí)完全使用了Peer to Peer，而沒(méi)用到中央服務(wù)器。每一個(gè)客戶端都維護(hù)一個(gè)可以到達(dá)的主機(jī)列表（host cache，HC），包括其IP地址和端口號(hào)。

圖1　Skype的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　用戶下載安裝完Skype后，Skype客戶端會(huì)發(fā)送一段HTTP 1.1的請(qǐng)求到中央服務(wù)器，告訴它我裝完了一個(gè)什么樣的版本，服務(wù)器會(huì)返回一個(gè)200 OK的信息。客戶端會(huì)進(jìn)行登錄初始化工作，針對(duì)三種不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)情況有三種不同的登錄方式：

　　（1）直接有公眾網(wǎng)的IP

　?。?）在內(nèi)部網(wǎng)，可以通過(guò)TCP訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)

　　（3）在內(nèi)部網(wǎng)，但只能通過(guò)有限的幾個(gè)端口（例如80和443）訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)

　　Skype在登錄的時(shí)候會(huì)先使用UDP請(qǐng)求HC中的IP，如果不行，就用TCP請(qǐng)求HC中的IP及端口，如果還不行。就用TCP請(qǐng)求HC中的 IP及80端口，如果又不行，就再請(qǐng)求HC中的IP及443端口。如果這時(shí)候還不行，那就登錄不了了。整個(gè)過(guò)程中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大概在8k-10k，持續(xù)的時(shí)間在3至35秒。

　　3、Skype的主要組成部分

　　3.1　端口

　　在Skype的連接屬性對(duì)話框中可以設(shè)置監(jiān)聽(tīng)的端口號(hào)，在安裝的時(shí)候Skype會(huì)隨機(jī)的選擇一個(gè)端口作為監(jiān)聽(tīng)的端口，這一點(diǎn)與HTTP協(xié)議等不同，Skype沒(méi)有默認(rèn)的服務(wù)端口。同時(shí)，它還會(huì)打開(kāi)對(duì)80和443端口的監(jiān)聽(tīng)。80是常見(jiàn)的HTTP服務(wù)默認(rèn)端口，而443則是HTTPS服務(wù)的默認(rèn)端口。

　　3.2　主機(jī)列表

　　這里的主機(jī)指的是可以提供跳板及廣播服務(wù)的SN的IP地址和端口號(hào)，這是Skype最重要的部分之一，HC中至少要有一個(gè)可用的主機(jī)地址和端口號(hào)。通常它被存儲(chǔ)在注冊(cè)表里的HKEY_CURRENT_USER/SOFTWARE/Skype/PHONE/LIB/CONNEC- TION/HOSTCACHE中。一般情況下，在Skype運(yùn)行兩天后，HC中的SN地址及對(duì)應(yīng)的端口號(hào)會(huì)達(dá)到約200個(gè)。

　　3.3　編解碼器

　　Skype采用了iLBC、iSAC和一個(gè)保密的編解碼器，能夠?qū)?0-8,000 Hz范圍內(nèi)的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼。Global IP Sound已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了iLBC和iSAC編解碼器，其網(wǎng)站表明了Skype是他們的合作伙伴。由此來(lái)看Skype應(yīng)該是使用了Global IP Sound的編解碼器實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)音通訊。

　　3.4　好友列表

　　Skype的好友列表沒(méi)有保存在服務(wù)器上，而是保存在本地的注冊(cè)表中，并進(jìn)行了加密。這就使得用戶如果更換了另外一臺(tái)電腦之后需要重新構(gòu)建好友列表。

　　3.5　加密

　　Skype使用AES（Advanced Encryption Standard）加密標(biāo)準(zhǔn)，這也是美國(guó)政府使用的一個(gè)加密標(biāo)準(zhǔn)。Skype采用了256比特加密，可能的密鑰有1.1