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Skype通過互聯(lián)網(wǎng)進行語音和文本的傳輸。 Skype的通訊協(xié)議是不公開的，而且通訊內(nèi)容是加過密的，哥倫比亞大學的Baset和Schulzrinne完全在實驗的基礎(chǔ)上對Skype的通訊機制進行分析，通過分析得出的結(jié)論主要有三個：

?。?）Skype的通話質(zhì)量較MSN和Yahoo的即時通信工具要好；

　?。?）可以無縫的在NATs和防火墻后使用；

　?。?）安裝使用起來非常簡單。

　　2、Skype的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　Skype的節(jié)點有兩種：客戶端（ordinary node）和超級節(jié)點（super node，SN）。客戶端必須鏈接到超級節(jié)點，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，完成登錄的認證工作。圖1中的小黑點是客戶端，大黑點是超級節(jié)點（用于為其它客戶端提供登錄跳板及廣播服務(wù)），灰色的點是Skype的登錄服務(wù)器。

　　Skype可以看作是一個疊加在互聯(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中央服務(wù)器。 Skype在穿透防火墻通訊時完全使用了Peer to Peer，而沒用到中央服務(wù)器。每一個客戶端都維護一個可以到達的主機列表（host cache，HC），包括其IP地址和端口號。

圖1　Skype的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　用戶下載安裝完Skype后，Skype客戶端會發(fā)送一段HTTP 1.1的請求到中央服務(wù)器，告訴它我裝完了一個什么樣的版本，服務(wù)器會返回一個200 OK的信息。客戶端會進行登錄初始化工作，針對三種不同類型的網(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TCP訪問外部網(wǎng)絡(luò)

　?。?）在內(nèi)部網(wǎng)，但只能通過有限的幾個端口（例如80和443）訪問外部網(wǎng)絡(luò)

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

　　3、Skype的主要組成部分

　　3.1　端口

　　在Skype的連接屬性對話框中可以設(shè)置監(jiān)聽的端口號，在安裝的時候Skype會隨機的選擇一個端口作為監(jiān)聽的端口，這一點與HTTP協(xié)議等不同，Skype沒有默認的服務(wù)端口。同時，它還會打開對80和443端口的監(jiān)聽。80是常見的HTTP服務(wù)默認端口，而443則是HTTPS服務(wù)的默認端口。

　　3.2　主機列表

　　這里的主機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，這是Skype最重要的部分之一，HC中至少要有一個可用的主機地址和端口號。通常它被存儲在注冊表里的HKEY_CURRENT_USER/SOFTWARE/Skype/PHONE/LIB/CONNEC- TION/HOSTCACHE中。一般情況下，在Skype運行兩天后，HC中的SN地址及對應(yīng)的端口號會達到約200個。

　　3.3　編解碼器

　　Skype采用了iLBC、iSAC和一個保密的編解碼器，能夠?qū)?0-8,000 Hz范圍內(nèi)的語音信號進行編碼。Global IP Sound已經(jīng)實現(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。由此來看Skype應(yīng)該是使用了Global IP Sound的編解碼器實現(xiàn)的語音通訊。

　　3.4　好友列表

　　Skype的好友列表沒有保存在服務(wù)器上，而是保存在本地的注冊表中，并進行了加密。這就使得用戶如果更換了另外一臺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）加密標準，這也是美國政府使用的一個加密標準。Skype采用了256比特加密，可能的密鑰有1.1