Playing Widevine (DRM) enabled DASH Streams with Exoplayer on Android

출처: https://medium.com/@burak.oguz/playing-widevine-drm-enabled-dash-streams-with-exoplayer-on-android-5541d7199ef0

Digital rights management (DRM) 은 일반적으로 온라인에서 독점 하드웨어 또는 저작권 자료에 대한 접근 제어를 생성하는 도구 및 기술 set 입니다. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) 는 contents 를 작은 단위로 나누어 하나의 연속된 흐름으로 만들어 여러 bit rate 지원할수 있는 고품질 streaming 을 HTTP 로 전달하는 Apple 의 HTTP Live Streaming (HLS) 와 비슷한 adaptive streaming 기술입니다.

Exoplayer 는 Android framework 의 MediaPlayer 를 대체할수 있는 유명한 application level 의 video player 이고 Wiidevine 은 가장 널리쓰이는 구글의 digital rights management technology 입니다. Widevine 은 구글의 Chrome, Firefox Android, Android TV 에서 사용중입니다.

이 문서에서는 DRM 의 작동방식과 MediaDRM 을 사용하여 Exoplayer 및 Widevine content 를 온라인 및 다운로드 가능한 콘텐츠 사용 사례와 통합하는 방법을 설명하는데 중점을 두겠습니다.

이 문서의 코드 sample 은 Exoplayer 및 종속성 주입에 대한 지식이 필요합니다. 또, 라이센스 및 content server 설정의 복잡성 때문에, 전체 예제가 아닙니다.

DRM Workflow and License

Widevine streaming 에는 네가지 주요 요소가 있습니다.:

  • Content 를 재생하려는 Client
  • Client 의 요청 parameter 기반한 복호화키 생성 lisence server
  • 장치 고유 자격 증명을 배포해야 하는 경우 Provisioning(요구에 대해 미리 준비해서 즉시 제공하는) server
  • 암호화된 content 를 제공하는 Content server

클라이언트가 제공된 DrmSessionManager와 함께 DashMediaSource를 통해 콘텐츠 서버에서 보호된 콘텐츠를 재생하려고 하면 클라이언트는 MediaDrmCallback을 통해 DRM 라이선스 요청을 자동으로 시작합니다. 그 동안 장치에 프로비저닝이 필요한 경우 콜백을 통해 프로비저닝 서버에 대한 요청이 수행됩니다.

MediaDRM 클라이언트가 라이선스를 받은 후 미디어 소스를 통해 Exoplayer에 전달하고 미디어 재생이 시작됩니다.

비영구 라이선스의 경우 미디어 재생 요청이 있을 때마다 이 절차가 반복됩니다. 영구 라이선스의 경우 애플리케이션은 영구 라이선스를 저장할 수 있으며 만료될 때까지 라이선스를 재사용할 수 있습니다.

또한 영구 라이선스 요청의 경우 비디오 초기화가 콜백의 성공적인 라이선스 가져오기 작업에 의존하지 않도록 비디오 재생이 OfflineLicenseHelper로 시작되기 전에 라이선스를 가져올 수 있습니다. 이제 우리는 이러한 클래스가 어떻게 활용될 것인지 자세히 설명할 것입니다.

Playing DASH content in Exoplayer

제품 및 시스템 요구 사항에 따라 라이선스 교환을 매우 다양한 방식으로 관리하는 비즈니스 로직을 구현할 수 있습니다. 그러나 라이센스 교환을 수행하는 가장 기본적인 방법은 HttpMediaDrmCallback을 사용하는 것입니다.

이 방법은 라이선스 서버에서 라이선스 교환 요청에 대한 사용자 지정 처리가 필요하지 않은 경우 사용할 수 있습니다. 아래에서 볼 수 있듯이 HttpMediaDrmCallback을 사용하여 DefaultDrmSessionManager로 DashMediaSource를 빌드하는 것은 매우 간단합니다. 예에서 플레이어가 DashMediaSource를 로드할 때 재생에 라이선스가 필요한 암호화된 콘텐츠를 발견하면 DefaultDrmSessionManager에 라이선스 제공을 요청하고 DefaultDrmSessionManager는 HttpMediaDrmCallback을 사용하여 제공된 라이선스 URL에서 라이선스를 가져옵니다. null 라이선스 데이터로 setMode를 호출하면 라이선스 요청이 있을 때 DefaultDrmSessionManager가 HttpMediaDrmCallback을 사용하도록 강제합니다. setMode에 라이선스가 제공되면 DefaultDrmSessionManager가 먼저 라이선스를 사용하려고 시도하고 라이선스가 콘텐츠를 성공적으로 해독하지 못하면 제공된 MediaDrmCallback을 사용하여 새 라이선스를 가져오려고 다시 시도합니다.

@Singleton
internal class FooDownloader @Inject constructor(private val customHttpDrmMediaCallback: CustomHttpDrmMediaCallback) {
    fun download(context: Context, downloadUrl: Uri) {
        val sessionManager = DefaultDrmSessionManager.Builder().build(customHttpDrmMediaCallback)
        sessionManager.setMode(DefaultDrmSessionManager.MODE_DOWNLOAD, null)
        DownloadHelper.forMediaItem(
            MediaItem.fromUri(downloadUrl),
            DefaultTrackSelector.Parameters.getDefaults(context),
            DefaultRenderersFactory(context),
            DefaultHttpDataSourceFactory("userAgent"),
            sessionManager)
    }
}

Custom MediaDrmCallback

물론 위의 예가 기능적으로 완전한 것은 아닙니다. 대부분의 경우 라이선스 서버에는 라이선스 교환 요청 대상 미디어에 기반한 인증 토큰 또는 기타 정보가 필요합니다. 이를 달성하기 위해 내장 HttpMediaDrmCallback을 사용하거나 사용자 정의 MediaDrmCallback을 구현할 수 있습니다. HttpMediaDrmCallback을 사용하여 사용자 정의 MediaDrmCallback을 빌드하는 것도 가능합니다. 아래 콜백에서 executeKeyRequest 및 executeProvisioningRequest 메서드는 백그라운드 스레드에서 실행됩니다. 이를 통해 스레드 전환 없이 네트워크 호출 또는 데이터베이스/파일 IO 액세스와 관련된 추가 비즈니스 로직을 수행할 수 있습니다. 아래에서 볼 수 있듯이 executeKeyRequest가 완료되면 원격 API에서 인증 토큰을 가져오고 업데이트된 라이선스 URL로 키 요청을 실행합니다. 동일한 흐름이 executeProvisioningRequest에도 적용됩니다.

@Singleton
internal class CustomHttpDrmMediaCallback @Inject constructor(@Named(“drm”) private val factory:OkHttpDataSourceFactory, private val apiClient: VideoApiClient) : MediaDrmCallback {
    companion object {
        private const val defaultLicenseUrl = “https://license.url/server/fetch-license"
    }
    private val httpMediaDrmCallback = HttpMediaDrmCallback(defaultLicenseUrl, false, factory)
    
    override fun executeKeyRequest(uuid: UUID, request: ExoMediaDrm.KeyRequest): ByteArray {
        val authenticationToken = apiClient.getLicenseAuthenticationToken()
        val licenseUrl = Uri.parse(defaultLicenseUrl)
            .buildUpon()
            .appendQueryParameter(“token”, authenticationToken)
            .build()
            .toString()
        val updatedRequest = ExoMediaDrm.KeyRequest(request.data, licenseUrl)
        return httpMediaDrmCallback.executeKeyRequest(uuid, updatedRequest)
    }
    
    override fun executeProvisionRequest(uuid: UUID, request: ExoMediaDrm.ProvisionRequest): ByteArray {
        val authenticationToken = apiClient.getLicenseAuthenticationToken()
        val licenseUrl = Uri.parse(defaultLicenseUrl)
            .buildUpon()
            .appendQueryParameter(“token”, authenticationToken)
            .build()
            .toString()
        val updatedRequest = ExoMediaDrm.ProvisionRequest(request.data, drmLicenseUrl)
        return httpMediaDrmCallback.executeProvisionRequest(uuid, updatedRequest)
    }
}

Utilizing Offline Licenses — 지금까지 다룬 사례에서 애플리케이션은 재생 시 라이선스 교환 작업을 위해 온라인 액세스가 필요했습니다. 제품 및 시스템 요구 사항에 따라 비디오 재생 전에 라이선스를 가져와 나중에 사용할 수 있도록 캐시할 수 있습니다. 이것은 또한 비디오 재생 시작 시간에 긍정적인 영향을 미칩니다. DrmSessionManager 또는 MediaDrmCallback 없이 라이선스를 가져오기 위해 라이선스 교환 작업을 실행하는 사용자 지정 클라이언트를 구축할 수 있습니다. 그러나 이 프로세스를 신속하게 처리하기 위해 OfflineLicenseHelper라는 클래스가 이미 있습니다. 아래 그림과 같이 주어진 DRM 라이선스 가져오기 URL과 동영상 경로 URI를 사용하여 먼저 Wideview 라이선스 다운로드를 지원하는 새 인스턴스를 생성해야 하며 그런 다음 downloadLicense 메서드로 라이선스를 다운로드하고 getLicenseDurationRemainingSec으로 만료 날짜를 추출할 수 있습니다.

@Singleton
internal class OfflineRemoteLicenseFetcher @Inject constructor(
@Named(“drm”) private val okHttpDataSourceFactory: OkHttpDataSourceFactory,
) {
    fun downloadLicense(drmLicenseUrl: String, videoPath: Uri): Pair<ByteArray?, Long>? {
        val offlineLicenseHelper = OfflineLicenseHelper.newWidevineInstance(drmLicenseUrl,
        okHttpDataSourceFactory, DrmSessionEventListener.EventDispatcher())
        val dataSource = okHttpDataSourceFactory.createDataSource()
        val dashManifest = DashUtil.loadManifest(dataSource, videoPath)
        val drmInitData = DashUtil.loadFormatWithDrmInitData(dataSource, dashManifest.getPeriod(0))
        val licenseData = drmInitData?.let {
            offlineLicenseHelper.downloadLicense(it)
        }
        val licenseExpiration = if (licenseData != null) {
            System.currentTimeMillis() + (offlineLicenseHelper.getLicenseDurationRemainingSec(licenseData).first * 1000)
        } else {
            0
        }
        return Pair(licenseData, licenseExpiration)
    }
}

라이선스를 가져오면 캐싱이 가능합니다. 다음에 해당 콘텐츠에 접근할 때 캐싱된 라이선스를 아래의 setMode 메소드를 통해 DrmSessionManager에 제공할 수 있습니다. 위에서 언급했듯이 캐시된 라이선스 데이터가 무효화되면 DrmSessionManager는 MediaDrmCallback을 사용하여 새 라이선스를 가져옵니다. sessionManager.setMode(DefaultDrmSessionManager.MODE_PLAYBACK, licenseData)

Handling Errors

추가된 작업 계층으로 인해 추가된 수의 오류 사례가 발생할 수 있으며 이러한 오류를 적절하게 처리해야 한다는 점을 명심하는 것이 중요합니다. DRM 라이선스 관련 재생 오류는 Exoplayer의 Player.EventListener.onPlayerError 메서드에서 끝납니다. MediaCodec.CryptoException 및 DrmSession.DrmSessionException은 플레이어 흐름에서 처리해야 하는 일반적인 예외입니다. 또한 사용자 정의 DrmSessionManager를 구현하는 것이 선호되는 경우 DrmSessionEventListener에 대한 이벤트 핸들러를 등록하고 onDrmSessionManagerError에서 오류를 처리해야 합니다.

Utilizing DrmSessionManager with Exoplayer DownloadHelper

Exoplayer가 제공하는 또 다른 중요한 기능은 적응형 스트림을 클라이언트에 다운로드할 수 있다는 것입니다. Exoplayer는 HLS 및 DASH 스트림 다운로드를 모두 지원합니다. DownloadHelper에는 기본 인터페이스가 있지만 특히 DRM 지원 DASH 콘텐츠를 다운로드하는 동안 제품 및 시스템 요구 사항과 통합하는 것이 복잡해질 수 있습니다. DrmSessionManager가 DownloadHelper.forMediaItem 메소드에 제공되어야 함을 명심하세요

@Singleton
internal class DashDownloader @Inject constructor(
private val customHttpDrmMediaCallback: CustomHttpDrmMediaCallback
) {
    fun download(context: Context, downloadUrl: Uri) {
        val sessionManager = DefaultDrmSessionManager.Builder().build(customHttpDrmMediaCallback)
        sessionManager.setMode(DefaultDrmSessionManager.MODE_DOWNLOAD, null)
        DownloadHelper.forMediaItem(
            MediaItem.fromUri(downloadUrl),
            DefaultTrackSelector.Parameters.getDefaults(context),
            DefaultRenderersFactory(context),
            DefaultHttpDataSourceFactory(“userAgent”),
            sessionManager)
    }
}

다운로드한 DRM 콘텐츠와 관련하여 기억해야 할 또 다른 중요한 사항은 사용자가 연결되어 있지 않을 때 암호화된 콘텐츠를 재생할 수 있도록 라이선스 데이터를 캐시하는 것입니다. 마지막으로, 라이선스 만료 요구 사항에 따라 사용자가 연결할 때마다 오프라인 라이선스를 새로 고치도록 WorkManager를 통해 주기적 작업자를 설정하는 것을 잊지 마세요.