SRTP & RTP

1. Funktionsweise des RTPs

1. Funktionsweise des RTPs

Das Real Time Transport Protocol wurde von der Audio Video Transport Working Group entwickelt und 1996 das erste Mal im RFC 1889 standardisiert. Am häufigsten kommt das RTP in Kommunikationssystemen und im Bereich des Streamings zum Einsatz. Hierzu zählen Telekommunikationsanlagen, Videokonferenz- oder Telefonkonferenz-Applikationen, IP-basierte Fernsehübertragung (IPTV) und webgestützte Push-to-Talk-Funktionen. RTP ist dazu in der Lage, Multimediadatenströme wie Audio oder Video zu kodieren, in Pakete zu unterteilen und über ein IP-Netzwerk zu übertragen.

Auf der Transportebene nutzt RTP das verbindungslos arbeitende Transportprotokoll UDP, das die IP-Daten ungesichert überträgt. UDP enthält zudem keine Mechanismen, verlorene Datenpakete erneut anzufordern. Dies stellt kein Problem dar, da das RTP eine bestimmte Paketverlustrate akzeptiert.

Die zu übertragenden Multimediadateien werden mit einem eigenen RTP-Header versehen.
Dieser beinhaltet verschiedene Informationen wie Codecs, Sequenznummer, Sender-ID, Zeitstempel und Synchronisationsinformationen. Dank der Sequenznummer lässt sich auf RTP-Ebene feststellen, ob Pakete verloren gegangen sind. Mithilfe des Zeitstempels und der Synchronisationsinformationen können Verzögerungen oder sogenannte Jitter erkannt und gegebenenfalls kompensiert werden. Unter einem Jitter versteht man eine leichte Genauigkeitsschwankung im Übertragungstakt.

Die Übertragung der Multimedia-Streams setzt sich aus insgesamt vier Komponenten zusammen:

1. Synchronization Source:
Hierbei handelt es sich um die Quelle des Streams, die mit einem 32 Bit-Identifikator im Paket-Header gekennzeichnet ist.

2. Translator:
Der Translator leitet die Pakete eines Streams weiter und kann bei Bedarf die Kodierung ändern.

3. Mixer:
Der Mixer vereint Streams verschiedener Quellen zu einem einzigen Stream.

4. Empfänger:
Die Aufgabe des Empfängers besteht darin, die erhaltenen Pakete des Streams mithilfe der Sequenznummer zu sortieren und sie an die jeweilige Anwendung weiterzuleiten.

Für besondere Aufgaben und Anwendungsbereiche gibt es mehrere Varianten des RTPs wie SRTP (Secure Real Time Transport Protocol) oder CRTP (Compressed Real Time Transport Protocol). SRTP verschlüsselt die übertragenen Daten und macht den Datenstream somit abhörsicher. CRTP sorgt für die Kompression gewisser Daten und reduziert den Bandbreitenbedarf.

1.1 Das RTCP (Real Time Control Protocol)

Das Real Time Control Protocol (RTCP) übernimmt die Steuerung eines RTP-Datenstreams. Das RTCP ermöglicht außerdem die Bereitstellung von Quality of Service und die Kompensation von Jitter. Darüber hinaus lässt sich mit der Hilfe von RTCP erkennen, ob Pakete verloren gegangen sind.

Zusammengefasst kümmert sich RTCP um die Qualität des Multimediastreams, während das Real Time Transport Protocol (RTP) für die eigentliche Übertragung der Daten eines Streams verantwortlich ist. Über den Sender erhält das Real Time Control Protocol regelmäßig Rückmeldungen vom Empfänger zur Qualität der Übertragung. Diese Rückmeldungen enthalten unter anderem Informationen zur Anzahl verloren gegangener Pakete, zur Round Trip Time oder zum Jitter. Mithilfe dieser Informationen ist die Datenquelle dazu in der Lage, die Übertragung des Datenstreams anzupassen.

2. Die Verwendung von SRTP (Secure Real Time Protocol)

2. Die Verwendung von SRTP (Secure Real Time Protocol)

SRTP ist eine Erweiterung des RTP und beinhaltet zusätzliche Sicherheitsfunktionen, die bei der Kommunikation per Voice over IP (VoIP) eine wesentliche Rolle spielen. Zu diesen Funktionen zählen unter anderem die Authentifizierung von Nachrichten, Vertraulichkeits- sowie Wiedergabeschutz.

SRTP minimiert Sicherheitsrisiken mithilfe von Authentifizierung und Verschlüsselung. Dadurch werden zum Beispiel Man-in-the-Middle Angriffe oder auch einfaches „mithören“ verhindert. Heute wird SRTP, ebenso wie DTLS (Datagram Transport Layer Service Security) und andere Sicherheitsprotokolle, im Rahmen der WebRTC-Technologie eingesetzt.

RTP kodiert und verpackt Sprache in Datenpakete und SRTP verschlüsselt diese zusätzlich, sobald eine Gesprächsverbindung aufgebaut wurde. Die Datenpakete kann der Empfänger nur mithilfe eines entsprechenden Master Keys entschlüsseln, um den Gesprächspartner zu hören. Es ist hierbei notwendig, dass die Endgeräte aller Teilnehmer das Secure Real Time Transport Protocol unterstützen. Die Verwendung von SRTP ergibt in der Regel nur in Verbindung mit SIPS beziehungsweise SIP over TLS einen Sinn. Dann sind auch die Metadaten einer Sitzung sowie die Aushandlung der Verschlüsselungsparameter für das SRTP abgesichert.

3. Anwendungsbereiche des RTPs

3. Anwendungsbereiche des RTPs

Das Real Time Transport Protocol kommt für zahlreiche Anwendungen zum Einsatz und ist ein wesentlicher Bestandteil der Kommunikation per VoIP. Bei Voice over IP arbeitet das RTP mit dem SIP (Session Initiation Protocol) zusammen. SIP ist für den Aufbau einer Verbindung zwischen den Kommunikationsteilnehmern verantwortlich. Das Real Time Transport Protocol kümmert sich hingegen um die Übertragung der Audiodaten zwischen Sender und Empfänger über das IP-Netz.

Weitere Anwendungen sind:

• Fernsehen über IP (IPTV)
• Streaming von Video und Musik im Bereich der Unterhaltungselektronik
• Videokonferenzanwendungen über IP-Netze