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SRTP & RTP

Alles Wichtige in 2023

Von Michelle Mertens
EIne Frau telefoniert mit dem Cisco Headset

Die Abk√ľrzung RTP steht f√ľr Real Time Transport Protocol, ein Daten√ľbertragungsprotokoll, das zur kontinuierlichen √úbertragung von echtzeitsensitiven Multimediadatenstr√∂men √ľber IP-Netze dient. SRTP, das Secure Real-Time Transport Protocol, sorgt f√ľr die Sicherheit der Daten√ľbertragung. Sie spielen insbesondere in der Voice-over-IP-Telefonie (VoIP-Telefonie) und IP-basierten Videokonferenzen eine Rolle.

1. Funktionsweise des RTPs

1. Funktionsweise des RTPs
Ein Mann befindet sich in einer Videokonferenz
RTP sichert die Daten√ľbertragung in Videokonferenzen

Das Real Time Transport Protocol wurde von der Audio Video Transport Working Group entwickelt und 1996 das erste Mal im RFC 1889 standardisiert. Am h√§ufigsten kommt das RTP in Kommunikationssystemen und im Bereich des Streamings zum Einsatz. Hierzu z√§hlen Telekommunikationsanlagen, Videokonferenz- oder Telefonkonferenz-Applikationen, IP-basierte Fernseh√ľbertragung (IPTV) und webgest√ľtzte Push-to-Talk-Funktionen. RTP ist dazu in der Lage, Multimediadatenstr√∂me wie Audio oder Video zu kodieren, in Pakete zu unterteilen und √ľber ein IP-Netzwerk zu √ľbertragen.

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

Die zu √ľbertragenden 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 √úbertragung 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.

F√ľr 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 verschl√ľsselt die √ľbertragenen Daten und macht den Datenstream somit abh√∂rsicher. CRTP sorgt f√ľr die Kompression gewisser Daten und reduziert den Bandbreitenbedarf.

1.1 Das RTCP (Real Time Control Protocol)

Ein Mann telefoniert per IP-Telefonie mit dem Cisco Headset

Das Real Time Control Protocol (RTCP) √ľbernimmt die Steuerung eines RTP-Datenstreams. Das RTCP erm√∂glicht au√üerdem die Bereitstellung von Quality of Service und die Kompensation von Jitter. Dar√ľber hinaus l√§sst sich mit der Hilfe von RTCP erkennen, ob Pakete verloren gegangen sind.

Zusammengefasst k√ľmmert sich RTCP um die Qualit√§t des Multimediastreams, w√§hrend das Real Time Transport Protocol (RTP) f√ľr die eigentliche √úbertragung der Daten eines Streams verantwortlich ist. √úber den Sender erh√§lt das Real Time Control Protocol regelm√§√üig R√ľckmeldungen vom Empf√§nger zur Qualit√§t der √úbertragung. Diese R√ľckmeldungen 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 √úbertragung 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 Verschl√ľsselung. Dadurch werden zum Beispiel Man-in-the-Middle Angriffe oder auch einfaches „mith√∂ren“ 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 verschl√ľsselt diese zus√§tzlich, sobald eine Gespr√§chsverbindung aufgebaut wurde. Die Datenpakete kann der Empf√§nger nur mithilfe eines entsprechenden Master Keys entschl√ľsseln, um den Gespr√§chspartner zu h√∂ren. Es ist hierbei notwendig, dass die Endger√§te aller Teilnehmer das Secure Real Time Transport Protocol unterst√ľtzen. 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 Verschl√ľsselungsparameter f√ľr das SRTP abgesichert.

3. Anwendungsbereiche des RTPs

3. Anwendungsbereiche des RTPs

Das Real Time Transport Protocol kommt f√ľr 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 f√ľr den Aufbau einer Verbindung zwischen den Kommunikationsteilnehmern verantwortlich. Das Real Time Transport Protocol k√ľmmert sich hingegen um die √úbertragung der Audiodaten zwischen Sender und Empf√§nger √ľber das IP-Netz.

Weitere Anwendungen sind:

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