1. socks介绍
1.1 什么是socks
SOCKS（Socket Secure）是一种网络协议，通过代理服务器实现网络通信。简单来说，就是作为一个中转站，在客户端和客户端目标主机之间转发数据。SOCKS是运行在OSI七层协议中的第五层会话层，而我们常用http/https，SMTP，FTP协议都在第七层，所以它可以处理多种常用请求。
1.2 socks有什么用
当我们使用socks代理上网时，我们的目标主机只会看见运行socks的中转站ip地址，这种方式可以隐藏我们的的真实IP地址，增加了匿名性和安全性。如果我们的ip被某些网站限制访问，便可以使用socks进行代理访问。
1.3 socks5与socks4
socks5是socks4的下一个版本，加入了身份认证机制来建立完整的TCP连接，并支持UDP转发，目前互联网上基本以socks5为主。
2. socks5工作过程与Golang实现
本次讲解使用Edge与插件SwitchyOmega作为测试工具，原来来自字节青训营课程资料。
2.1 浏览器和socks5代理建立TCP连接
首先使用golang在本地监听一个端口。
func main() {
//监听TCP连接
server, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:1080")
if err != nil {
panic(err)
}
for {
//阻塞等待连接
client, err := server.Accept()
if err != nil {
log.Printf("Accept failed %v", err)
continue
}
//开启一个协程维持连接
go process(client)
}
}
进入SwitchyOmega选项设置，选择socks5协议，并输入本地地址与监听端口
此时，如果打开SwitchyOmega的代理模式，浏览器的所有请求携带socks5验证信息进入本地1080端口。
2.2 socks5协议协商
标准详见RFC 1928 - SOCK5
在进行代理转发前，socks5需要与客户端进行协商，包括协议版本，支持的认证方式等。
func process(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
//把客户端首次请求的数据全部读进reader
reader := bufio.NewReader(conn)
//------开始协商------
err := auth(reader, conn)
if err != nil {
log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
return
}
//------协商成功-------
err = connect(reader, conn)
if err != nil {
log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
return
}
}
func auth(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
// request:
// +----+----------+----------+
// |VER | NMETHODS | METHODS |
// +----+----------+----------+
// | 1 | 1 | 1 to 255 |
// +----+----------+----------+
// VER: 协议版本，socks5为0x05
// NMETHODS: 支持认证的方法数量
// METHODS: 对应NMETHODS，NMETHODS的值为多少，METHODS就有多少个字节。RFC预定义了一些值的含义，内容如下:
// X’00’ NO AUTHENTICATION REQUIRED
// X’02’ USERNAME/PASSWORD
//第一步
ver, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read ver failed:%w", err)
}
if ver != socks5Ver {
return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
}
//第二步
methodSize, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read methodSize failed:%w", err)
}
method := make([]byte, methodSize)
_, err = io.ReadFull(reader, method)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read method failed:%w", err)
}
//第三步
//response:
// +----+--------+
// |VER | METHOD |
// +----+--------+
// | 1 | 1 |
// +----+--------+
_, err = conn.Write([]byte{socks5Ver, 0x00})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
}
return nil
}
- 第一步
读取客户端的首次请求数据放到reader中，读取第一个字节（版本号），判断版本号是否为5，不为5则断开连接. - 第二步
读取第二个字节（认证方法数量），并根据认证方法数量，make一个用于存放方法的method，并从reader中读入。 - 第三步
返回响应，两个字节，第一个是版本5，第二个是表示认证方法（不需要认证）。如果返回0x02就是需要认证。
2.2.1 扩展--加入认证
原理和上面差不多
标准详见RFC 1929 - Username/Password Authentication for SOCKS
func process(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
//把客户端首次请求的数据全部读进reader
reader := bufio.NewReader(conn)
//------开始协商------
if err := auth(reader, conn); err != nil {
log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
return
}
auReader := bufio.NewReader(conn)
if err := authentication(auReader, conn); err != nil {
log.Printf("authentication err")
return
}
//------协商成功-------
if err := connect(reader, conn); err != nil {
log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
return
}
}
const subnegotiation = 0x01
func authentication(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
/**
* +----+------+----------+------+----------+
* |VER | ULEN | UNAME | PLEN | PASSWD |
* +----+------+----------+------+----------+
* | 1 | 1 | 1 to 255 | 1 | 1 to 255 |
* +----+------+----------+------+----------+
*/
ver, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read ver failed:%w", err)
}
if ver != subnegotiation {
return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
}
ulen, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read ulen failed:%w", err)
}
uname := make([]byte, ulen)
_, err = io.ReadFull(reader, uname)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read uname failed:%w", err)
}
if string(uname) != "admin" {
_, err = conn.Write([]byte{0x01, 0x01})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
}
return fmt.Errorf("auth uname failed:%w", err)
}
plen, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read plen failed:%w", err)
}
passwd := make([]byte, plen)
_, err = io.ReadFull(reader, passwd)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read passwd failed:%w", err)
}
if string(passwd) != "123456" {
_, err = conn.Write([]byte{0x01, 0x01})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
}
return fmt.Errorf("auth uname failed:%w", err)
}
/* +----+--------+
* |VER | STATUS |
* +----+--------+
* | 1 | 1 |
* +----+--------+
*/
_, err = conn.Write([]byte{0x01, 0x00})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
}
return
}
2.3请求与中继
func connect(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
// +----+-----+-------+------+----------+----------+
// |VER | CMD | RSV | ATYP | DST.ADDR | DST.PORT |
// +----+-----+-------+------+----------+----------+
// | 1 | 1 | X'00' | 1 | Variable | 2 |
// +----+-----+-------+------+----------+----------+
// VER 版本号，socks5的值为0x05
// CMD 0x01表示CONNECT请求
// RSV 保留字段，值为0x00
// ATYP 目标地址类型，DST.ADDR的数据对应这个字段的类型。
// 0x01表示IPv4地址，DST.ADDR为4个字节
// 0x03表示域名，DST.ADDR是一个可变长度的域名
// DST.ADDR 一个可变长度的值
// DST.PORT 目标端口，固定2个字节
buf := make([]byte, 4)
_, err = io.ReadFull(reader, buf)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read header failed:%w", err)
}
ver, cmd, atyp := buf[0], buf[1], buf[3]
if ver != socks5Ver {
return fmt.Errorf("not supported ver:%v", ver)
}
if cmd != cmdBind {
return fmt.Errorf("not supported cmd:%v", cmd)
}
addr := ""
switch atyp {
case atypeIPV4:
_, err = io.ReadFull(reader, buf)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read atyp failed:%w", err)
}
addr = fmt.Sprintf("%d.%d.%d.%d", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3])
case atypeHOST:
hostSize, err := reader.ReadByte()
if err != nil {
return fmt.Errorf("read hostSize failed:%w", err)
}
host := make([]byte, hostSize)
_, err = io.ReadFull(reader, host)
if err != nil {
return fmt.Errorf("read host failed:%w", err)
}
addr = string(host)
case atypeIPV6:
return errors.New("IPv6: no supported yet")
default:
return errors.New("invalid atyp")
}
_, err = io.ReadFull(reader, buf[:2])
if err != nil {
return fmt.Errorf("read port failed:%w", err)
}
port := binary.BigEndian.Uint16(buf[:2])
dest, err := net.Dial("tcp", fmt.Sprintf("%v:%v", addr, port))
if err != nil {
return fmt.Errorf("dial dst failed:%w", err)
}
defer dest.Close()
log.Println("dial", addr, port)
// +----+-----+-------+------+----------+----------+
// |VER | REP | RSV | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT |
// +----+-----+-------+------+----------+----------+
// | 1 | 1 | X'00' | 1 | Variable | 2 |
// +----+-----+-------+------+----------+----------+
// VER socks版本，这里为0x05
// REP Relay field,内容取值如下 X’00’ succeeded
// RSV 保留字段
// ATYPE 地址类型
// BND.ADDR 服务绑定的地址
// BND.PORT 服务绑定的端口DST.PORT
_, err = conn.Write([]byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0, 0, 0, 0, 0, 0})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed: %w", err)
}
ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
defer cancel()
//代理双工转发
go func() {
_, _ = io.Copy(dest, reader)
cancel()
}()
go func() {
_, _ = io.Copy(conn, dest)
cancel()
}()
