Socks5代理协议与Golang实现 | 青训营

开发运维 2023-07-26 三掌柜 手机阅读
  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

    download.png 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()
}()