这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第1篇笔记，记录一下简单的socks5服务器开发的完整代码
import (
"bufio"
"context"
"encoding/binary"
"errors"
"fmt"
"io"
"log"
"net"
)
const socks5Ver = 0x05
const cmdBind = 0x01
const atypIPV4 = 0x01
const atypeHOST = 0x03
const atypeIPV6 = 0x04
func main() {
server, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:1080")
if err != nil {
panic(err)
}
for {
client, err := server.Accept()
if err != nil {
log.Printf("Accept failed %v", err)
continue
}
go process(client)
}
}
func process(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
reader := bufio.NewReader(conn)
err := auth(reader, conn)
if err != nil {
log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
return
}
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) {
// +----+----------+----------+
// |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
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)
}
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)
}
// +----+--------+
// |VER | METHOD |
// +----+--------+
// | 1 | 1 |
// +----+--------+
_, err = conn.Write([]byte{socks5Ver, 0x00})
if err != nil {
return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
}
return nil
}
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", ver)
}
addr := ""
switch atyp {
case atypIPV4:
_, 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()
go func() {
_, _ = io.Copy(dest, reader)
cancel()
}()
go func() {
_, _ = io.Copy(conn, dest)
cancel()
}()
<-ctx.Done()
return nil
}
socks5代理基本工作原理
第一步，客户端向代理服务器发送代理请求，其中包含了代理的版本和认证方式，如果是socks5代理，第一个字段VER的值是0x05，表明是socks代理的第5个版本。
第二个字段NMETHODS表示支持的认证方式，第三个字段是一个数组，包含了支持的认证方式列表：
0x00: 不需要认证0x01: GSSAPI认证0x02: 用户名和密码方式认证0x03: IANA认证0x80-0xfe: 保留的认证方式0xff: 不支持任何认证方式
服务端收到客户端的代理请求后，选择双方都支持的加密方式回复给客户端，此时客户端收到服务端的响应请求后，双方握手完成，开始进行协议交互。
数据包分析
客户端开启socks代理，使用浏览器访问网页。抓包软件抓到客户端的认证请求：
服务端的认证响应请求：
请求
握手完成后，客户端要把需要执行的操作指令发给客户端，表明自己要执行代理的请求。
各字段含义：
-
VER: 代理版本信息 -
CMD: 代理指令0x01: connect指令，tcp代理时使用。0x02: bind，很少使用，类似FTP协议中主动连接场景，服务端后服务端会主动连接到客户端。0x03: udp代理时使用。
-
RSV: 保留字段 -
ATYP: 地址类型0x01: IPv4地址类型0x03: unix域socket类型代理0x04: IPv6地址类型
-
DST.ADDR: 需要连接的目的地址 -
DST.PORT: 需要连接的目的端口
数据包分析
以下是一个去往console.cloud.tencent.com:443的socks5代理请求：
响应
客户端发完上面的请求连接后，服务端会发起连接到DST.ADDR:DST.PORT，然后返回响应到客户端，响应格式：
| 12345 | +----+-----+-------+------+----------+----------+ |VER | REP | RSV | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT | +----+-----+-------+------+----------+----------+ | 1 | 1 | X'00' | 1 | Variable | 2 | +----+-----+-------+------+----------+----------+ | | ----- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
其中VER/RSV/ATYP的含义和上面相同，其他字段的意思：
-
REP: 请求响应0x00: 成功0x01-0x08: 失败0x09-0xff: 未使用
-
BND.ADDR: 连接到的远程地址 -
BND.PORT: 连接到的远程端口
数据包分析
以下是上面代理请求的响应数据包：
代理通信
当连接建立后，客户端就可以和正常一样访问服务端通信了，此时通信的数据除了目的地址是发往代理程序以外，所有内容都是和普通连接一模一样。对代理程序而言，后面所有收到的来自客户端的数据都会原样转发到服务读端。
例如代理的HTTPS请求连接，实际上发送的数据和普通HTTPS交互过程一模一样：
中间的
Socks Protocol栏是wireshark根据连接上下文自动解析出来的，实际上数据包中并没有这一栏。
流程图
socks5通信的交互流程：
