基于Golang徒手写个转发代理服务

由于公司经常需要异地办公，在调试的时候需要用到内网环境，因此手动写了个代理转发服务器給兄弟们用，项目地址是：socks5proxy。

选型上，语言上就选择了Go，简单清晰，转发协议选择了socks5。

SOCKS5协议介绍

SOCKS是一种网络传输协议，主要用于客户端与外网服务器之间通讯的中间传递，SOCKS是"SOCKetS"的缩写。
SOCKS5是SOCKS4的升级版，其主要多了鉴定、IPv6、UDP支持。

SOCKS5协议可以分为三个部分：

• (1) 协议版本及认证方式
• (2) 根据认证方式执行对应的认证
• (3) 请求信息

（1）协议版本及认证方式

创建与SOCKS5服务器的TCP连接后客户端需要先发送请求来协议版本及认证方式，

VER	NMETHODS	METHODS
1	1	1-255

• VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
• NMETHODS是METHODS部分的长度；
• METHODS是客户端支持的认证方式列表，每个方法占1字节。当前的定义是：
  • 0x00 不需要认证
  • 0x01 GSSAPI
  • 0x02 用户名、密码认证
  • 0x03 - 0x7F由IANA分配（保留）
  • 0x80 - 0xFE为私人方法保留
  • 0xFF 无可接受的方法

服务器回复客户端可用方法：

VER	METHOD
1	1

• VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
• METHOD是服务端选中的方法。如果返回0xFF表示没有一个认证方法被选中，客户端需要关闭连接。

代码实现：

type ProtocolVersion struct {
    VER uint8
    NMETHODS uint8
    METHODS []uint8
}


func (s *ProtocolVersion) handshake(conn net.Conn) error {
    b := make([]byte, 255)
    n, err := conn.Read(b)
    if err != nil {
        log.Println(err)
        return err
    }
    s.VER = b[0] //ReadByte reads and returns a single byte，第一个参数为socks的版本号
    s.NMETHODS = b[1] //nmethods是记录methods的长度的。nmethods的长度是1个字节
    if n != int(2+s.NMETHODS) {
        return errors.New("协议错误, sNMETHODS不对")
    }
    s.METHODS = b[2:2+s.NMETHODS] //读取指定长度信息，读取正好len(buf)长度的字节。如果字节数不是指定长度，则返回错误信息和正确的字节数

    if s.VER != 5 {
        return errors.New("该协议不是socks5协议")
    }

    //服务器回应客户端消息:
    //第一个参数表示版本号为5，即socks5协议，
    // 第二个参数表示服务端选中的认证方法，0即无需密码访问, 2表示需要用户名和密码进行验证。  
    resp :=[]byte{5, 0} 
    conn.Write(resp)
    return nil
} 

（2）根据认证方式执行对应的认证

SOCKS5协议提供5种认证方式：

• 0x00 不需要认证
• 0x01 GSSAPI
• 0x02 用户名、密码认证
• 0x03 - 0x7F由IANA分配（保留）
• 0x80 - 0xFE为私人方法保留

这里就主要介绍用户名、密码认证。
在客户端、服务端协商使用用户名密码认证后，客户端发出用户名密码：

鉴定协议版本	用户名长度	用户名	密码长度	密码
1	1	动态	1	动态

服务器鉴定后发出如下回应：

鉴定协议版本	鉴定状态
1	1

其中鉴定状态 0x00 表示成功，0x01 表示失败。

代码实现：

type Socks5Auth struct {
    VER uint8
    ULEN uint8
    UNAME string
    PLEN uint8
    PASSWD string
}

func (s *Socks5Auth) authenticate(conn net.Conn) error {
    b := make([]byte, 128)
    n, err := conn.Read(b)
    if err != nil{
        log.Println(err)
        return err
    }

    s.VER = b[0]
    if s.VER != 5 {
        return errors.New("该协议不是socks5协议")
    }

    s.ULEN = b[1]
    s.UNAME = string(b[2:2+s.ULEN])
    s.PLEN = b[2+s.ULEN+1]
    s.PASSWD = string(b[n-int(s.PLEN):n])
    log.Println(s.UNAME, s.PASSWD)
    if username != s.UNAME || passwd != s.PASSWD {
        return errors.New("账号密码错误")
    }

    /**
    回应客户端,响应客户端连接成功
    The server verifies the supplied UNAME and PASSWD, and sends the
    following response:
                            +----+--------+
                            |VER | STATUS |
                            +----+--------+
                            | 1  |   1    |
                            +----+--------+
    A STATUS field of X'00' indicates success. If the server returns a
    `failure' (STATUS value other than X'00') status, it MUST close the
    connection.
    */
    resp := []byte{0x05, 0x00}
    conn.Write(resp) 

    return nil
}

但其实，现在大家都习惯自己采用加密流的方式进行加密，很少采用用户名密码的形式进行加密，后面章节会介绍一种对SOCKS的混淆加密方式。

（3）请求信息

认证结束后客户端就可以发送请求信息。如果认证方法有特殊封装要求，请求必须按照方法所定义的方式进行封装解密，其原始格式如下：

VER	CMD	RSV	ATYP	DST.ADDR	DST.PORT
1	1	0x00	1	动态	2

• VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
• CMD是SOCK的命令码
  • 0x01表示CONNECT请求
  • 0x02表示BIND请求
  • 0x03表示UDP转发
• RSV 0x00，保留
• ATYP DST.ADDR类型
• DST.ADDR 目的地址
  • 0x01 IPv4地址，DST.ADDR部分4字节长度
  • 0x03 域名，DST.ADDR部分第一个字节为域名长度，DST.ADDR剩余的内容为域名，没有\0结尾。
  • 0x04 IPv6地址，16个字节长度。
• DST.PORT 网络字节序表示的目的端口

代码实现：

type Socks5Resolution struct {
    VER uint8
    CMD uint8
    RSV uint8
    ATYP uint8
    DSTADDR []byte
    DSTPORT uint16
    DSTDOMAIN string
    RAWADDR *net.TCPAddr
}

func (s *Socks5Resolution) lstRequest(conn net.Conn) error {
    b := make([]byte, 128)
    n, err := conn.Read(b)
    if err != nil || n < 7 {
        log.Println(err)
        return errors.New("请求协议错误")
    }
    s.VER = b[0]
    if s.VER != 5 {
        return errors.New("该协议不是socks5协议")
    }

    s.CMD = b[1]
    if s.CMD != 1 { 
        return errors.New("客户端请求类型不为代理连接, 其他功能暂时不支持.")
    }
    s.RSV = b[2] //RSV保留字端，值长度为1个字节

    s.ATYP = b[3]

    switch s.ATYP {
    case 1:
        //  IP V4 address: X'01'
        s.DSTADDR = b[4 : 4+net.IPv4len]
    case 3:
        //  DOMAINNAME: X'03'
        s.DSTDOMAIN = string(b[5:n-2])
        ipAddr, err := net.ResolveIPAddr("ip", s.DSTDOMAIN)
        if err != nil {
            return err
        }
        s.DSTADDR = ipAddr.IP
    case 4:
        //  IP V6 address: X'04'
        s.DSTADDR = b[4 : 4+net.IPv6len]
    default:
        return errors.New("IP地址错误")
    }

    s.DSTPORT = binary.BigEndian.Uint16(b[n-2:n])
    // DSTADDR全部换成IP地址，可以防止DNS污染和封杀
    s.RAWADDR = &net.TCPAddr{
        IP:   s.DSTADDR,
        Port: int(s.DSTPORT),
    }
    
    /**
    回应客户端,响应客户端连接成功
        +----+-----+-------+------+----------+----------+
        |VER | REP |  RSV  | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT |
        +----+-----+-------+------+----------+----------+
        | 1  |  1  | X'00' |  1   | Variable |    2     |
        +----+-----+-------+------+----------+----------+
    */
    resp := []byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}
    conn.Write(resp) 

    return nil


}

（4）最后将信息进行转发即可

代码实现:

    wg := new(sync.WaitGroup)
    wg.Add(2)

    go func() {
        defer wg.Done()
        defer dstServer.Close()
        io.Copy(dstServer, client)
    }()

    go func() {
        defer wg.Done()
        defer client.Close()
        io.Copy(client, dstServer)
    }()

    wg.Wait()

完成啦~
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