12. 从零用Rust编写正反向代理, TLS的双向认证信息及token验证
wmproxy
wmproxy是由Rust编写，已实现http/https代理，socks5代理， 反向代理，静态文件服务器，内网穿透，配置热更新等， 后续将实现websocket代理等，同时会将实现过程分享出来， 感兴趣的可以一起造个轮子法
项目 ++wmproxy++
gite: https://gitee.com/tickbh/wmproxy
github: https://github.com/tickbh/wmproxy
什么是TLS双向认证
TLS双向认证是指客户端和服务器端都需要验证对方的身份，也称mTLS。
在建立Https连接的过程中，握手的流程比单向认证多了几步。
- 单向认证的过程，客户端从服务器端下载服务器端公钥证书进行验证，然后建立安全通信通道。
- 双向通信流程，客户端除了需要从服务器端下载服务器的公钥证书进行验证外，还需要把客户端的公钥证书上传到服务器端给服务器端进行验证，等双方都认证通过了，才开始建立安全通信通道进行数据传输。
TLS是安全套接层(SSL)的继任者，叫传输层安全(transport layer security)。说直白点，就是在明文的上层和TCP层之间加上一层加密，这样就保证上层信息传输的安全，然后解密完后又以原样的数据回传给应用层，做到与应用层无关，所以http加个s就成了https，ws加个s就成了wss，ftp加个s就成了ftps，都是从普通tcp传输转换成tls传输实现安全加密，应用相当广泛。
单向与双向的差别
SSL单向验证
单向通讯的示意图如下
双向通讯的示意图如下，差别
备注：客户端将之前所有收到的和发送的消息组合起来，并用hash算法得到一个hash值，然后用客户端密钥库的私钥对这个hash进行签名，这个签名就是CertificateVerify message；
代码实现
将原来的rustls中的TlsAcceptor和TlsConnector进行相应的改造，变成可支持双向认证的加密结构。
获取TlsAcceptor的认证
/// 获取服务端https的证书信息
pub async fn get_tls_accept(&mut self) -> ProxyResult {
if !self.tc {
return Err(ProxyError::ProtNoSupport);
}
let certs = Self::load_certs(&self.cert)?;
let key = Self::load_keys(&self.key)?;
let config = rustls::ServerConfig::builder().with_safe_defaults();
// 开始双向认证，需要客户端提供证书信息
let config = if self.two_way_tls {
let mut client_auth_roots = rustls::RootCertStore::empty();
for root in &certs {
client_auth_roots.add(&root).unwrap();
}
let client_auth = rustls::server::AllowAnyAuthenticatedClient::new(client_auth_roots);
config
.with_client_cert_verifier(client_auth.boxed())
.with_single_cert(certs, key)
.map_err(|err| io::Error::new(io::ErrorKind::InvalidInput, err))?
} else {
config
.with_no_client_auth()
.with_single_cert(certs, key)
.map_err(|err| io::Error::new(io::ErrorKind::InvalidInput, err))?
};
let acceptor = TlsAcceptor::from(Arc::new(config));
Ok(acceptor)
}
获取TlsAcceptor的认证
/// 获取客户端https的Config配置
pub async fn get_tls_request(&mut self) -> ProxyResult<Arc<rustls::ClientConfig>> {
if !self.ts {
return Err(ProxyError::ProtNoSupport);
}
let certs = Self::load_certs(&self.cert)?;
let mut root_cert_store = rustls::RootCertStore::empty();
// 信任通用的签名商
root_cert_store.add_trust_anchors(
webpki_roots::TLS_SERVER_ROOTS
.iter()
.map(|ta| {
rustls::OwnedTrustAnchor::from_subject_spki_name_constraints(
ta.subject,
ta.spki,
ta.name_constraints,
)
}),
);
for cert in &certs {
let _ = root_cert_store.add(cert);
}
let config = rustls::ClientConfig::builder()
.with_safe_defaults()
.with_root_certificates(root_cert_store);
if self.two_way_tls {
let key = Self::load_keys(&self.key)?;
Ok(Arc::new(config.with_client_auth_cert(certs, key).map_err(
|err| io::Error::new(io::ErrorKind::InvalidInput, err),
)?))
} else {
Ok(Arc::new(config.with_no_client_auth()))
}
}
这里默认信任的通用的CA签发证书平台，像系统证书，浏览器信任的证书，只有第一步把基础的被信任才有资格做签发证书平台。
至此双向TLS的能力已经达成，感谢前人的经典代码才能如此轻松。
token验证
首先先定义协议的Token结构，只有sock_map为0接收此消息
/// 进行身份的认证
#[derive(Debug)]
pub struct ProtToken {
username: String,
password: String,
}
下面是编码解码，密码要求不超过255个字符，即长度为1字节编码
pub fn parse<T: Buf>(_header: ProtFrameHeader, mut buf: T) -> ProxyResult<ProtToken> {
let username = read_short_string(&mut buf)?;
let password = read_short_string(&mut buf)?;
Ok(Self { username, password })
}
pub fn encode<B: Buf + BufMut>(self, buf: &mut B) -> ProxyResult<usize> {
let mut head = ProtFrameHeader::new(ProtKind::Token, ProtFlag::zero(), 0);
head.length = self.username.as_bytes().len() as u32 + 1 + self.password.as_bytes().len() as u32 + 1;
let mut size = 0;
size += head.encode(buf)?;
size += write_short_string(buf, &self.username)?;
size += write_short_string(buf, &self.password)?;
Ok(size)
}
服务端处理
如果服务端启动的时候配置了username及 password则表示他需要密码验证，
let mut verify_succ = option.username.is_none() && option.password.is_none();
如果verify_succ不为true，那么我们接下来的第一条消息必须为ProtToken，否则客户端不合法，关闭
收到该消息则进行验证
match &p {
ProtFrame::Token(p) => {
if !verify_succ
&& p.is_check_succ(&option.username, &option.password)
{
verify_succ = true;
continue;
}
}
_ => {}
}
if !verify_succ {
ProtFrame::new_close_reason(0, "not verify so close".to_string())
.encode(&mut write_buf)?;
is_ready_shutdown = true;
break;
}
认证通过后消息处理和之前的一样，验证流程完成