[Go]網路代理程式實現

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實現一個代理服務

在天朝做程式員比較讓人蛋疼，比如你想用GOOGLE，你就很蛋疼。原因大家都懂。

然後呢，一開始自己在用GOAGENT, VPN, SSH, ShadowSocks等程式，GOAGENT和SHADOWSOCKS都是非常優秀的。而自己在很早剛開始接觸電腦的時候就有想法自己寫一個代理程式，因為各種各樣的原因總是沒去做，或者說自己的需求總是能夠被滿足，所以沒什麼動力。但是自從學GO語言後，網路程式的開發變的沒有之前做C/C++時那麼蛋疼了，所以試著自己寫一個代理程式，然後也貫徹Eating your own dog food的實踐。這裡把一些心得總結記錄下。GITHUB地址：https://github.com/eahydra/socks

 

SOCKS5協議

剛開始的時候，是想著做HTTP代理，但是HTTP協議比較複雜，牽扯到的概念比較多，自己又不熟悉，所以就沒選中做HTTP通道方式的代理程式。而代理協議裡用的最多的其實就是SOCKS協議了。SOCKS4，SOCKS5等。因為我一直在用CHROME, CHROME上的外掛程式SwitchySharp也比較好用，也支援SOCKS5協議，更重要的是SOCKS5協議非常簡單。

SOCKS5協議主要分三步，第一步就是握手協商，協商雙方的驗證方式。我的做法簡單粗暴：因為SOCKS5規定的握手協議中，規定了最大的資料長度就是258個直接，所以我在實現的時候，直接申請258位元組的BUFFER，然後讀取。讀取後也不對驗證方式進行判斷是否合法，支援之類的，直接返回0X05 0X00，也就是不需要驗證。

第二步就是擷取用戶端發來的CMD協議。SOCKS5這裡也規定了最長長度，263個位元組。所以也一次申請出來以備後用。感謝GO語言封裝的網路程式庫，不管是啥網域名稱，還是IPV4，IPV6之類的，調用net.Dial的時候傳進去就好，net.Dial函數內部會自己搞定到IP的轉換。然後就根據CMD裡指定的目標地址連結，成功後返回對應的協議資料。目前我只支援了CONNECT，像UDP之類的就沒做支援，遇到了UDP指令直接告訴用戶端不支援，然後斷掉連結。

第三步就是開始接受用戶端發送來的資料，然後發送到遠端伺服器，然後從遠端伺服器讀資料再轉寄到用戶端。這個就簡單了，直接兩行代碼搞定。

go io.Copy(dest, src)io.Copy(src, dest)

 

部署

寫好程式後，就得部署起來。感謝亞馬遜提供了免費一年的AWS服務。怎麼申請之類的自行搜尋解決。GO的移植性這裡就體現出來了，因為我開發是在WINDOWS下，然後部署到AWS上的UBUNTU系統上，一個go build搞定。然後程式跑起來後，直接設定SwitchySharp到AWS上，效果顯著。不過中間測試的時候，發現連結到http://go-talks.appspot.com/github.com/extemporalgenome/gotalks/error-handling.slide#1 就不行了，抓包發現，從AWS上發來了很多RST，但是我的程式沒有列印出對應的CLOSE資訊。這個時候我就猜測應該是那個啥（你懂的）做了內容檢測，解決的方法之一就是加密。所以我後面就做了加密的功能。

加密

增加加密功能就蛋疼了，因為我可能不只是要一種密碼編譯演算法，可能這會想用RC4，後面就想用AES或者DES之類的。還有就是怎麼把密碼編譯演算法封裝起來，使其對現有的代碼影響較小。本來我是想自己手工封裝成io.Reader和io.Writer的介面，這樣的話就可以組成一個調用鏈，很自然的把網路資料進行加解密。然後我就去GO的標準庫裡找，有密碼編譯演算法，RC4，DES,AES都有提供，然後有個叫crypto/cipher的包，這個包提供了倆介面，一個叫StreamRead，另外一個叫StreamWrite,這倆介面正好可以滿足io.Reader和io.Write。這下子就簡單多了。具體的代碼如下(代碼裡沒有做什麼原廠模式之類的，因為實在是沒啥必要，寫的簡單粗暴點也不會影響其他代碼)：

func NewCipherStream(rwc io.ReadWriteCloser, cryptMethod string, password []byte) (*CipherStream, error) {    var stream *CipherStream    switch cryptMethod {    default:        stream = &CipherStream{            reader:      rwc,            writeCloser: rwc,        }    case "rc4":        {            rc4CipherRead, err := rc4.NewCipher(password)            if err != nil {                return nil, err            }            rc4CipherWrite, err := rc4.NewCipher(password)            if err != nil {                return nil, err            }            stream = &CipherStream{                reader: &cipher.StreamReader{                    S: rc4CipherRead,                    R: rwc,                },                writeCloser: &cipher.StreamWriter{                    S: rc4CipherWrite,                    W: rwc,                },            }        }    case "des":        {            block, err := des.NewCipher(password)            if err != nil {                return nil, err            }            desRead := cipher.NewCFBDecrypter(block, desIV[:])            desWrite := cipher.NewCFBEncrypter(block, desIV[:])            return &CipherStream{                reader: &cipher.StreamReader{                    S: desRead,                    R: rwc,                },                writeCloser: &cipher.StreamWriter{                    S: desWrite,                    W: rwc,                },            }, nil        }    }    return stream, nil}

如果沒有指定加密方式或者是不支援的加密方式，還是沿用原有的io.Reader和io.Writer介面。這樣的話就可以減少對上層的影響。

因為支援了多種加密方式，那麼就得用設定檔了。這個就很簡單，直接JSON格式搞定。

另外一個問題是，瀏覽器只認SOCKS協議，你現在加了加密，那你得對瀏覽器隱藏掉，然後就得支援倆模式，一個模式是本地的SOCKS運行方式，對瀏覽器提供的，另外一個模式就是到遠端SOCKS服務的資料要加密。本來是想再寫一個本地SOCKS，但是想了下，實在是毫無必要，因為這個程式的大部分功能在現有的代碼基礎上都能滿足，那麼一種實現方式就是代碼拷貝出來，但是我要維護兩分；另外一種方式就是在原有的代碼上改。決定在現有代碼上改，無非是在用戶端的請求來了後，要先連結到自己的遠端SOCKS服務，然後再提供資料代理服務。這裡就涉及到怎麼和遠端服務互動的問題。

和遠端SOCKS互動的解決方案

為瞭解決這個問題，就得需要訂協議。是否有必要增加協議呢？我第一個想法是好像沒必要，第二個想法是真的沒必要？真的沒必要！因為SOCKS5的協議足夠使用，我也不想因為要連結到遠端還要增加一套額外的協議，而這個協議最終也會和SOCKS5差不多，實現出來的代碼又會很蛋疼。所以決定使用SOCKS5協議，做成一個調用鏈的形式。用戶端來的握手，本地SOCKS也到遠端SOCKS上進行握手。用戶端發來的CMD直接轉寄到遠端SOCKS。然後中間走加密。這下子實現就變的非常簡單了。定義了一個結構體RemoteSocks，匿名組合了*CipherStream，這樣就可以直接走加密了。具體定義代碼如下：

type RemoteSocks struct {    conn net.Conn    *CipherStream}

然後同步代碼到AWS上，編譯開跑，然後發現很流暢。給基友狗眼坤分享了下，遇到了BUG，在他機器上連結YOUTUBE出現連結錯誤。然後想大概問題在哪，開始做代碼REVIEW，發現自己實現的加密部分，RC4相關的部分讀和寫複用了同一個加密對象，然後這個對象又不是安全執行緒的，問題應該是這裡了，修正掉，然後測試之，OK了。

總結

總算是有了自己的代理程式，用起來很開心，因為是自己做的！Eating your own dog food很重要。自己實現一個程式的時候，可以不用一下子跨很大的步子，那樣容易扯到蛋，可以一點點來。