socks5_proxy.go

package main

import (
	"bufio"
	"context"
	"encoding/binary"
	"errors"
	"fmt"
	"io"
	"log"
	"net"
)

const (
	socks5Ver = 0x05
	cmdBind   = 0x01
	atypIPV4  = 0x01
	atypHOST  = 0x03
	atypIPV6  = 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)

	/* 单向数据转发 */
	//for {
	//	b, err := reader.ReadByte() // 读取n个字节存缓冲区，返回一个字节
	//	if err != nil {
	//		break
	//	}
	//	_, err = conn.Write([]byte{b}) // 强制类型转换：将byte转换为[]byte
	//	if err != nil {
	//		break
	//	}
	//}

	// 鉴权
	err := auth(reader, conn)
	if err != nil {
		log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
		return
	}
	log.Println("auth success")

	// 请求，转发
	err = connect(reader, conn)
	if err != nil {
		log.Printf("client %v connect 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)
	}

	log.Println("ver", ver, "method", method)

	// +----+--------+
	// |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) {
	/* 解析服务器地址 */
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// |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HOST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) // 一次性读取前四个字节
	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)
	}
	// 读取dst.addr
	var addr string
	switch atyp {
	case atypIPV4:
		_, err = io.ReadFull(reader, buf) // 复用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 atypHOST:
		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 atypIPV6:
		return errors.New("IPV6: no supported yet")
	default:
		return errors.New("invalid atyp")
	}
	// 读取dst.port
	_, err = io.ReadFull(reader, buf[:2]) // 复用buf的前两个字节
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("read port failed:%w", err)
	}
	port := binary.BigEndian.Uint16(buf[:2]) // 按照大端字节序解析成整型数值

	/* 与服务器建立tcp连接 */
	dst, err := net.Dial("tcp", fmt.Sprintf("%v:%v", addr, port))
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("dial dst failed:%w", err)
	}
	defer dst.Close() // 确保连接关闭
	log.Println("dial", addr, port)

	/* 回复客户端 */
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// |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{socks5Ver, 0x00, 0x00, atypIPV4, 0, 0, 0, 0, 0, 0})
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("write failed:%w", err)
	}

	/* relay阶段 */
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	defer cancel()

	go func() {
		_, _ = io.Copy(dst, conn) // 从客户端向服务器转发
		cancel()
	}()
	go func() {
		_, _ = io.Copy(conn, dst) // 从服务器向客户端转发
		cancel()
	}()

	<-ctx.Done() // 等待任何一方关闭连接
	return nil
}