使用wireshark抓包分析SOCKS5协议

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• 编写SOCKS5服务器运行代码（参考自Python编写socks5服务器）
• 使用SOCKS5服务器脚本和curl命令
• 分析抓取到的数据包理解SOCKS5协议的工作过程（感谢socks5代理服务器协议的说明让我预先知道SOCKS5协议数据消息传递的机理）

通信软件课选择了分析SOCKS5协议，想看一下这个协议在网络通信中是如何进行的，遂抓包实践如下。

编写SOCKS5服务器运行代码（参考自Python编写socks5服务器）

显示代码import select
import socket
import struct
from socketserver import StreamRequestHandler, ThreadingTCPServer
SOCKS_VERSION = 5
class SocksProxy(StreamRequestHandler):
    def handle(self):
        print('Accepting connection from {}'.format(self.client_address))
        # 协商
        # 从客户端读取并解包两个字节的数据
        header = self.connection.recv(2)
        version, nmethods = struct.unpack("!BB", header)
        # 设置socks5协议，METHODS字段的数目大于0
        assert version == SOCKS_VERSION
        assert nmethods > 0
        # 接受支持的方法
        methods = self.get_available_methods(nmethods)
        # 无需认证
        if 0 not in set(methods):
            self.server.close_request(self.request)
            return
        # 发送协商响应数据包
        self.connection.sendall(struct.pack("!BB", SOCKS_VERSION, 0))
        # 请求
        version, cmd, _, address_type = struct.unpack("!BBBB", self.connection.recv(4))
        assert version == SOCKS_VERSION
        if address_type == 1:  # IPv4
            address = socket.inet_ntoa(self.connection.recv(4))
        elif address_type == 3:  # Domain name
            domain_length = self.connection.recv(1)[0]
            address = self.connection.recv(domain_length)
            #address = socket.gethostbyname(address.decode("UTF-8"))  # 将域名转化为IP，这一行可以去掉
        elif address_type == 4: # IPv6
            addr_ip = self.connection.recv(16)
            address = socket.inet_ntop(socket.AF_INET6, addr_ip)
        else:
            self.server.close_request(self.request)
            return
        port = struct.unpack('!H', self.connection.recv(2))[0]
        # 响应，只支持CONNECT请求
        try:
            if cmd == 1:  # CONNECT
                remote = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
                remote.connect((address, port))
                bind_address = remote.getsockname()
                print('Connected to {} {}'.format(address, port))
            else:
                self.server.close_request(self.request)
            addr = struct.unpack("!I", socket.inet_aton(bind_address[0]))[0]
            port = bind_address[1]
            #reply = struct.pack("!BBBBIH", SOCKS_VERSION, 0, 0, address_type, addr, port)
            # 注意：按照标准协议，返回的应该是对应的address_type，但是实际测试发现，当address_type=3，也就是说是域名类型时，会出现卡死情况，但是将address_type该为1，则不管是IP类型和域名类型都能正常运行
            reply = struct.pack("!BBBBIH", SOCKS_VERSION, 0, 0, 1, addr, port)
        except Exception as err:
            logging.error(err)
            # 响应拒绝连接的错误
            reply = self.generate_failed_reply(address_type, 5)
        self.connection.sendall(reply)
        # 建立连接成功，开始交换数据
        if reply[1] == 0 and cmd == 1:
            self.exchange_loop(self.connection, remote)
        self.server.close_request(self.request)
    def get_available_methods(self, n):
        methods = []
        for i in range(n):
            methods.append(ord(self.connection.recv(1)))
        return methods
    def generate_failed_reply(self, address_type, error_number):
        return struct.pack("!BBBBIH", SOCKS_VERSION, error_number, 0, address_type, 0, 0)
    def exchange_loop(self, client, remote):
        while True:
            # 等待数据
            r, w, e = select.select([client, remote], [], [])
            if client in r:
                data = client.recv(4096)
                if remote.send(data) <= 0:
                    break
            if remote in r:
                data = remote.recv(4096)
                if client.send(data) <= 0:
                    break
if __name__ == '__main__':
    # 使用socketserver库的多线程服务器ThreadingTCPServer启动代理
    with ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 9011), SocksProxy) as server:
        server.serve_forever()

本文采用参考链接中curl请求的方法经由代理服务器获取目标网站的信息curl -v --socks5 127.0.0.1:9011 http://www.baidu.com
对于python编写的client程序

显示代码import socket
import socks
import requests
socks.set_default_proxy(socks.SOCKS5, "127.0.0.1", 9011, username=None, password=None)
socket.socket = socks.socksocket
head={'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/81.0.4044.138 Safari/537.36'}
print(requests.get('https://www.baidu.com', head).text)

需要注意的一点是import的socks包是第三方库PySocks，pip安装时使用命令pip install PySocks（参考自No module named 'socks', i have tried everything）

使用SOCKS5服务器脚本和curl命令

在本地运行SOCKS5服务器脚本，执行curl命令得到如图结果

放在远端主机上运行SOCKS5服务器脚本，在本地执行curl命令得到如图结果

这时查询listen的主机端口netstat -anp

可能需要将Local Address 设置为0.0.0.0,外来的连接才可以连接，查相关的资料（全零网络IP地址0.0.0.0表示意义详谈，Linux的netstat查看端口是否开放见解（0.0.0.0与127.0.0.1的区别））果然如此。
遂将服务器脚本的倒数第二行"127.0.0.1"改为"0.0.0.0"，重复之前步骤发现与本地测试的结果差不多，并在该过程中抓取到curl请求远程主机发送百度首页请求的数据包。

分析抓取到的数据包理解SOCKS5协议的工作过程（感谢socks5代理服务器协议的说明让我预先知道SOCKS5协议数据消息传递的机理）

握手

本地发送认证请求，05表示SOCKS5，02表示接受2种认证方法，00表示无需认证的认证方法，01表示GSSAPI

服务端确认无需认证

本地查询DNS信息

第一个01说明TCP，第二个01说明后面是（DNS查询出的）IP地址，3d87b920指目标网站的ip地址61.135.185.32，0050指80端口

SOCKS5服务器成功连接上目标网站后发送成功响应，ac150007指服务器连接目标网站用到的ip地址172.21.0.7，8a10指使用的端口35344，也可以不说明连接的具体细节，直接0500后面接8个字节的0

本机向SOCKS5服务器发送目标网站的http请求

获取到目标网页信息

挥手
拓展阅读：SOCKS 5 协议抓包分析