一、socks5协议

socks5协议是一款广泛使用的代理协议，它在使用TCP/IP协议通讯的前端机器和服务器机器之间扮演一个中介角色，使得内部网中的前端机器变得能够访问Internet网中的服务器，或者使通讯更加安全。SOCKS5 服务器通过将前端发来的请求转发给真正的目标服务器， 模拟了一个前端的行为。在这里，前端和SOCKS5之间也是通过TCP/IP协议进行通讯，前端将原本要发送给真正服务器的请求发送给SOCKS5服务器，然后SOCKS5服务器将请求转发给真正的服务器。

代理的工作流程图为：

二、socks5协议交互过程

2.1 基于TCP的客户端连接过程

第一步，客户端向代理服务器发送代理请求，其中包含了代理的版本和认证方式：

                   +----+----------+----------+
                   |VER | NMETHODS | METHODS  |
                   +----+----------+----------+
                   | 1  |    1     | 1 to 255 |
                   +----+----------+----------+

如果是socks5代理，第一个字段VER的值是0x05，表明是socks代理的第5个版本。

第二个字段NMETHODS表示支持的认证方式，第三个字段是一个数组，包含了支持的认证方式列表：

• 0x00: 不需要认证
• 0x01: GSSAPI认证
• 0x02: 用户名和密码方式认证
• 0x03: IANA认证
• 0x80-0xfe: 保留的认证方式
• 0xff: 不支持任何认证方式

服务端收到客户端的代理请求后，选择双方都支持的加密方式回复给客户端：

                         +----+--------+
                         |VER | METHOD |
                         +----+--------+
                         | 1  |   1    |
                         +----+--------+

此时客户端收到服务端的响应请求后，双方握手完成，开始进行协议交互。

数据包分析

客户端开启socks代理，使用浏览器访问网页。抓包软件抓到客户端的认证请求：

服务端的认证响应请求：

2.2 请求

握手完成后，客户端要把需要执行的操作指令发给客户端，表明自己要执行代理的请求。请求帧格式：

        +----+-----+-------+------+----------+----------+
        |VER | CMD |  RSV  | ATYP | DST.ADDR | DST.PORT |
        +----+-----+-------+------+----------+----------+
        | 1  |  1  | X'00' |  1   | Variable |    2     |
        +----+-----+-------+------+----------+----------+

各字段含义：

• VER: 代理版本信息
• CMD: 代理指令
  • 0x01: connect指令，tcp代理时使用。
  • 0x02: bind，很少使用，类似FTP协议中主动连接场景，服务端后服务端会主动连接到客户端。
  • 0x03: udp代理时使用。
• RSV: 保留字段
• ATYP: 地址类型
  • 0x01: IPv4地址类型
  • 0x03: unix域socket类型代理
  • 0x04: IPv6地址类型
• DST.ADDR: 需要连接的目的地址
• DST.PORT: 需要连接的目的端口

数据包分析

以下是一个去往console.cloud.tencent.com:443的socks5代理请求：

2.3 响应

客户端发完上面的请求连接后，服务端会发起连接到DST.ADDR:DST.PORT，然后返回响应到客户端，响应格式：

        +----+-----+-------+------+----------+----------+
        |VER | REP |  RSV  | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT |
        +----+-----+-------+------+----------+----------+
        | 1  |  1  | X'00' |  1   | Variable |    2     |
        +----+-----+-------+------+----------+----------+

其中VER/RSV/ATYP的含义和上面相同，其他字段的意思：

• REP: 请求响应
  • 0x00: 成功
  • 0x01-0x08: 失败
  • 0x09-0xff: 未使用
• BND.ADDR: 连接到的远程地址
• BND.PORT: 连接到的远程端口

数据包分析

以下是上面代理请求的响应数据包：

2.4 代理通信

当连接建立后，客户端就可以和正常一样访问服务端通信了，此时通信的数据除了目的地址是发往代理程序以外，所有内容都是和普通连接一模一样。对代理程序而言，后面所有收到的来自客户端的数据都会原样转发到服务读端。

例如代理的HTTPS请求连接，实际上发送的数据和普通HTTPS交互过程一模一样：

中间的Socks Protocol栏是wireshark根据连接上下文自动解析出来的，实际上数据包中并没有这一栏。

三、流程图

socks5通信的交互流程：

四、参考

RFC1928 - SOCKS Protocol Version 5

RFC1929 - Username/Password Authentication for SOCKS V5