一种把指定程序的 TCP 流量重定向到代理的方法

[gleport]

graftcp

一个可以把指定程序的 TCP 连接重定向到 SOCKS5 proxy 的工具。

简介

graftcp 可以把任何指定程序（应用程序、脚本、shell 等）的 TCP 连接重定向到 SOCKS5 代理。

对比 tsocks、proxychains 或 proxyChains-ng，graftcp 并不使用 LD_PRELOAD 技巧来劫持共享库的 connect()、getaddrinfo() 等系列函数达到重定向目的，这种方法只对使用动态链接编译的程序有效，对于静态链接编译出来的程序，例如默认选项编译的 Go 程序，proxychains-ng 就无效了。graftcp 使用 ptrace(2) 系统调用跟踪或修改任意指定程序的 connect 信息，对任何程序都有效。工作原理后面将会解释。

快速开始

假设你正在运行默认地址 "localhost:1080" 的 SOCKS5 代理，首先启动 graftcp-local：

./graftcp-local/graftcp-local

通过 graftcp 安装来自 golang.org 的 Go 包:

./graftcp go get -v golang.org/x/net/proxy

通过 graftcp 打开 Chromium / Chrome / Firefox 浏览器，网页的所有请求都会重定向到 SOCKS5 代理：

./graftcp chromium-browser

通过 graftcp 启动 Bash / Zsh / Fish，在这个新开的 shell 里面执行的任何新命令产生的 TCP 连接都会重定向到 SOCKS5 代理：

% ./graftcp bash
$ wget https://www.google.com

工作原理

要达到重定向一个 app 发起的的 TCP 连接到其他目标地址并且该 app 本身对此毫无感知（透明代理）的目的，大概需要这些条件：

• fork(2) 一个新进程，通过 execv(2) 启动该 app，并使用 ptrace(2) 进行跟踪，在 app 执行每一次 TCP 连接前，捕获并拦截这次 connect(2) 系统调用，获取目标地址的参数，并通过管道传给 graftcp-local。
• 修改这次 connect(2) 系统调用的目标地址参数为 graftcp-local 的地址，然后恢复执行被中断的系统调用。返回成功后，这个程序以为自己连的是原始的地址，但其实连的是 graftcp-local 的地址。这个就叫“移花接木”。
• graftcp-local 根据连接信息和目标地址信息，与 SOCKS5 proxy 建立连接，把 app 的请求的数据重定向到 SOCKS5 proxy。

简单的流程如下：

+---------------+             +---------+         +--------+         +------+
|   graftcp     |  dest host  |         |         |        |         |      |
|   (tracer)    +---PIPE----->|         |         |        |         |      |
|      ^        |  info       |         |         |        |         |      |
|      | ptrace |             |         |         |        |         |      |
|      v        |             |         |         |        |         |      |
|  +---------+  |             |         |         |        |         |      |
|  |         |  |  connect    |         | connect |        | connect |      |
|  |         +--------------->| graftcp +-------->| socks5 +-------->| dest |
|  |         |  |             | -local  |         | proxy  |         | host |
|  |  app    |  |  req        |         |  req    |        |  req    |      |
|  |(tracee) +--------------->|         +-------->|        +-------->|      |
|  |         |  |             |         |         |        |         |      |
|  |         |  |  resp       |         |  resp   |        |  resp   |      |
|  |         |<---------------+         |<--------+        |<--------+      |
|  +---------+  |             |         |         |        |         |      |
+---------------+             +---------+         +--------+         +------+

更多信息： https://github.com/hmgle/graftcp

[beyondsoft]

支持一个！

[pymumu]

ptrace 厉害了，思路清奇，顶一个

[blanu]

大佬牛逼

[lidonghao]

厉害~

[1423]

有两个问题。。
1. 为什么要分成两个程序？还有一个是常驻的
2. 也是只能处理 connect 吧，epoll 没有管

[dbw9580]

如果被重定向的 app 本身也会 fork 呢？

[sw0rd3n]

厉害！支持一下

[kurtrossel]

感谢分享！

好工具永远不嫌多

[gleport]

@1423
1. 可以把它们合在同一个程序，但这个程序需要同时能使用 ptrace 及实现 SOCKS5 的客户端功能，而用 C 实现 SOCKS5 客户端的话比较折腾。还有一个原因是要处理 connect() 请求，它必须是一个监听并处理连接请求的 TCP 服务端。如果都嵌入同一个程序的话，就得每一个实例都新开一个新的端口进行监听，否则运行多个 graftcp 端口就冲突了。而每打开一个就新开一个监听端口的话，好像比较奇怪。当然这是可以实现的，这方面可以改进。
2. 只处理 connect, epoll 不需要处理。

[gleport]

@dbw9580 被跟踪的进程再 fork 子进程，子进程也会被跟踪。里面的例子：
./graftcp bash 开一个 shell, 然后在这个 shell 里面运行所有命令产生的 connect 都会被重定向了。因为 ptrace 设置跟踪时加了 PTRACE_O_TRACECLONE 和 PTRACE_O_TRACEFORK、PTRACE_O_TRACEVFORK 标志位。

[coolloves]

马克下下

[codehz]

@gleport #9 不一定要开端口。。。可以用 unix domain socket(

[gleport]

@codehz 这里没看明白，是用 Unix domain socket 代替处理 TCP connect 的监听服务吗？
前面应该是我没有说清楚开端口的原因：因为不能通过修改 write buffer 往里面加入更多的数据（否则我们可以直接把 connect 重定向到 proxy, 每次 write/send 之前改写里面的 buffer, 把发送数据转换为 SOCKS5 协议的数据就可以了，不需要连接到现在 graftcp-local 这个中转处理数据的这一步。我之前踩了这个坑:)，以为可以通过共享内存的方式为被跟踪的 app 新增一片更大的可读写内存，查了 execve 的手册才知道所有的共享内存在 execve 之前都被解除了），所以需要有一个 TCP server 来处理 app 的 connect 请求，这就是 graftcp-local
开了 2233 这个端口监听的原因。

正如 @1423 提到，graftcp-local 这部分的功能可以合并进 graftcp，如果这样实现的话，为了避免同时运行多个 graftcp 出现端口冲突的情况，每个 graftcp 监听的端口得不相同。这种做法带来的好处很明显，不需要 graftcp-local 了。后期有时间的话，我可能会把 graftcp-local 这部分的功能合并进 graftcp。有好的想法或实现的话，欢迎 PR 哦。

考虑到调用 ptrace 和实现 SOCKS5 客户端的方便性，以及程序体积等因素，用 Rust 实现也许是个不错的选择。

[lemonda]

请问能不能让运行的 PHP 程序也走代理？

[qf0129]

shelll 里用 ssh 连接服务器可以经过这个代理吗

[gleport]

@lemonda 如果是 PHP 未运行前，可以通过 graftcp 启动一个 Shell, 如： `graftcp bash`，然后在这个新 Shell 内启动 PHP。
如果是已经运行的 PHP，那么 graftcp 目前没有实现对正在运行的进程 attach 进行跟踪。
Linux 里 ptrace 可以跟踪一个没有血缘关系的运行时进程，但需要以 root 权限修改默认的 /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope 值为 0：

sudo su
echo "0" > /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope

需要这个功能的话，可以提一个 issue，我有时间实现一下，有人能 PR 就更好了~

[gleport]

@qf0129 可以的，graftcp-local 启动后，graftcp ssh user@xxx 就可以了。或者：
graftcp bash
在这个新 Shell 里面 ssh user@xxx

[tomfs]

思路广

[bobyang]

谢谢了，非常不错。

[lemonda]

@gleport
谢谢回复！
我遇到的一个场景是：
比如 WordPress 在国内某些服务器不能从官方服务器下载插件，一开始我是在国内服务器上开 ss-local，让所有访问外网的流量走代理，后来在 wp-config.php 中设置代理。一直没搞清楚怎么全局控制 PHP 使用的网络。
另一个场景是：
国外买到些普通的 http 代理，但是 http 代理过不了墙，于是使用 shadowsocks 访问国外服务器，国外服务器再连普通的 http 代理，目前就是用 proxychains 实现的。也一直没搞清楚怎么控制服务器对外访问用什么代理。
graftcp 让我多了中选择。