ShadowSocks的翻墙原理

07/12/2017 13:59 下午 posted in  VPN

所周知,天朝局域网通过 GFW 隔离了我们与外界的交流,当然,这个隔离并非完全隔离,而是选择性的,天朝不希望你上的网站就直接阻断。每一个网络请求都是有数据特征的,不同的协议具备不同的特征,比如 HTTP/HTTPS 这类请求,会很明确地告诉 GFW 它们要请求哪个域名;再比如 TCP 请求,它只会告诉 GFW 它们要请求哪个 IP。

GFW 封锁包含多种方式,最容易操作也是最基础的方式便是域名黑白名单,在黑名单内的域名不让通过,IP 黑白名单也是这个道理。如果你有一台国外服务器不在 GFW 的黑名单内,天朝局域网的机器就可以跟这一台机器通讯。那么一个翻墙的方案就出来了:境内设备与境外机器通讯,境内想看什么网页,就告诉境外的机器,让境外机器代理抓取,然后送回来,我们要做的就是保证境内设备与境外设备通讯时不被 GFW 怀疑和窃听。

ssh tunnel 是比较具有代表性的防窃听通讯隧道,通过 ssh 与境外服务器建立一条加密通道,此时的通讯 GFW 会将其视作普通的连接。由于大家都这么玩,GFW 着急了,于是它通过各种流量特征分析,渐渐的能够识别哪些连接是 ssh 隧道,并尝试性的对隧道做干扰,结果还是玩不过 GFW,众多隧道纷纷不通。

Shadowsocks 及其部署
如果你理解了上面那道隐形的墙的原理,那 Shadowsocks 的原理就可以用一句简单的描述来理解了:它发出的 TCP 包,没有明显包特征,GFW 分析不出来,当作普通流量放过了。

具体而言,Shadowsocks 将原来 ssh 创建的 Socks5 协议拆开成 Server 端和 Client 端,两个端分别安装在境外服务器和境内设备上。

Clowwindy分享并开源了他提出的Shadowsocks翻墙解决方案。它的翻墙原理是什么?有什么优点和缺点?

简单理解的话,Shadowsocks是将以前通过SSH创建的Socks5协议拆开成Server端和client端,下面这个原理图能简单介绍其翻墙原理,基本上和利用SSH tunnel大致类似:

  1. PC客户端(即你的电脑)发出请求基于Socks5协议跟SS-Local端进行通讯,由于这个SS-Local一般是本机或路由器等局域网的其他机器,不经过GFW,所以解决GFW通过特征分析进行干扰的问题。
  2. SS-Local和SS-Server两端通过多种可选的加密方法进行通讯,经过GFW的时候因为是常规的TCP包,没有明显特征码GFW也无法对通讯数据进行解密,因此通讯放行。
  3. SS-Server将收到的加密数据进行解密,还原初始请求,再发送到用户需要访问的服务网站,获取响应原路再返回SS-04,返回途中依然使用了加密,使得流量是普通TCP包,并成功穿过GFW防火墙。

因此,Shadowsocks的优点在于它通过流量混淆隐秘解决了GFW通过分析流量特征从而干扰的问题,这是它优于SSH和VPN翻墙的地方(但VPN更注重加密安全性)。缺点也依然明显,需要一点点技术和资源(墙外VPS服务器)来搭建Shadowsocks服务,好在已经有人搭建相应的服务出售翻墙服务了。