بنية TLS

المصدر: common/tls/config.go، common/tls/client.go، common/tls/server.go، common/tls/std_client.go، common/tls/std_server.go، common/tls/utls_client.go، common/tls/reality_client.go، common/tls/reality_server.go، common/tls/ech.go، common/tls/ech_shared.go، common/tls/acme.go، common/tls/mkcert.go

نظام الأنواع

تستخدم طبقة TLS أسماء أنواع مستعارة من github.com/sagernet/sing/common/tls:

type (
    Config                 = aTLS.Config
    ConfigCompat           = aTLS.ConfigCompat
    ServerConfig           = aTLS.ServerConfig
    ServerConfigCompat     = aTLS.ServerConfigCompat
    WithSessionIDGenerator = aTLS.WithSessionIDGenerator
    Conn                   = aTLS.Conn

    STDConfig       = tls.Config
    STDConn         = tls.Conn
    ConnectionState = tls.ConnectionState
    CurveID         = tls.CurveID
)

توفر واجهة Config دوالًا مثل ServerName()، SetServerName()، NextProtos()، SetNextProtos()، Client(conn) (Conn, error)، Clone() Config، و STDConfig() (*STDConfig, error).

توزيع العميل

func NewClientWithOptions(options ClientOptions) (Config, error) {
    if options.Options.Reality != nil && options.Options.Reality.Enabled {
        return NewRealityClient(...)
    } else if options.Options.UTLS != nil && options.Options.UTLS.Enabled {
        return NewUTLSClient(...)
    }
    return NewSTDClient(...)
}

ثلاثة تنفيذات، مُرتبة حسب الأولوية: Reality > uTLS > المكتبة القياسية.

طالب اتصال TLS مع إعادة محاولة ECH

func (d *defaultDialer) dialContext(ctx context.Context, destination M.Socksaddr, echRetry bool) (Conn, error) {
    conn, err := d.dialer.DialContext(ctx, N.NetworkTCP, destination)
    tlsConn, err := aTLS.ClientHandshake(ctx, conn, d.config)
    if err != nil {
        conn.Close()
        var echErr *tls.ECHRejectionError
        if echRetry && errors.As(err, &echErr) && len(echErr.RetryConfigList) > 0 {
            if echConfig, isECH := d.config.(ECHCapableConfig); isECH {
                echConfig.SetECHConfigList(echErr.RetryConfigList)
                return d.dialContext(ctx, destination, false)  // Retry once
            }
        }
        return nil, err
    }
    return tlsConn, nil
}

إذا رُفض ECH وقدم الخادم إعدادات إعادة المحاولة، يعيد طالب الاتصال المحاولة تلقائيًا مرة واحدة مع الإعدادات المُحدَّثة.

STDClient (المكتبة القياسية لـ Go)

إعدادات TLS شاملة:

func NewSTDClient(ctx context.Context, logger logger.ContextLogger,
    serverAddress string, options option.OutboundTLSOptions) (Config, error) {
    var tlsConfig tls.Config
    tlsConfig.Time = ntp.TimeFuncFromContext(ctx)   // NTP time source
    tlsConfig.RootCAs = adapter.RootPoolFromContext(ctx)  // Custom root CA pool
    // ServerName, InsecureSkipVerify, DisableSNI handling
    // Certificate pinning via SHA256 public key hash
    // ALPN, MinVersion, MaxVersion, CipherSuites, CurvePreferences
    // Custom CA certificate, client certificate authentication
    // TLS Fragment and Record Fragment options
    // ECH configuration (go1.24+)
    // kTLS wrapping (Linux only)
}

تثبيت الشهادات

func verifyPublicKeySHA256(knownHashValues [][]byte, rawCerts [][]byte, timeFunc func() time.Time) error {
    leafCertificate, _ := x509.ParseCertificate(rawCerts[0])
    pubKeyBytes, _ := x509.MarshalPKIXPublicKey(leafCertificate.PublicKey)
    hashValue := sha256.Sum256(pubKeyBytes)
    for _, value := range knownHashValues {
        if bytes.Equal(value, hashValue[:]) {
            return nil
        }
    }
    return E.New("unrecognized remote public key: ", base64.StdEncoding.EncodeToString(hashValue[:]))
}

تعطيل SNI مع التحقق

عندما يُعطَّل SNI لكن لا يزال التحقق مطلوبًا، يُنفذ استدعاء VerifyConnection المخصص التحقق اليدوي من الشهادة:

if options.DisableSNI {
    tlsConfig.InsecureSkipVerify = true
    tlsConfig.VerifyConnection = func(state tls.ConnectionState) error {
        verifyOptions := x509.VerifyOptions{
            DNSName:       serverName,
            Intermediates: x509.NewCertPool(),
        }
        // Verify against the original server name
    }
}

UTLSClient (بصمة uTLS)

علامة البناء: with_utls. يستخدم github.com/metacubex/utls.

تعيين البصمات

func uTLSClientHelloID(name string) (utls.ClientHelloID, error) {
    switch name {
    case "chrome", "":   return utls.HelloChrome_Auto, nil
    case "firefox":      return utls.HelloFirefox_Auto, nil
    case "edge":         return utls.HelloEdge_Auto, nil
    case "safari":       return utls.HelloSafari_Auto, nil
    case "360":          return utls.Hello360_Auto, nil
    case "qq":           return utls.HelloQQ_Auto, nil
    case "ios":          return utls.HelloIOS_Auto, nil
    case "android":      return utls.HelloAndroid_11_OkHttp, nil
    case "random":       return randomFingerprint, nil
    case "randomized":   return randomizedFingerprint, nil
    }
}

بصمة random تختار واحدة من Chrome/Firefox/Edge/Safari/iOS وقت التهيئة. بصمة randomized تستخدم معاملات عشوائية مرجحة مع فرض TLS 1.3 وتعطيل مشاركة مفتاح P256.

التلاعب بـ ALPN

يتجاوز uTLS إعدادات ALPN بعد بناء حالة المصافحة:

func (c *utlsALPNWrapper) HandshakeContext(ctx context.Context) error {
    if len(c.nextProtocols) > 0 {
        c.BuildHandshakeState()
        for _, extension := range c.Extensions {
            if alpnExtension, isALPN := extension.(*utls.ALPNExtension); isALPN {
                alpnExtension.AlpnProtocols = c.nextProtocols
                c.BuildHandshakeState()
                break
            }
        }
    }
    return c.UConn.HandshakeContext(ctx)
}

عندما يُستدعى SetNextProtos(["h2"]) على uTLS، يُضاف "http/1.1" تلقائيًا للحفاظ على التوافق:

func (c *UTLSClientConfig) SetNextProtos(nextProto []string) {
    if len(nextProto) == 1 && nextProto[0] == http2.NextProtoTLS {
        nextProto = append(nextProto, "http/1.1")
    }
    c.config.NextProtos = nextProto
}

RealityClient

علامة البناء: with_utls. يوفر Reality مصادقة الخادم بدون سلسلة شهادات تقليدية.

بروتوكول المصافحة

بناء حالة مصافحة uTLS
تصفية منحنيات X25519MLKEM768 (غير مدعومة من Reality)
توليد معرف جلسة بطول 32 بايت مع بيانات وصفية مُضمَّنة:
- البايتات 0-7: الطابع الزمني الحالي بصيغة Unix (ترتيب كبير)
- البايت 0: 1 (الإصدار)
- البايت 1: 8 (طول الترويسة)
- البايت 2: 1 (طريقة المصادقة)
- البايتات 4-7: الطابع الزمني الحالي بصيغة Unix (uint32)
- البايتات 8-15: المعرف القصير
تنفيذ تبادل مفاتيح ECDH (X25519) مع المفتاح العام للخادم
اشتقاق مفتاح المصادقة عبر HKDF-SHA256
ختم معرف الجلسة بـ AES-GCM باستخدام مفتاح المصادقة
نسخ معرف الجلسة المختوم إلى بايتات ClientHello الخام
تنفيذ مصافحة TLS
التحقق من الخادم عبر HMAC-SHA512 للمفتاح العام ed25519

publicKey, _ := ecdh.X25519().NewPublicKey(e.publicKey)
authKey, _ := ecdheKey.ECDH(publicKey)
hkdf.New(sha256.New, authKey, hello.Random[:20], []byte("REALITY")).Read(authKey)
aesBlock, _ := aes.NewCipher(authKey)
aesGcmCipher, _ := cipher.NewGCM(aesBlock)
aesGcmCipher.Seal(hello.SessionId[:0], hello.Random[20:], hello.SessionId[:16], hello.Raw)

الرجوع عند فشل التحقق

إذا فشل التحقق من الخادم، يُجري العميل جلسة تصفح HTTP/2 مزيفة لتجنب الكشف:

func realityClientFallback(ctx context.Context, uConn net.Conn, serverName string, fingerprint utls.ClientHelloID) {
    client := &http.Client{
        Transport: &http2.Transport{
            DialTLSContext: func(...) (net.Conn, error) { return uConn, nil },
        },
    }
    request, _ := http.NewRequest("GET", "https://"+serverName, nil)
    request.Header.Set("User-Agent", fingerprint.Client)
    request.AddCookie(&http.Cookie{Name: "padding", Value: strings.Repeat("0", rand.Intn(32)+30)})
    response, _ := client.Do(request)
    io.Copy(io.Discard, response.Body)
}

RealityServer

يُفوِّض إلى utls.RealityServer مع إعدادات تتضمن:

المفتاح الخاص (32 بايت، مرمز بـ base64-raw-URL)
المعرفات القصيرة (حتى 8 بايتات لكل منها، مرمزة بالست عشري)
أقصى فرق زمني للتحقق من الطابع الزمني
طالب اتصال المصافحة لإعادة التوجيه إلى الخادم الحقيقي

tlsConfig.SessionTicketsDisabled = true
tlsConfig.ServerNames = map[string]bool{options.ServerName: true}
tlsConfig.PrivateKey = privateKey
tlsConfig.MaxTimeDiff = time.Duration(options.Reality.MaxTimeDifference)
tlsConfig.ShortIds = make(map[[8]byte]bool)
tlsConfig.DialContext = func(ctx context.Context, network, addr string) (net.Conn, error) {
    return handshakeDialer.DialContext(ctx, network, M.ParseSocksaddr(addr))
}

ECH (تشفير Client Hello)

قيد البناء: go1.24+.

العميل

وضعان:

إعدادات ثابتة: إعدادات ECH مُقدَّمة مباشرة بصيغة PEM
إعدادات ديناميكية: تُجلب عبر سجلات DNS HTTPS مع تخزين مؤقت قائم على TTL

func (s *ECHClientConfig) fetchAndHandshake(ctx context.Context, conn net.Conn) (aTLS.Conn, error) {
    s.access.Lock()
    defer s.access.Unlock()
    if len(s.ECHConfigList()) == 0 || time.Since(s.lastUpdate) > s.lastTTL {
        // Query DNS HTTPS record for ECH config
        message := &mDNS.Msg{Question: []mDNS.Question{{
            Name: mDNS.Fqdn(queryServerName), Qtype: mDNS.TypeHTTPS,
        }}}
        response, _ := s.dnsRouter.Exchange(ctx, message, adapter.DNSQueryOptions{})
        // Extract "ech" key from HTTPS record SVCB values
        // Base64 decode and set ECH config list
    }
    return s.Client(conn)
}

الخادم

مفاتيح ECH مرمزة بصيغة PEM وتُحلَّل باستخدام cryptobyte:

func UnmarshalECHKeys(raw []byte) ([]tls.EncryptedClientHelloKey, error) {
    rawString := cryptobyte.String(raw)
    for !rawString.Empty() {
        var key tls.EncryptedClientHelloKey
        rawString.ReadUint16LengthPrefixed((*cryptobyte.String)(&key.PrivateKey))
        rawString.ReadUint16LengthPrefixed((*cryptobyte.String)(&key.Config))
        keys = append(keys, key)
    }
    return keys, nil
}

تدعم مفاتيح ECH إعادة التحميل الساخن عبر fswatch.

STDServer

إعادة تحميل الشهادات

يستخدم github.com/sagernet/fswatch لمراقبة نظام الملفات:

func (c *STDServerConfig) startWatcher() error {
    watcher, err := fswatch.NewWatcher(fswatch.Options{
        Path: watchPath,  // certificate, key, client certs, ECH keys
        Callback: func(path string) {
            c.certificateUpdated(path)
        },
    })
    watcher.Start()
}

عندما تتغير الملفات، تُستبدل الإعدادات ذريًا باستخدام Clone() + sync.RWMutex:

func (c *STDServerConfig) certificateUpdated(path string) error {
    keyPair, _ := tls.X509KeyPair(c.certificate, c.key)
    c.access.Lock()
    config := c.config.Clone()
    config.Certificates = []tls.Certificate{keyPair}
    c.config = config
    c.access.Unlock()
}

تكامل ACME

علامة البناء: with_acme. يستخدم github.com/caddyserver/certmagic.

مزودو الخدمة:

letsencrypt (افتراضي): certmagic.LetsEncryptProductionCA
zerossl: certmagic.ZeroSSLProductionCA
عنوان URL مخصص: أي بادئة https://

مزودو تحدي DNS-01:

alidns: خدمة DNS من Alibaba Cloud
cloudflare: Cloudflare DNS
acmedns: ACME-DNS

شهادات ذاتية التوقيع غير آمنة

عندما يكون insecure: true بدون شهادات، تُولَّد شهادات مؤقتة لكل SNI:

tlsConfig.GetCertificate = func(info *tls.ClientHelloInfo) (*tls.Certificate, error) {
    return GenerateKeyPair(nil, nil, timeFunc, info.ServerName)
}

بنية TLS ​

نظام الأنواع ​

توزيع العميل ​

طالب اتصال TLS مع إعادة محاولة ECH ​

STDClient (المكتبة القياسية لـ Go) ​

تثبيت الشهادات ​

تعطيل SNI مع التحقق ​

UTLSClient (بصمة uTLS) ​

تعيين البصمات ​

التلاعب بـ ALPN ​

RealityClient ​

بروتوكول المصافحة ​

الرجوع عند فشل التحقق ​

RealityServer ​

ECH (تشفير Client Hello) ​

العميل ​

الخادم ​

STDServer ​

إعادة تحميل الشهادات ​

تكامل ACME ​

شهادات ذاتية التوقيع غير آمنة ​