package core
import (
	"math/rand"
	"time"
)
const PasswordLength = 256
type Password [PasswordLength]byte

func init() {
	// 更新随机种子，防止生成一样的随机密码
	rand.Seed(time.Now().Unix())
}

// 产生 256个byte随机组合的 密码
func RandPassword() *Password {
	// 随机生成一个由  0~255 组成的 byte 数组
	intArr := rand.Perm(PasswordLength)
	password := &Password{}
	for i, v := range intArr {
		password[i] = byte(v)
		if i == v {
			// 确保不会出现如何一个byte位出现重复
			return RandPassword()
		}
	}
	return password
}

package core

type Cipher struct {
	// 编码用的密码
	encodePassword *Password
	// 解码用的密码
	decodePassword *Password
}

// 加密原数据
func (cipher *Cipher) encode(bs []byte) {
	for i, v := range bs {
		bs[i] = cipher.encodePassword[v]
	}
}

// 解码加密后的数据到原数据
func (cipher *Cipher) decode(bs []byte) {
	for i, v := range bs {
		bs[i] = cipher.decodePassword[v]
	}
}

// 新建一个编码解码器
func NewCipher(encodePassword *Password) *Cipher {
	decodePassword := &Password{}
	for i, v := range encodePassword {
		encodePassword[i] = v
		decodePassword[v] = byte(i)
	}
	return &Cipher{
		encodePassword: encodePassword,
		decodePassword: decodePassword,
	}
}

package core

import (
	"errors"
	"fmt"
	"io"
	"net"
)

const (
	BufSize = 1024
)

// 加密传输的 TCP Socket
type SecureSocket struct {
	Cipher     *Cipher
	ListenAddr *net.TCPAddr
	RemoteAddr *net.TCPAddr
}

// 从输入流里读取加密过的数据，解密后把原数据放到bs里
func (secureSocket *SecureSocket) DecodeRead(conn *net.TCPConn, bs []byte) (n int, err error) {
	n, err = conn.Read(bs)
	if err != nil {
		return
	}
	secureSocket.Cipher.decode(bs[:n])
	return
}

// 把放在bs里的数据加密后立即全部写入输出流
func (secureSocket *SecureSocket) EncodeWrite(conn *net.TCPConn, bs []byte) (int, error) {
	secureSocket.Cipher.encode(bs)
	return conn.Write(bs)
}

// 从src中源源不断的读取原数据加密后写入到dst，直到src中没有数据可以再读取
func (secureSocket *SecureSocket) EncodeCopy(dst *net.TCPConn, src *net.TCPConn) error {
	buf := make([]byte, BufSize)
	for {
		readCount, errRead := src.Read(buf)
		if errRead != nil {
			if errRead != io.EOF {
				return errRead
			} else {
				return nil
			}
		}
		if readCount > 0 {
			writeCount, errWrite := secureSocket.EncodeWrite(dst, buf[0:readCount])
			if errWrite != nil {
				return errWrite
			}
			if readCount != writeCount {
				return io.ErrShortWrite
			}
		}
	}
}

// 从src中源源不断的读取加密后的数据解密后写入到dst，直到src中没有数据可以再读取
func (secureSocket *SecureSocket) DecodeCopy(dst *net.TCPConn, src *net.TCPConn) error {
	buf := make([]byte, BufSize)
	for {
		readCount, errRead := secureSocket.DecodeRead(src, buf)
		if errRead != nil {
			if errRead != io.EOF {
				return errRead
			} else {
				return nil
			}
		}
		if readCount > 0 {
			writeCount, errWrite := dst.Write(buf[0:readCount])
			if errWrite != nil {
				return errWrite
			}
			if readCount != writeCount {
				return io.ErrShortWrite
			}
		}
	}
}

// 和远程的socket建立连接，他们之间的数据传输会加密
func (secureSocket *SecureSocket) DialRemote() (*net.TCPConn, error) {
	remoteConn, err := net.DialTCP("tcp", nil, secureSocket.RemoteAddr)
	if err != nil {
		return nil, errors.New(fmt.Sprintf("连接到远程服务器 %s 失败:%s", secureSocket.RemoteAddr, err))
	}
	return remoteConn, nil
}

package local

import (
	"github.com/gwuhaolin/lightsocks/core"
	"log"
	"net"
)

type LsLocal struct {
	*core.SecureSocket
}

// 新建一个本地端
func New(password *core.Password, listenAddr, remoteAddr *net.TCPAddr) *LsLocal {
	return &LsLocal{
		SecureSocket: &core.SecureSocket{
			Cipher:     core.NewCipher(password),
			ListenAddr: listenAddr,
			RemoteAddr: remoteAddr,
		},
	}
}

// 本地端启动监听，接收来自本机浏览器的连接
func (local *LsLocal) Listen(didListen func(listenAddr net.Addr)) error {
	listener, err := net.ListenTCP("tcp", local.ListenAddr)
	if err != nil {
		return err
	}

	defer listener.Close()

	if didListen != nil {
		didListen(listener.Addr())
	}

	for {
		userConn, err := listener.AcceptTCP()
		if err != nil {
			log.Println(err)
			continue
		}
		// userConn被关闭时直接清除所有数据 不管没有发送的数据
		userConn.SetLinger(0)
		go local.handleConn(userConn)
	}
	return nil
}

func (local *LsLocal) handleConn(userConn *net.TCPConn) {
	defer userConn.Close()

	proxyServer, err := local.DialRemote()
	if err != nil {
		log.Println(err)
		return
	}
	defer proxyServer.Close()
	// Conn被关闭时直接清除所有数据 不管没有发送的数据
	proxyServer.SetLinger(0)

	// 进行转发
	// 从 proxyServer 读取数据发送到 localUser
	go func() {
		err := local.DecodeCopy(userConn, proxyServer)
		if err != nil {
			// 在 copy 的过程中可能会存在网络超时等 error 被 return，只要有一个发生了错误就退出本次工作
			userConn.Close()
			proxyServer.Close()
		}
	}()
	// 从 localUser 发送数据发送到 proxyServer，这里因为处在翻墙阶段出现网络错误的概率更大
	local.EncodeCopy(proxyServer, userConn)
}

package server

import (
	"encoding/binary"
	"github.com/gwuhaolin/lightsocks/core"
	"log"
	"net"
)

type LsServer struct {
	*core.SecureSocket
}

// 新建一个服务端
func New(password *core.Password, listenAddr *net.TCPAddr) *LsServer {
	return &LsServer{
		SecureSocket: &core.SecureSocket{
			Cipher:     core.NewCipher(password),
			ListenAddr: listenAddr,
		},
	}
}

// 运行服务端并且监听来自本地代理客户端的请求
func (lsServer *LsServer) Listen(didListen func(listenAddr net.Addr)) error {
	listener, err := net.ListenTCP("tcp", lsServer.ListenAddr)
	if err != nil {
		return err
	}

	defer listener.Close()

	if didListen != nil {
		didListen(listener.Addr())
	}

	for {
		localConn, err := listener.AcceptTCP()
		if err != nil {
			log.Println(err)
			continue
		}
		// localConn被关闭时直接清除所有数据 不管没有发送的数据
		localConn.SetLinger(0)
		go lsServer.handleConn(localConn)
	}
	return nil
}

// 解 SOCKS5 协议
// https://www.ietf.org/rfc/rfc1928.txt
func (lsServer *LsServer) handleConn(localConn *net.TCPConn) {
	defer localConn.Close()
	buf := make([]byte, 256)

	/**
	   The localConn connects to the dstServer, and sends a ver
	   identifier/method selection message:
		          +----+----------+----------+
		          |VER | NMETHODS | METHODS  |
		          +----+----------+----------+
		          | 1  |    1     | 1 to 255 |
		          +----+----------+----------+
	   The VER field is set to X'05' for this ver of the protocol.  The
	   NMETHODS field contains the number of method identifier octets that
	   appear in the METHODS field.
	*/
	// 第一个字段VER代表Socks的版本，Socks5默认为0x05，其固定长度为1个字节
	_, err := lsServer.DecodeRead(localConn, buf)
	// 只支持版本5
	if err != nil || buf[0] != 0x05 {
		return
	}

	/**
	   The dstServer selects from one of the methods given in METHODS, and
	   sends a METHOD selection message:

		          +----+--------+
		          |VER | METHOD |
		          +----+--------+
		          | 1  |   1    |
		          +----+--------+
	*/
	// 不需要验证，直接验证通过
	lsServer.EncodeWrite(localConn, []byte{0x05, 0x00})

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

	// 获取真正的远程服务的地址
	n, err := lsServer.DecodeRead(localConn, buf)
	// n 最短的长度为7 情况为 ATYP=3 DST.ADDR占用1字节 值为0x0
	if err != nil || n < 7 {
		return
	}

	// CMD代表客户端请求的类型，值长度也是1个字节，有三种类型
	// CONNECT X'01'
	if buf[1] != 0x01 {
		// 目前只支持 CONNECT
		return
	}

	var dIP []byte
	// aType 代表请求的远程服务器地址类型，值长度1个字节，有三种类型
	switch buf[3] {
	case 0x01:
		//	IP V4 address: X'01'
		dIP = buf[4 : 4+net.IPv4len]
	case 0x03:
		//	DOMAINNAME: X'03'
		ipAddr, err := net.ResolveIPAddr("ip", string(buf[5:n-2]))
		if err != nil {
			return
		}
		dIP = ipAddr.IP
	case 0x04:
		//	IP V6 address: X'04'
		dIP = buf[4 : 4+net.IPv6len]
	default:
		return
	}
	dPort := buf[n-2:]
	dstAddr := &net.TCPAddr{
		IP:   dIP,
		Port: int(binary.BigEndian.Uint16(dPort)),
	}

	// 连接真正的远程服务
	dstServer, err := net.DialTCP("tcp", nil, dstAddr)
	if err != nil {
		return
	} else {
		defer dstServer.Close()
		// Conn被关闭时直接清除所有数据 不管没有发送的数据
		dstServer.SetLinger(0)

		// 响应客户端连接成功
		/**
		          +----+-----+-------+------+----------+----------+
		          |VER | REP |  RSV  | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT |
		          +----+-----+-------+------+----------+----------+
		          | 1  |  1  | X'00' |  1   | Variable |    2     |
		          +----+-----+-------+------+----------+----------+
		*/
		// 响应客户端连接成功
		lsServer.EncodeWrite(localConn, []byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00})
	}

	// 进行转发
	// 从 localUser 读取数据发送到 dstServer
	go func() {
		err := lsServer.DecodeCopy(dstServer, localConn)
		if err != nil {
			// 在 copy 的过程中可能会存在网络超时等 error 被 return，只要有一个发生了错误就退出本次工作
			localConn.Close()
			dstServer.Close()
		}
	}()
	// 从 dstServer 读取数据发送到 localUser，这里因为处在翻墙阶段出现网络错误的概率更大
	lsServer.EncodeCopy(localConn, dstServer)
}