HTTP 代理原理及实现（二）

2018 年 11 月 01 日

2653 次浏览

3344字数

在上篇《HTTP 代理原理及实现（一）》里，我介绍了 HTTP 代理的两种形式，并用 Node.js 实现了一个可用的普通 / 隧道代理。普通代理可以用来承载 HTTP 流量；隧道代理可以用来承载任何 TCP 流量，包括 HTTP 和 HTTPS。今天这篇文章介绍剩余部分：如何将浏览器与代理之间的流量传输升级为 HTTPS。

上篇文章中实现的代理，是一个标准的 HTTP 服务，针对浏览器的普通请求和 CONNECT 请求，进行不同的处理。Node.js 为创建 HTTP 或 HTTPS Server 提供了高度一致的接口，要将 HTTP 服务升级为 HTTPS 特别方便，只有一点点准备工作要做。

我们知道 TLS 有三大功能：内容加密、身份认证和数据完整性。其中内容加密依赖于密钥协商机制；数据完整性依赖于 MAC（Message authentication code）校验机制；而身份认证则依赖于证书认证机制。一般操作系统或浏览器会维护一个受信任根证书列表，包含在列表之中的证书，或者由列表中的证书签发的证书都会被客户端信任。

提供 HTTPS 服务的证书可以自己生成，然后手动加入到系统根证书列表中。但是对外提供服务的 HTTPS 网站，不可能要求每个用户都手动导入你的证书，所以更常见的做法是向 CA（Certificate Authority，证书颁发机构）申请。根据证书的不同级别，CA 会进行不同级别的验证，验证通过后 CA 会用他们的证书签发网站证书，这个过程通常是收费的（有免费的证书，最近免费的 Let's Encrypt 也很火，这里不多介绍）。由于 CA 使用的证书都是由广泛内置在各系统中的根证书签发，所以从 CA 获得的网站证书会被绝大部分客户端信任。

通过 CA 申请证书很简单，本文为了方便演示，采用自己签发证书的偷懒办法。现在广泛使用的证书是 x509.v3 格式，使用以下命令可以创建：

openssl genrsa -out private.pem 2048
openssl req -new -x509 -key private.pem -out public.crt -days 99999

第二行命令运行后，需要填写一些证书信息。需要注意的是 Common Name 一定要填写后续提供 HTTPS 服务的域名或 IP。例如你打算在本地测试，Common Name 可以填写 127.0.0.1。证书创建好之后，再将 public.crt 添加到系统受信任根证书列表中。为了确保添加成功，可以用浏览器验证一下：

fake_certificate

接着，可以改造之前的 Node.js 代码了，需要改动的地方不多：

var http = require('http');
var https = require('https');
var fs = require('fs');
var net = require('net');
var url = require('url');

function request(cReq, cRes) {
    var u = url.parse(cReq.url);

    var options = {
        hostname : u.hostname, 
        port     : u.port || 80,
        path     : u.path,       
        method     : cReq.method,
        headers     : cReq.headers
    };

    var pReq = http.request(options, function(pRes) {
        cRes.writeHead(pRes.statusCode, pRes.headers);
        pRes.pipe(cRes);
    }).on('error', function(e) {
        cRes.end();
    });

    cReq.pipe(pReq);
}

function connect(cReq, cSock) {
    var u = url.parse('http://' + cReq.url);

    var pSock = net.connect(u.port, u.hostname, function() {
        cSock.write('HTTP/1.1 200 Connection Established\r\n\r\n');
        pSock.pipe(cSock);
    }).on('error', function(e) {
        cSock.end();
    });

    cSock.pipe(pSock);
}

var options = {
    key: fs.readFileSync('./private.pem'),
    cert: fs.readFileSync('./public.crt')
};

https.createServer(options)
    .on('request', request)
    .on('connect', connect)
    .listen(8888, '0.0.0.0');

可以看到，除了将 http.createServer 换成 https.createServer，增加证书相关配置之外，这段代码没有任何改变。这也是引入 TLS 层的妙处，应用层不需要任何改动，就能获得诸多安全特性。

运行服务后，只需要将浏览器的代理设置为 HTTPS 127.0.0.1:8888 即可，功能照旧。这样改造，只是将浏览器到代理之间的流量升级为了 HTTPS，代理自身逻辑、与服务端的通讯方式，都没有任何变化。

最后，还是写段 Node.js 代码验证下这个 HTTPS 代理服务：

var https = require('https');

var options = {
    hostname : '127.0.0.1',
    port     : 8888,
    path     : 'imququ.com:80',
    method     : 'CONNECT'
};

//禁用证书验证，不然自签名的证书无法建立 TLS 连接
process.env.NODE_TLS_REJECT_UNAUTHORIZED = "0";

var req = https.request(options);

req.on('connect', function(res, socket) {
    socket.write('GET / HTTP/1.1\r\n' +
                 'Host: imququ.com\r\n' +
                 'Connection: Close\r\n' +
                 '\r\n');

    socket.on('data', function(chunk) {
        console.log(chunk.toString());
    });
    
    socket.on('end', function() {
        console.log('socket end.');
    });
});

req.end();

这段代码和上篇文章最后那段的区别只是 http.request 换成了 https.request，运行结果完全一样，这里就不贴了。本文所有代码可以从这个仓库获得：proxy-demo。

HTTP 代理原理及实现（二）