前言

前段时间一直有个想法，做个内网多级代理的工具，更方便突破网络限制，然后就开始物色各种代理工具，如frp、nps等等，frp的稳定性很出色，他的代码结构和实现细节也很值得借鉴，但缺点也很明显，他并不是为了渗透而生的，所以在功能上有许多不太符合之处，比如不支持正向代理，代理转发等配置不支持热启动，不支持级联等等。然后有朋友推荐了stowaway，看介绍是venom的改进版，我测试了下功能，确实蛮符合渗透要求的，多级代理、上传下载文件、热启动正反向端口转发及socks代理，很灵活，当然要投入实战的话，还有不少需要改进的地方，所以就有了后面的改造计划。

代码分析

在做改造之前，先简单分析下他的代码，方便后续的改造。
项目地址：https://github.com/ph4ntonn/Stowaway

工具分为agent和admin，admin是一个console交互式程序，用于管理agent。
agent比frp小很多，也是一个好的点。具体功能可以参考项目readme，写的蛮详细的。

代码目录如下，admin和agent分为单独的目录实现功能

├─admin
│  ├─cli
│  ├─handler
│  ├─initial
│  ├─manager
│  ├─printer
│  ├─process
│  └─topology
├─agent
│  ├─handler
│  ├─initial
│  ├─manager
│  └─process
├─crypto
├─global
├─protocol
├─release
├─script
├─share
├─tools
└─utils

admin

目录结构

连接分成两个阶段，初始化和监听阶段
初始化阶段：
根据当前模式，是主动连接还是被动监听，发起密钥交互（我后面多加了一个websocket头部交互和tls封装），然后返回conn。
初始化函数放在initial包里。

initial包里有参数解析和认证。

监听阶段：
然后是最下面的admin.Run()，启动各种处理函数

admin/process/process.go

其中go admin.handleMessFromDownstream(console)主要用于下游agent消息接收，然后把接收信息通过channel传递给各个以Dispatch开头的消息处理函数。
这些消息处理函数主要发送消息给下游。
console.Run()也会用于消息发送，是一个交互式shell用于操作。

所以看到这个结构。
admin.handleMessFromDownstream用于下游消息接收
Dispatch消息处理函数和console.Run()用于发送消息给下游，处理函数统一放在handler包里。

所以websocket的心跳包也在这里设计，添加一个DispatchKeepMess处理函数，用于定期发送数据给下游，保持会话。
而Dispatch处理函数又由manager包进行管理，通过该包进行协程间通信以及任务处理

agent

目录结构

其实和admin的目录结构差不多

handler: 消息处理函数，在节点间发送信息
initial: 参数解析以及连接初始化
manager：管理handler包的处理函数，用于协程间通信以及任务分发
process: 主控程序，运行各个消息处理函数以及接收节点信息。

和admin逻辑差不多。

启动管理端以及各个消息处理函数，最后运行handleDataFromUpstream处理上游数据

短连接接收数据错误

在增加功能前，我在测试功能时发现个问题，socks、正向端口转发、反向端口转发，在遇到http、redis爆破等各种短连接时，会出现用户端数据接收不完整的问题，比如web访问有的页面文件加载不出来，爆破无效果等，而如果是rdp等长连接却没有这个问题。
这个问题很影响代理，所以必须优先解决。

测试环境PC(192.168.111.112)、admin(192.168.111.1)、agent(192.168.100.18)、web（192.168.100.1）

socks代理，F12调试的时候发现无法加载的文件，提示都是ERR_CONTENT_LENGTH_MISMATCH，啥意思，就是响应包里的长度和body不一致。

点开一个查看，这里响应头是完整的，还有body长度

但body部分确实空的，这是怎么回事

抓包查看本地和socks之间的请求，响应确实只有header

客户端请求正常发送，但最后确实由服务端主动发送FIN请求，从而断开连接

然后看了其他正常接收的数据包，同样也是服务端发送的FIN请求，所以一个资源加载时灵时不灵，可能就和这个有关了。

我们来看下不过socks代理，正常的请求包里，FIN是由客户端主动发起，从而断开连接，所以问题很可能就在于因为连接是服务端主动断开的，而不是客户端控制的，导致数据未接收完整。

接着我测试了frp，frp是稳定正常的，并且和不挂socks一样的过程，FIN是由客户端发起断开的，那么这里其实很明显了，stowaway的连接机制有问题。

那么具体问题，我们跟踪下代码看看
admin/handler/socks.go#handleSocks
conn是和客户端的链接
读取客户端数据，这里conn.Close()是后来注释掉的

写入数据发送给客户端，这里调试的时候发现，agent完整传回数据给admin了，但这里写入居然报错，发现再写入最后数据时，conn已关闭。

然后找admin上关闭conn的位置，handlesocks里有几处close的地方，我注释掉了，但仍然还是有问题，就进一步跟踪conn。
在启用handleSocks前，conn存储在SocksTask结构体里，并传输给mgr.SocksManager.TaskChan，

最后定位到admin/manager/socks.go#closeTCP
这里会关闭conn，closeTCP由谁调用呢

run()里，如果接收到agent发送的SocksTCPFin信号，那么就会强制关闭conn，那么后续就无法写入数据给客户端了。

梳理下通信过程，大致如下，
PC----socks---->admin----tcp---->agent----http---->web

agent（192.168.100.18）和web（192.168.100.1）之间，可以看到是正常的客户端发起FIN，但因为这里是最早结束请求断开连接的，那么agent会发送TCP FIN信号给admin，让admin也断开连接，这时admin接收到的web数据可能还没来得及返回给PC，就因为TCP FIN信号断开和PC的链接，导致数据接收不完整。

所以我将这段代码注释掉，由PC主动和admin断开连接，而不是agent通知。

而handleSocks里的conn.Close改成defer，编译测试，一切都正常了。

然后抓了PC到admin之间的socks流量，可以看到这里TCP FIN就正常了，由PC 192.168.111.112主动发起，而不像原来是由admin发起的。

总结下来就是，agent和目标先一步交互完数据并断开连接，这时目标返回的数据会通过agent发送给admin，同时agent还会发送一个TCP FIN信号给admin，此时就可能出现admin先一步处理了TCP FIN信号，断开了和PC之间的链接，导致数据无法返回给PC。

那么forward和backward应该也有一样的。

admin/handler/forward.go#DispatchForwardMess

修改后

backward是从agent端主动发起的请求，所以这里应该改的是agent端。
PS: 从上面的可以看出TCP FIN是双向都会发送的，调整都是根据请求方向，在请求侧做优化。
agent/handler/backward.go#DispatchBackwardMess

这里也是一样的现象，只不过是变成agent发起而已。

修改后

短连接接收数据错误-续

我将该问题、解决方案和作者沟通了下，作者给出了另一种方案，我觉得更合适点。

上面的操作是通过注释发送端的FIN信号，让请求者自己断开，但直接注释会导致不调用closeTCP，这样里面的channel不会关闭，导致无法释放

所以还是需要FIN信号，但如上在closeTCP里不调用conn.Close()
closeSocks里也注释掉

那么再哪里关闭呢，既然是因为接收后写给客户端不完整导致的，那么在如下位置关闭即可。
tcpDataChan在上面关闭了，但由于是一个非阻塞channel，那么如果还有数据会继续接收，直到为空后才会为false，接着就关闭conn了。这个思路更巧妙一点。

其他模块如上修改即可。

流量全加密

bug修复后，就可以开始改造了，作者在readme里说到该工具数据传输是通过AES加密的，所以就抓包看了下流量。

实际上该工具的流量只加密了payload部分，而header部分是明文的，比如THREREISNOROUTE等等

这个问题其实好解决，只需要在原来的Conn外封装一层tls即可，这样其实payload都无需加密了。
这个参考frp修改即可，frp本身也有一个tls_enable的选项，他就是这个思路。

找到node之间连接的代码，搜索net.Dail或Accept()，如下在原来建立成功的conn对象后面，判断是否启动tls，然后调用WrapTLSClientConn封装即可。（为啥还要搞个选项，为了调试方式，不然全是密文，流量侧不好调试）
这里tlsConfig暂时没传递证书，可以改成自定义证书，防止tls指纹，最后一个options.Connect是sni。

if proxy == nil && options.TlsEnable {
// TODO:  options.Connect不准确
tlsConfig, err := transport.NewClientTLSConfig("", "", "", options.Connect)
if err != nil {
printer.Fail("[*] Error occured: %s", err.Error())
conn.Close()
continue
}
conn = net2.WrapTLSClientConn(conn, tlsConfig)
}

WrapTLSClientConn内部只是调用官方库的tls.Client来封装原来的Conn对象

func WrapTLSClientConn(c net.Conn, tlsConfig *tls.Config) (out net.Conn) {
    out = tls.Client(c, tlsConfig)
    return
}

func WrapTLSServerConn(c net.Conn, tlsConfig *tls.Config) (out net.Conn) {
    out = tls.Server(c, tlsConfig)
    return
}

上面代码只是针对client主动发起连接，如果是listen的方式，代码有些许不同，在Accept()监听到连接后，需调用tls.Server来封装。

测试代码

if Args.TlsEnable {
    tlsConfig, err := transport.NewServerTLSConfig("", "", "")
    if err != nil {
        printer.Fail("[*] Error occured: %s", err.Error())
        conn.Close()
        continue
    }
    conn = net2.WrapTLSServerConn(conn, tlsConfig)
}

有多处需要封装的，如下是所有位置

修改后编译测试一波，可以看到与上面相比，流量全加密了

当然调用了tls加密，付出的代价就是文件比原来大了1兆多。这个是没法避免的，因为不止是为了加密，后面做过cdn也是需要tls，所以这个步骤是必须的。

admin如何置于后台

这里做个小tips，因为基本admin会被放在vps上，而vps大多是选择linux，所以就涉及一个问题，admin是console交互式，ssh连接退出就会影响admin运行，所以需要用到screen。
PS: screen不会直接把程序放到后台，而是先进入交互，手动置于后台。

输入screen，会直接进入一个新的bash交互
执行admin，进入admin交互界面
```
./admin -l 9999
```
或者跳过第一步，直接再screen后台跟命令也行
```
screen -S  ./admin -l 9999
```

切换到后台
```
ctrl+ad
```
查看screen托管的隐藏进程
```
screen -ls
```
从screen中切换到某进程的前台
```
screen -r 3721
```
screen 进程树

编码处理

stowaway还有一个功能，shell执行系统命令，但就如上面的图显示存在乱码，这是因为go里面，默认是utf8，而windows是gbk。

方案一：
在admin上修改
shell在此处转换编码即可，或mgr.ShellManager.ShellMessChan发送处

在这个只是处理了在admin上显示的问题，如果admin输入带中文，agent上把UTF-8当成GBK执行就会乱码，无法操作中文路径等等。

方案二：
在执行的agent上修改，这样就能控制输入转换成gbk，而发送给admin的从GBK转换成UTF-8，admin上显示既不会乱码，agent执行的时候也能正常解析中文路径。
agent模块
parser.go增加字符集参数，除了自动识别，也可以手动指定。

如果没通过参数指定或者输入是错误字符集，则根据OS自动获取。

// charset parser
    autoCharset := false
    if Args.Charset == "" {
        autoCharset = true
    } else {
        for _, i := range charsetSlice {
            if Args.Charset == i {
                goto manual
            }
        }
        autoCharset = true
        manual:
    }
    if autoCharset {
        switch utils.CheckSystem() {
        case 0x01:
            Args.Charset = "GBK"
            // cmd.SysProcAttr = &syscall.SysProcAttr{HideWindow: true} // If you don't want the cmd window, remove "//"
        default:
            Args.Charset = "UTF-8"
        }
    }

agent/process/process.go
然后在分发函数这，将选项传入处理函数，这里其实就参考第一个处理函数才决定使用options操作,所以可以在做一些改动前，看看之前是怎么实现的，这样保证代码设计一致性。

agent/handler/shell.go
admin传入命令转换成设定编码

执行结果发送给admin前，将指定编码转换成UTF-8
注意count即接收字节大小也需要改动，否则会出现丢字符串的情况。

效果如下

这个操作其实没那么重要处理，因为命令执行在代理工具里不应该有，会增加特征导致被杀，命令执行就交给更专业的C2来实现。

这里只是实验性质的，用于后续其他处理函数需要做编码转换来做准备。
PS: 编码转换包后面换成了官方提供的golang.org/x/text/encoding/simplifiedchinese，这个打包出来会比gcharset小很多。

数据压缩

这个其实是想到frp也有这么一个功能，并且压缩数据对于传输来说很有意义，提高传输速度，尤其是一些大文件的传输。
这个修改其实很简单。
因为原来不是有一个数据加密吗，用AES对data进行加解密,而有了tls加密，这里的aes就无关紧要了，那么我们只需要替换这个加解密的位置，把数据从加解密变成解压缩就成了。

定位到加密位置
protocol/raw.go#ConstructData
替换成gzip压缩

解密位置
protocol/raw.go#DeconstructData
替换成gzip解压

至于gzip的实现，很简单，调用内置库gzip即可。

func GzipCompress(src []byte) []byte {
    var in bytes.Buffer
    w := gzip.NewWriter(&in)
    w.Write(src)
    w.Close()
    return in.Bytes()
}


func GzipDecompress(src []byte) []byte {
    dst := make([]byte, 0)
    br := bytes.NewReader(src)
    gr, err := gzip.NewReader(br)
    if err != nil {
        return dst
    }
    defer gr.Close()
    tmp, err := ioutil.ReadAll(gr)
    if err != nil {
        return dst
    }
    dst = tmp
    return dst


}

然后测试下压缩率
ipconfig /all: 6410->1136 17.7%

dir c:\windows\system32: 252599->51928 20.6%

fscan.exe(16M): 16539136->5855251 35.4%

测试压缩率还不错，总比没压缩的强上许多。
PS: 这个压缩是不包含header字段的，当然这个字段撑死也就是几十字节，1K都不到，不影响的。

总结

stowaway作为一个专门为渗透设计的代理工具，有很多方便的功能，本次改造通过代码分析、短连接bug修复、流量全加密、数据压缩等各方面进行讲解，也进一步熟悉了这款工具的实现逻辑，也为后续重构打下基础。
后续还会增加CDN穿透、多startnode功能、内联命令等等。