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# PortForward
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## 0x00 前言
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`PortForward` 是使用 Golang 进行开发的端口转发工具，解决在某些场景下 `内外网无法互通`的问题。
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`PortForward` 的功能如下：
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1. 支持 tcp/udp 协议层的端口转发
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2. 支持级联
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3. 支持正向/反向连接模式
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4. 支持多通道
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5. 支持 ipv6
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本文对 `PortForward` 进行了详细的介绍。
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目录：
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1. 使用说明
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2. 工作场景
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3. 源码结构
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4. 逻辑结构
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5. 端口转发的实现
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6. udp的knock报文
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7. udp的超时设置
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8. listen-listen的超时设置
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9. 多通路的实现
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10. issue
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11. contributions
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## 0x01 使用说明
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**1.使用**
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Usage:
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./portforward [proto] [sock1] [sock2]
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Option:
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proto the port forward with protocol(tcp/udp)
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sock format: [method:address:port]
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method the sock mode(listen/conn)
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Example:
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tcp conn:192.168.1.1:3389 conn:192.168.1.10:23333
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udp listen:192.168.1.3:5353 conn:8.8.8.8:53
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tcp listen:[fe80::1%lo0]:8888 conn:[fe80::1%lo0]:7777
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version: 0.5.0(build-20201022)
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**2.编译**
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Golang 1.12及以上
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GO111MODULE=on
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git clone https://github.com/knownsec/Portforward.git
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./build.sh
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## 0x02 工作场景
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这里列举了一些 `PortForward` 的工作场景，如下：
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**2.1 简单模式**
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<div align="center">
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<img src="./Images/simple_forward.png" width="500">
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</br>[图1.简单转发模式]
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</div>
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**2.2 受限主机转发**
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<div align="center">
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<img src="./Images/restricted_forward.png" width="500">
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</br>[图2.受限主机转发模式图]
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</div>
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**2.3 级联端口转发**
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<div align="center">
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<img src="./Images/mutil_forward.png" width="500">
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</br>[图3.级联端口转发]
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</div>
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## 0x03 源码结构
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├── CHANGELOG
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├── Images // images resource
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├── README.md
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├── build.sh // compile script
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├── forward.go // portforward main logic
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├── go.mod
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├── log.go // log module
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├── main.go // main, parse arguments
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├── tcp.go // tcp layer
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└── udp.go // udp layer
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## 0x04 逻辑结构
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`PortForward` 支持 `TCP` , `UDP` 协议层的端口转发，代码抽象后逻辑结构框架如下：
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<div align="center">
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<img src="./Images/portforward_framework.png" width="500">
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</br>[图4.整体框架]
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</div>
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## 0x05 端口转发的实现
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端口转发程序作为网络传输的中间人，无非就是将两端的 socket 对象进行联通，数据就可以通过这条「链路」进行传输了。
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按照这样的思路，我们从需求开始分析和抽象，可以这么认为：无论是作为 `tcp` 还是 `udp` 运行，无论是作为 `connect` 还是 `listen`
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运行，最终都将获得两个 socket，其中一个连向原服务，另一个与客户端连接；最终将这两端的 socket 联通即可实现端口转发。
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在 Golang 中我们采用了 `io.Copy()` 来联通两个 socket，但是 `io.Copy` 必须要求对象实现了 `io.Reader/io.Writer` 接口，`tcp`
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的 socket 可以直接支持，而 `udp` 的 socket 需要我们进行封装。
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## 0x06 udp的knock报文
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在 `udp` 的 `connect` 模式下，我们在连接服务器成功后，立即发送了一个 `knock` 报文，如下：
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conn, err := net.DialTimeout("udp", ...
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_, err = conn.Write([]byte("\x00"))
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其作用是通知远程 `udp` 服务器我们已经连上了(`udp`
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创建连接后，仅在本地操作系统层进行了注册，只有当发送一个报文到对端后，远程服务器才能感知到新连接)，当我们在 `udp`
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的 `conn-conn` 模式下运行时，这个报文是必须的。
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## 0x07 udp的超时设置
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在 `udp` 的实现中，我们为所有的 `udp` 连接 socket 对象都设置了超时时间(`tcp` 中不需要)，这是因为在 `udp` 中，socket
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对象无法感知对端退出，如果不设置超时时间，将会一直在 `conn.Read()` 阻塞下去。
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我们设置了 `udp` 超时时间为 60 秒，当 60 秒无数据传输，本次建立的虚拟通信链路将销毁，端口转发程序将重新创建新的通信链路。
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## 0x08 listen-listen的超时设置
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对于 `listen-listen` 模式，需要等待两端的客户端都连上端口转发程序后，才能将两个 socket 进行联通。
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为此我们在此处设置了 120 秒的超时时间，也就是说当其中一端有客户端连接后，另一端在 120 秒内没有连接，我们就销毁这个未成功建立的通信链路；用户重新连接即可。
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> 如果没有这个超时，可能某些场景遗留了某个连接，将造成后续的通信链路错位。
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## 0x09 多通路的实现
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多通路可以支持同时发起多个连接，这里我们以 `tcp` 作为例子来说明。为了处理这种情况，我们的处理方式是：
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1. `listen-conn`: 每当 listen 服务器接收到新连接后，与远端创建新的连接，并将两个 socket 进行联通。
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2. `listen-listen`: (好像没有实际场景)两端的 listen 服务器接收到新连接后，将两个 socket 进行联通。
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3. `conn-conn`: 创建 sock1 的连接，当 sock1 端收到数据，创建与 sock2 的连接，将两个 socket 进行联通；随后继续创建 sock1
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连接(预留)。
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> 我们在 `udp` 中也加入了多通路的支持，和 `tcp` 基本类似，但由于 `udp` 是无连接的，我们不能像 `tcp` 直接联通两个 socket
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> 对象。我们在 `udp listen` 服务器中维护了一个临时表，使用 `ip:port` 作为标志，以描述各个通信链路的联通情况，依据此进行流量的分发。
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## 0x0A issue
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**1.udp的映射表未清空**
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udp多通路中的映射表没有对无效数据进行清理，长时间运行可能造成内存占用
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**2.http服务的 host 字段影响**
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当转发 http 服务时，由于常见的客户端在访问时自动将 `host` 设置为访问目标(端口转发程序的地址)
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，我们直接对流量进行转发，那么 `host` 字段一定是错误的，某些 http 服务器对该字段进行了校验，所以无法正常转发。
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> 比如端口转发 `www.baidu.com`
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**3.不支持多端口通信**
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这里当然无法处理多端口通信的服务，我们仅做了一个端口的转发，多个端口的情况无法直接处理，比如 `FTP` 服务，其分别使用 20 端口(
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数据传输)和 21 端口(命令传输)。
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但还是要单独说一句，对于大多数 `udp` 服务的实现，是 `udp` 服务器收到了一个新报文，对此进行处理后，然后使用新的 socket
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将响应数据发给对端，比如 `TFTP` 服务：
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1.client 发起请求 [get aaa]
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src: 55123 => dst: 69
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2.tftp 收到报文，进行处理，返回响应：
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src: 61234 => dst: 55123
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这种多端口通信我们也是无法处理的，因为在目前多通路的实现下，上述流程中第 2 步过后，对于端口转发程序来说，后续的报文无法确定转发给
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69 端口还是 61234 端口。
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## 0x0B contributions
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[r0oike@knownsec 404](https://github.com/r0oike)
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[fenix@knownsec 404](https://github.com/13ph03nix)
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[0x7F@knownsec 404](https://github.com/0x7Fancy)
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</br>
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References:
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内网渗透之端口转发、映射、代理: <https://xz.aliyun.com/t/6349>
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内网渗透之端口转发与代理工具总结: <https://www.freebuf.com/articles/web/170970.html>
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sensepost/reGeorg: <https://github.com/sensepost/reGeorg>
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idlefire/ew: <https://github.com/idlefire/ew>
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knownsec404
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2020.10.22 |