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8 分钟
流量伪装技术:VLESS & REALITY 协议底层原理解析

1.引言#

  黑客在对于企业的APT攻击时,为了隐蔽木马回传的流量而使用的一种极其隐蔽的Reality传输协议。传统的 TLS 隧道往往因为指纹特征明显而难以逃脱企业级防火墙的深度包检测(DPI)。然而,随着 REALITY 协议的出现,利用 TLS 1.3 的握手特性进行“中间人”式的端口复用,使得恶意流量能够完美伪装成合法的各大云服务商流量,于是我决定深入了解并解析此协议。

2. 协议架构解析#

  与传统的 Shadowsocks 或 VMess 协议不同,VLESS + REALITY 的组合在设计上采用了轻量化的设计理念。

2.1 VLESS:无状态的轻量级传输#

  VLESS(VMess Less)是一种无状态的轻量级传输协议。它不依赖系统时间,不需要复杂的握手确认。这也在一定程度上减少了服务器CPU和内存的消耗。同时,VLESS 本身不进行加密运算,它将数据的机密性完全交给底层的 TLS 或 XTLS 处理。这种分层设计符合 OSI 模型的解耦原则。然而,这就出现问题了。

  单纯的TLS加密(如VLESS+WS+TCP)虽然可以防御 DPI 的静态指纹分析,但无法防御防火墙发起的主动探测。你为服务器配置 TLS 时,服务端必须向发起握手的客户端出示证书。由于普通用户难以获取 Google 或 Microsoft 等大厂域名的私钥,通常只能使用 Let’s Encrypt 等机构签发的廉价域名证书。当防火墙检测到你的服务器与客户端之间的 IP 和端口有流量时,它不确定这是正常的网站还是代理,于是它会伪装成一个普通用户,向你的服务器 443 端口发起 HTTPS 请求。因为你配置了 TLS,你的服务端必须持有证书和私钥。当防火墙发起握手时,你的服务端不得不把那个廉价域名的证书发给防火墙以完成握手。这时,防火墙就会去访问你的ca证书上的域名,防火墙随后对比该域名与流量特征,一旦发现如域名无实际业务或证书信誉度低等身份不符的情况,便会直接阻断。而为了应对这种情况,这时就出现了一个新的协议 REALITY

2.2 REALITY:消除指纹的终极伪装#

  这是该技术栈中最具创新性的部分。传统的 TLS 伪装通常需要攻击者自己注册域名并申请证书,容易身份暴露而被防火墙阻断,为了解决这一‘身份暴露’问题,REALITY 协议应运而生。它不再申请证书,而是通过消除服务端 TLS 指纹特征,并实现对合法大厂域名的**‘身份借用’。在未通过身份验证的探测者看来,你的服务器表现得就像真正的目标网站(如微软官网)一样,从而彻底解决了证书被探测的问题。” REALITY 通过端口复用和中间人**技术,直接“借用”互联网上高信誉站点的证书。

  1. 无需域名: 攻击者无需拥有域名。

  2. 无需证书: 服务端在 TLS 握手阶段,会实时抓取目标网站 (如 www.microsoft.comwww.apple.com) 的真实证书呈现给客户端。

3. 核心机制:偷天换日的 TLS 握手#

为了探究其工作原理,我在本地搭建了一个测试环境进行抓包分析。

3.1 实验环境拓扑#

服务端 : 运行于 ThinkPad T440 (Ubuntu Server 22.04 LTS),模拟被控制的内网节点或外部 C2 服务器。

客户端 : Windows 11 开发机,配置 V2Ray/Xray 内核。

分析工具: Wireshark 4.0, TCPView。

3.2 流量转发逻辑#

REALITY 的核心逻辑在于它能够根据客户端发来的 Client Hello 数据包特征,决定流量的去向:

正常流量(Fallback): 如果防火墙或爬虫访问该端口,REALITY 服务端判定其不具备特定的身份签名,直接将流量透明转发给配置的目标网站(例如 Microsoft)。此时,访问者看到的是真实的微软官网,收到的也是微软真实的 TLS 证书。

恶意流量(Proxy): 如果客户端发送的 Client Hello 中包含了预设的 ShortId 或特定公钥特征,服务端拦截流量,建立加密隧道,进行数据传输。

{
"streamSettings": {
"network": "vless",
"security": "reality",
"realitySettings": {
"dest": "www.microsoft.com:443",
"serverNames": [
"www.microsoft.com"
],
"privateKey": "**************"
}
}
}

4. Wireshark 数据包分析#

在实验中,我使用 Wireshark 捕获了建立连接时的完整数据流。

4.1 Client Hello (SNI 欺骗)#

  客户端发起 TLS 1.3 握手。在 Client Hello 报文中,Extension: server_name 字段明确指向了 www.microsoft.com。 对于网关防火墙而言,这看起来就是一个普通的访问微软服务的请求。

Frame: Client Hello
└── TLSv1.3 Record Layer: Handshake Protocol: Client Hello
└── Handshake Protocol: Client Hello
├── Version: TLS 1.2 (0x0303)
├── Random: 5d12a3b4... (Reality Handshake Logic)
└── Extension: server_name (len=17)
└── Server Name Indication Extension
└── Server Name: [www.microsoft.com](https://www.microsoft.com) <-- [伪装目标]

4.2 Server Hello (证书验证)#

这是最精彩的部分。服务端返回的 Server Hello 报文中,包含的证书链是由 DigiCert Global Root CA 签发的真实证书。

└── TLSv1.3 Record Layer: Handshake Protocol: Multiple Handshake Messages
├── Handshake Protocol: Server Hello
│ └── Version: TLS 1.3 (0x0304)
└── Handshake Protocol: Certificate
└── Certificates (Length: 2850)
└── Certificate (id-at-commonName=[www.microsoft.com](https://www.microsoft.com))
├── Issuer: CN=DigiCert TLS RSA SHA256 2026 CA1
└── Subject: CN=[www.microsoft.com](https://www.microsoft.com)

常规代理: 使用自签名证书 -> 容易被阻断。

REALITY: 呈现真实的微软证书 -> 防火墙放行。

由于该协议利用了 TLS 1.3 的 0-RTT 或 1-RTT 特性,且数据载荷具有高熵值(简单说就是比较混乱),在统计学特征上与正常的 HTTPS 视频流或文件下载几乎无法区分。

5. 总结与防御思考#

  通过本次对 VLESS-REALITY 协议的复现与分析,可以得出以下结论:

  1. 隐蔽性极强: 它解决了传统 C2 通信中“证书指纹”这一最大痛点,使得基于黑名单(Blacklisting)的防御策略几乎失效。

  2. 防御难度大: 简单的 IP 封禁可能会误伤正常的 CDN 节点。

  3. 防御侧的应对思路: 作为防御方,单纯依赖特征码已不足以应对此类威胁。未来的检测方向应转向利用大模型进行行为分析。

部分信息可能已经过时

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xingzhi
A student from China University of Geoscience,Wuhan
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