mKCP加密设计不当可导致流量被精准识别（附PoC） #2530
Description
先说结论：mKCP的加密方案（其实应该称作混淆）引入的特征，可导致mKCP流量，以极低的开销被精准识别
目前没有找到除了重新设计mkcp加密以外的缓解措施。我个人的建议是，用标准的加密系统替代当前的混淆方式。
PoC比较简单，下面是核心部分，完整代码放在最后
func IsMKCPPacket(packet []byte) bool {
auth := NewSimpleAuthenticator()
_, err := auth.Open(packet, nil, nil, nil)
if err != nil {
return false
}
return true
}其中的NewSimpleAuthenticator是core/transport/kcp中的函数
下面是分析和PoC
mKCP被识别不是一天两天的事情了，下面这个只是一种可能的思路。
mKCP的加密实现了一个AEAD接口，但是nonce和tag都没有被使用，仅仅使用了一个不需要密钥的xor进行混淆（汇编实现），然后使用附在末尾的校验值来判定包的完整性。
v2ray-core/transport/internet/kcp/crypt.go
Lines 14 to 78 in 1eb0098
虽然注释写的是legacy，但是在mkcp的设置中的确被使用了
v2ray-core/transport/internet/kcp/config.go
Lines 62 to 65 in 1eb0098
混淆和校验本身没有问题，问题在于这种混淆太过特殊，而且存在一个校验和判断内容是否正确，并且加解密开销很低。
所以检测的思路就是：对一个未知的UDP包，简单地用这个算法解密，然后判断校验和是否正确，如果正确，为mKCP。否则不是mKCP。
我猜测设计者应该是想使用简单的xor替换常规加密方式，降低开销，提升计算速度。但是，加密的开销越低，检测的开销就越低。因此使得大规模部署和检测成为可能。考虑到mKCP暴力发包的特性，防火墙只需要抽取其中几个包进行抽样测试即可准确判定。在我本地，mtu为1350的情况下（默认的最大的mKCP包），可以每秒检测超过20k个包。
建议使用标准的密码系统，或者直接明文传输，带来的特征都会比使用这种加密算法少。
完整PoC代码
package main
import (
"flag"
"log"
"net"
"v2ray.com/core/transport/internet/kcp"
)
var listenAddr = flag.String("from", "127.0.0.1:4444", "listen address")
var verbose = flag.Bool("verbose", false, "enable detailed output")
func init() {
flag.Parse()
}
func isMKCPPacket(packet []byte) bool {
auth := kcp.NewSimpleAuthenticator()
_, err := auth.Open(packet, nil, nil, nil)
if err != nil {
return false
}
return true
}
func main() {
udpAddr, _ := net.ResolveUDPAddr("udp4", *listenAddr)
l, _ := net.ListenUDP("udp", udpAddr)
log.Printf("mKCP PoC opened at %s...", *listenAddr)
for {
buf := make([]byte, 2048)
nRecv, _, e := l.ReadFromUDP(buf)
if e == nil {
result := isMKCPPacket(buf[:nRecv])
if *verbose {
log.Printf("detected=%v, size=%d, data=%x", result, nRecv, buf[:nRecv])
} else {
log.Printf("detected=%v, size=%d", result, nRecv)
}
}
}
}这个程序监听本地4444端口，开启一个v2ray客户端向4444端口发送mkcp数据包即可识别。发送其他udp包，如dns，quic等不会误报。