西厢计划

一组用于突破中华人民共和国防火长城审查手段的工具

西厢计划提供了一组工具,使用户能够绕过和规避中华人民共和国防火长城的DNS污染,TCP重置攻击等手段,直接访问目被封锁的网站。其命名是为了向中国古典文学史上“翻墙”的先驱者张生致敬。西厢计划由于各种原因而于2010年暂停更新,最后发布的一个版本目前已由于防火长城的更新而无法使用,但在当时的测试中已可以直接访问YouTube

计划与设想

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西厢计划与其他的翻墙工具不同,它并不是代理服务或VPN,而是从技术层面避开防火长城的封锁手段,如TCP 连接重置、DNS劫持IP封锁和URL关键字过滤。西厢计划含有三种特性:

  • TCP连接混淆:在每次连接中,通过对防火长城入侵检测系统进行注入,与正常的连接混淆,使得防火长城无法正确解析连接和检测关键词,从而避开关键字过滤。
  • DNS劫持:通过匹配防火长城伪包的指纹并将其过滤,从而使一般的DNS解析也能获得正确的结果,但需要使用未受污染的DNS,例如Google Public DNS
  • 单向隧道:利用防火长城仅仅对出站的数据包进行过滤的特性,将发出的数据包透过不受过滤的服务器中转,而收到的数据包可直接穿过防火长城到达客户端。这种情况下,由于防火长城无法获取请求URL,关键词过滤也将失效。当时的测试中,以这种方法观看经由HTTP协议传输的在线视频时,中转服务器仅耗费极小的流量。

技术原理

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西厢计划采取了T. Ptacek等在1998年的论文[1]中提出避开入侵检测的注入方法,即发出特制报文,使得这些报文对对方没有效果,但是让入侵检测系统错误地分析协议,从而让其错误地认为连接被提前终止了。由于防火长城的TCP栈非常简陋,因此可利用此特性,对所有遵守RFC的目标主机都采取特定措施,让防火长城无法正确解析TCP连接,从而避开关键词监测

局限

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西厢计划的连接混淆功能对于基于IP地址的封锁和其他无状态的封锁不能生效,因为它需要通过注入攻击改变防火长城的连接状态,如果封锁与连接状态无关便无法进行连接混淆。另外,连接混淆的实现假设连接双方遵守RFC。有一些目标主机或者防火墙不遵守RFC,可能导致正常不含关键词的连接被对方终止或者忽略,这可以经由使用ipset把作用范围限制在需要的地址段而避免。

西厢计划目前依赖Linux内核Netfilter功能,因此要求用户平台是Linux,其他平台的移植项目功能均有所缺失。Windows平台上曾有一个基于WinPcap的编译版本实现了连接混淆的部分,但已不再维护。

由于防火长城的伪包指纹经常变动,因此用户需要不断更新才能正常使用反DNS劫持。

后续

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西厢计划后来发展出第二季与第三季两个项目。第二季实现了单向隧道,而第三季则是对西厢计划的后续开发,但两者都是独立的项目。

在ACM IMC 2017会议上,加利福尼亚大学河滨分校的研究人员发表了论文《Your State is Not Mine: A Closer Look at Evading Stateful Internet Censorship》(PDF)[2],论文中提到防火长城在检测到特殊报文时会进入“重同步”状态,显然是当时应对西厢计划的策略。他们提出了绕过防火长城的新策略,新策略的平均成功率在90%以上,最高达到98%。

外部链接

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参见

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参考资料

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  1. ^ Thomas H. Ptacek, Tomothy N. Newsham. Insertion, Evasion, and Denial of Service: Eluding Network Intrusion Detection (PDF). 1998 [2021-04-14]. (原始内容存档 (PDF)于2018-01-07) (美国英语). 
  2. ^ Wang, Zhongjie. Your State is Not Mine: A Closer Look at Evading Stateful Internet Censorship (PDF). 2017 [2021-04-14]. doi:10.1145/3131365.3131374. (原始内容存档 (PDF)于2018-06-20) (美国英语).