数据包伪装系统（Finalmask）

位置：传输机制层 | 难度：较难 | 前置：深度包检测机制源码证据：transport/internet/finalmask/ 全部 16 个子模块

1. 系统定位

Finalmask 是 xray-core 的数据包伪装层——一个可组合、可链式堆叠的混淆框架。当代理流量在网络层面传输时，finalmask 在数据包上应用多层变换，使流量在 DPI 系统中表现为特定已知协议（DNS、DTLS、WeChat 视频、WireGuard 等）或完全随机的不可识别格式。

每层可选、可组合、可排序。用户配置决定了哪些伪装层以何种顺序生效。

2. 架构核心

源码位置：transport/internet/finalmask/finalmask.go

Finalmask 通过两个接口和两个管理器组织所有伪装模块：

type Udpmask interface {
    UDP() bool
    WrapPacketConnClient(net.PacketConn) (net.PacketConn, error)
    WrapPacketConnServer(net.PacketConn) (net.PacketConn, error)
}

type Tcpmask interface {
    TCP() bool
    WrapConnClient(net.Conn) (net.Conn, error)
    WrapConnServer(net.Conn) (net.Conn, error)
}

UdpmaskManager / TcpmaskManager 按配置顺序链式调用各 mask 的 Wrap 方法，每一层返回的包装连接作为下一层的输入。最内层是原始 socket，最外层最终交给代理协议使用。

3. 伪装模块分类

3.1 载荷混淆 — 加密/编码数据内容

Salamander（蝾螈）

源码位置：finalmask/salamander/ | 核心文件：salamander.go

原理：每包独立的 XOR 混淆，使用 BLAKE2b-256 从预共享密钥 + 8 字节随机盐派生加密流。

数据包格式：

[8 bytes Salt] [XOR 混淆后的载荷]

func (s *SalamanderObfuscator) Obfuscate(b []byte) {
    salt := random(8)
    key := blake2b256(psk || salt)   // 32 字节派生密钥
    for i := range payload {
        payload[i] ^= key[i % 32]
    }
    // 输出：salt[0:8] + 混淆后的payload
}

对 DPI 的对抗：相同明文产生不同密文（盐不同）。8 字节盐集成到头管理层，被伪装头包裹。BLAKE2b 密钥派生使每个包的 XOR 模式独立。

Sudoku

源码位置：finalmask/sudoku/ | 核心文件：codec.go, table.go

原理：将每个字节编码为 4 个"提示"字节（从 4x4 数独网格派生），使流量表现为特定字节分布。

三种字节布局：

布局	输出范围	效果
ASCII	`0x20-0x7E`（可打印 ASCII）	模仿 HTTP 明文
Entropy	`0x00-0x8F`	模仿任意二进制
Custom	用户定义模式	精确控制字节分布

编码过程：

从密码 SHA-256 生成 288 个 4x4 数独网格
对每个网格，计算哪些 4 位置组合能唯一标识该网格
输入字节值选择对应的网格，输出该网格的 4 个位置坐标
每个位置的字节值 = base + value，其中 base 由布局类型决定

Packed 模式（TCP 下行）：使用 6-bit 编码替代 4-byte 编码，将开销从 4x 降到约 1.33x。

mKCP AES-128-GCM

源码位置：finalmask/mkcp/aes128gcm/

标准 AES-128-GCM 认证加密。每包生成随机 Nonce (12 字节)，前置在数据包前。密码从配置的 Password 经 SHA-256 截断为 16 字节密钥。

mKCP Original（XOR 链）

源码位置：finalmask/mkcp/original/

轻量级 XOR 混淆：前置 4 字节 FNV-32a 校验和 + 2 字节长度，然后对载荷应用 4 字节向前/向后 XOR 链。提供 Go 通用和 amd64 汇编两个版本。

3.2 外观伪装 — 添加已知协议包头

每个外观伪装模块在 UDP 数据包前添加固定大小的协议特征头，使包在 DPI 系统中匹配已知白名单协议。

模块	包头大小	伪装目标	头部特征
`header/dns`	12B + 域名段	DNS 查询 (RFC 1035)	随机 Transaction ID + A-record 查询
`header/dtls`	13B	DTLS 1.2 应用数据	`17 FE FD` + epoch + seq
`header/srtp`	4B	加密 RTP（VoIP）	`B5 E8` + 序列号
`header/utp`	4B	μTP（BitTorrent）	连接 ID + 类型/扩展字节
`header/wechat`	13B	微信视频通话	`A1 08` + 序列号 + 固定数据
`header/wireguard`	4B	WireGuard 握手	`04 00 00 00`

选择依据：这些协议的共同特征是——它们在绝大多数网络中不被阻断（VoIP、DNS、微信都是基础通信服务），且 DPI 系统通常不对它们进行深度内容检查。

自定义头（header/custom）

源码位置：finalmask/header/custom/ | 核心文件：evaluator.go

最灵活的伪装模块。用户通过 Protobuf 配置定义任意字节序列作为握手头。支持表达式求值器：

运算符：concat, slice, xor16, xor32, be16, be32, le16, le32, pad, truncate, add, sub, and, or, shl, shr
变量：src_port_u16, src_ip4_u32, dst_port_u16, dst_ip4_u32（连接元数据）
状态存储：TTL 键值对，同一客户端地址的连接共享状态

UDP 独立模式：对 UDP 执行两步握手——客户端发送请求头，服务端验证并返回响应头，验证通过后才开始传输数据。

3.3 载体传输 — 将数据嵌入另一个协议

xDNS

源码位置：finalmask/xdns/ | 核心文件：dns.go（581行）, client.go（417行）, server.go（512行）

将数据编码为 DNS 查询/响应：

客户端将载荷 base32 编码
分片为 DNS 标签段（每段 ≤ 63 字节）
构造 DNS 查询包：<编码数据>.<配置域名>
服务端接收查询 → 解码 base32 → 交给上层协议
回复数据封装为 DNS Answer Records（支持 TXT、A、AAAA 类型）
使用 record_transport.go 进行分段/多路复用

限制：每包载荷约 300 字节（DNS 域名长度限制）。不适合大流量场景，但几乎不可能被阻断——DNS 是互联网基础设施。

xICMP

源码位置：finalmask/xicmp/ | 核心文件：client.go（346行）, server.go（375行）

将数据编码为 ICMP Echo（Ping）包：

客户端将载荷封装为 ICMP Echo Request
服务端接收 → 解析载荷 → 返回 ICMP Echo Reply
使用滑动窗口（windowSize=1000）管理序列号
空闲时发送空载荷的 poll 消息维持通道

限制：必须是最外层伪装。需要 raw socket 权限。许多云环境限制 ICMP 流量。

3.4 流量混淆 — 改变包大小和时序

Noise

源码位置：finalmask/noise/conn.go

在首个数据包之前发送配置数量（Burst）的随机内容包，包间有随机延迟。之后使用 TTL 清除状态。目的：混淆 DPI 对"连接首个数据包"的时序和长度分析。

Fragment

源码位置：finalmask/fragment/conn.go

将 TCP 写入拆分为多个小片段。对 TLS 有专门处理：

检测 TLS Handshake（0x16）记录
将记录体拆分为多个小 TLS 记录
每个片段可有随机延迟（DelayMin/DelayMax）
限制每写入的最大拆分数（MaxSplitMin/MaxSplitMax）

对 DPI 的对抗：针对检查 TLS ClientHello 大小/时序的 DPI 规则。标准 ClientHello 是一个完整的 TLS 记录（通常 200-500B），分片后变成多个小记录，破坏 DPI 的协议识别。

4. 伪装链的组合策略

使用场景	推荐组合	原理
UDP 流 + 严格 DPI	`[dns header] → [salamander]`	外层看起来是 DNS 查询，内层载荷加密
TCP 流 + 规避 TLS 指纹	`[fragment] → [custom header]`	拆分 TCP 写入，添加自定义握手头
低带宽隐蔽信道	`[xdns]` 或 `[xicmp]`	完全嵌入 DNS/ICMP 协议内
高带宽 + 最大伪装	`[noise] → [dtls header] → [aes128gcm] → [sudoku]`	噪声前置 + DTLS 外观 + AES 加密 + 字节编码

5. 源码文件索引

目录	核心文件	功能
`finalmask/`	`finalmask.go`	Udpmask/Tcpmask 接口 + Manager 链式调度
`finalmask/fragment/`	`conn.go`	TCP 写入分段
`finalmask/salamander/`	`salamander.go`	BLAKE2b XOR 混淆
`finalmask/sudoku/`	`codec.go`, `table.go`	数独字节编码
`finalmask/noise/`	`conn.go`	随机噪声前置
`finalmask/mkcp/aes128gcm/`	`conn.go`	AES-128-GCM 加密
`finalmask/mkcp/original/`	`conn.go`, `xor.go`	FNV+XOR 轻量混淆
`finalmask/header/dns/`	`conn.go`	DNS 查询头
`finalmask/header/dtls/`	`conn.go`	DTLS 记录头
`finalmask/header/srtp/`	`conn.go`	SRTP 头
`finalmask/header/utp/`	`conn.go`	μTP 头
`finalmask/header/wechat/`	`conn.go`	微信视频头
`finalmask/header/wireguard/`	`conn.go`	WireGuard 头
`finalmask/header/custom/`	`evaluator.go`, `tcp.go`, `udp.go`	自定义表达式头
`finalmask/xdns/`	`dns.go`, `client.go`, `server.go`	DNS 隧道
`finalmask/xicmp/`	`client.go`, `server.go`	ICMP 隧道

数据包伪装系统（Finalmask） ​

1. 系统定位 ​

2. 架构核心 ​

3. 伪装模块分类 ​

3.1 载荷混淆 — 加密/编码数据内容 ​

Salamander（蝾螈） ​

Sudoku ​

mKCP AES-128-GCM ​

mKCP Original（XOR 链） ​

3.2 外观伪装 — 添加已知协议包头 ​

自定义头（header/custom） ​

3.3 载体传输 — 将数据嵌入另一个协议 ​

xDNS ​

xICMP ​

3.4 流量混淆 — 改变包大小和时序 ​

Noise ​

Fragment ​

4. 伪装链的组合策略 ​

5. 源码文件索引 ​