Мне давно было интересно, можно ли легко добавить проксирование через тор в Android приложение. Вроде бы довольно очевидная задача, плюс тор браузеры уже под эту платформу давно есть… Но есть много задач, которые сложнее, чем кажутся. Для нетерпеливых сразу скажу — да, можно, и получается довольно легко, быстро и классно. В особенности если не копать с нуля, а воспользоваться моими наработками.

Для примера я буду использовать приложение для работы с рутрекером — никто не любит код, который работает со сферический конём в вакууме. Раньше это приложение обходило блокировку при помощи Google Compression Proxy — но увы — то ли рутрекер, то ли гугл выпилил возможность авторизации с этой проксёй. Сразу скажу, что, конечно, есть всякие впны и прочее, что вы используете для лёгкого обхода блокировки и просмотра сериальчиков. Но речь здесь идёт не про это. Как вы понимаете, тор можно использовать в мобильном приложении для огромного количества вещей — например, для доступа к веб сайтам в .onion или для реализации особо безопасного мессенджера.

Как подключить библиотеку для работы с Тором

Как собрать с нуля

Если вас не интересует сборка с нуля, то сразу перейдите к следующему заголовку.

Итак, что у нас есть на эту тему из готового инструментария. Есть особый репозиторий от неких ребят под предводительством Microsoft (ссылка в подвале). Вроде бы у них всё работало — но качество и механизм сборки просто ужасают. А ещё репозиторий устарел на два года. И скомпилированный версии библиотеки там нет, есть только довольно стрёмные инструкции по тому, как собрать её самостоятельно (в стиле — “я делал так, не знаю почему, но без этого ничего не работало”). Впрочем, имеющихся инструкций вполне достаточно для того, чтобы обновить код до актуального состояния и исправить все странные косяки.

Клонируем себе этот репозиторий.
Обновляем там компонент, который отвечает за управление тором — jtorctl. Они использовали форк основного репозитория с правками от briar, но эти правки уже включены в основной репозиторий, так что лучше взять с основного. Можно подключать из maven репозитория, но я такие вещи обычно забираю исходниками — можно сразу посмотреть, прогнать анализ и править на лету баги — проект-то довольно сырой, несмотря на возраст.
Обновляем geoip и geoip6 — базы данных блоков IP-адресов с привязкой к географическому положению каждого блока для версий IPv4 и IPv6 соответственно. Для этого скачиваем на сайте тора windows expert bundle.
Обновляем сам тор (то есть нативную библиотеку). Стандартной общедоступной нет (ну или я плохо искал) — так что идём к ребятам, которые разрабатывают тор и тор браузер под андроид (Orbot и Orfox), берём последний релиз их Orbot и вынимаем оттуда библиотеку. Тор там довольно свежий, что приятно.
Правим руками всё, что перестало компилироваться в нашем проекте. Несколько функций в зависимых библиотеках изменились, но в целом всё интуитивно понятно и поправимо за 5 минут.
Следуя рекомендациям ридми нашего проекта, создаём локальные мавен репозитории и строим из кучи кусков наш проект. Кстати, обратите внимание, что билд скрипт настолько кривой, что в одном месте включает в себя предыдущий релиз себя же. Жуть. Так что рекомендую переписать его заново, простым и понятным языком, чтобы получить на выходе обыкновенную библиотеку aar.

Как собрать из моих наработок

Пункты 1-6 я уже сделал за вас, так что просто соберите библиотеку из моего репозитория, или скачайте её в секции релизов. Ссылка будет в “подвале” поста. Однако обращаю внимание, что правильным будет проверить код и библиотеки на соответствие оригинальным и отсутствие закладок. Не стоит такие вещи добавлять вслепую в свои приложения.

Как перестать волноваться и начать проксировать через тор

Сначала нужно включить тор:

int totalSecondsPerTorStartup = 4 * 60;
int totalTriesPerTorStartup = 5;
try {
  boolean ok = onionProxyManager.startWithRepeat(totalSecondsPerTorStartup, totalTriesPerTorStartup);
  if (!ok)
    Log.e("TorTest", "Couldn't start Tor!");
  }
  catch (InterruptedException | IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

Затем подождать, пока он подцепится:

while (!onionProxyManager.isRunning())
  Thread.sleep(90);

Если всё прошло успешно — ура, он слушает у нас localhost на каком-то случайном порту:

Log.v("My App", "Tor initialized on port " + onionProxyManager.getIPv4LocalHostSocksPort());

Но это пока не всё. У нас теперь есть тор, который слушает порт в качестве Socks4a прокси. Однако далеко не все стандартные библиотеки умеют работать с Socks4a. Там из соображений анонимности требуется, чтобы резолв хоста происходил на прокси, а не ранее. Не знаю, какие из стандартных библиотек это умеют, и у меня был код, написанный с Apache HttpComponents. Я уже писал ранее, почему их можно использовать, да и данный пост не про то. Если вы хотите, то можете реализовать то же самое на любой другой библиотеке.

Итак, для использования httpComponents нам нужно переписать ConnectionSocketFactory и SSLConnectionSocketFactory.

SSLConnectionSocketFactory

public class MySSLConnectionSocketFactory extends SSLConnectionSocketFactory {

    public MySSLConnectionSocketFactory(final SSLContext sslContext) {
        super(sslContext);
    }

    @Override
    public Socket createSocket(final HttpContext context) throws IOException {
        return new Socket();
    }

    @Override
    public Socket connectSocket(
            int connectTimeout,
            Socket socket,
            final HttpHost host,
            final InetSocketAddress remoteAddress,
            final InetSocketAddress localAddress,
            final HttpContext context) throws IOException {
        Args.notNull(host, "HTTP host");
        Args.notNull(remoteAddress, "Remote address");
        InetSocketAddress socksaddr = (InetSocketAddress) context.getAttribute("socks.address");
        socket = new Socket();
        connectTimeout = 100000;
        socket.setSoTimeout(connectTimeout);
        socket.connect(new InetSocketAddress(socksaddr.getHostName(), socksaddr.getPort()), connectTimeout);
        DataOutputStream outputStream = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
        outputStream.write((byte) 0x04);
        outputStream.write((byte) 0x01);
        outputStream.writeShort((short) host.getPort());
        outputStream.writeInt(0x01);
        outputStream.write((byte) 0x00);
        outputStream.write(host.getHostName().getBytes());
        outputStream.write((byte) 0x00);

        DataInputStream inputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());
        if (inputStream.readByte() != (byte) 0x00 || inputStream.readByte() != (byte) 0x5a) {
            throw new IOException("SOCKS4a connect failed");
        } else
            Log.v("SSLConnectionSF", "SOCKS4a connect ok!");
        inputStream.readShort();
        inputStream.readInt();

        SSLConnectionSocketFactory sslSocketFactory = SSLConnectionSocketFactory.getSocketFactory();
        SSLSocket sslSocket = (SSLSocket) sslSocketFactory.createLayeredSocket(socket, host.getHostName(), host.getPort(), context);
        prepareSocket(sslSocket);
        return sslSocket;
    }

}

ConnectionSocketFactory

public class MyConnectionSocketFactory implements ConnectionSocketFactory {

    @Override
    public Socket createSocket(final HttpContext context) throws IOException {
        return new Socket();
    }

    @Override
    public Socket connectSocket(
            int connectTimeout,
            Socket socket,
            final HttpHost host,
            final InetSocketAddress remoteAddress,
            final InetSocketAddress localAddress,
            final HttpContext context) throws IOException, ConnectTimeoutException {

        InetSocketAddress socksaddr = (InetSocketAddress) context.getAttribute("socks.address");
        socket = new Socket();
        connectTimeout = 100000;
        socket.setSoTimeout(connectTimeout);
        socket.connect(new InetSocketAddress(socksaddr.getHostName(), socksaddr.getPort()), connectTimeout);


        DataOutputStream outputStream = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
        outputStream.write((byte) 0x04);
        outputStream.write((byte) 0x01);
        outputStream.writeShort((short) host.getPort());
        outputStream.writeInt(0x01);
        outputStream.write((byte) 0x00);
        outputStream.write(host.getHostName().getBytes());
        outputStream.write((byte) 0x00);

        DataInputStream inputStream = new DataInputStream(socket.getInputStream());
        if (inputStream.readByte() != (byte) 0x00 || inputStream.readByte() != (byte) 0x5a) {
            throw new IOException("SOCKS4a connect failed");
        } else
            Log.v("SSLConnectionSF", "SOCKS4a connect ok!");
        inputStream.readShort();
        inputStream.readInt();
        return socket;
    }
}

Использовать эти фабрики легко и просто. Для этого нужно создать HttpClient, который использует эти библиотеки:

   public HttpClient getNewHttpClient() {

        Registry<ConnectionSocketFactory> reg = RegistryBuilder.<ConnectionSocketFactory>create()
                .register("http", new MyConnectionSocketFactory())
                .register("https", new MySSLConnectionSocketFactory(SSLContexts.createSystemDefault()))
                .build();
        PoolingHttpClientConnectionManager cm = new PoolingHttpClientConnectionManager(reg);
        return HttpClients.custom()
                .setConnectionManager(cm)
                .build();
    }

И указать ему наш прокси сервер:

 HttpClient cli = getNewHttpClient();
  int port = onionProxyManager.getIPv4LocalHostSocksPort();
  InetSocketAddress socksaddr = new InetSocketAddress("127.0.0.1", port);
  HttpClientContext context = HttpClientContext.create();
  context.setAttribute("socks.address", socksaddr);

Всё, теперь мы можем использовать тор так же, как если бы делали обыкновенные запросы. Более того, мы можем так же обращаться и к веб сайтам .onion.

Результат

Получившийся код я использовал в своём приложении для рутрекера. Да, инициализация тора занимает около 20 секунд, и страницы грузятся не так быстро — но зато мы гарантированно проходим блокировку. А все ресурсы, которые не блокированы, подгружаются через обычное соединение. Можно было бы остальные ресурсы пропускать через Google Compression Proxy, но многие жаловались, что у них заблокирован этот прокси — так что я не стал этого делать. Конечно, в приложении можно было бы ещё много всего сделать — например, кэшировать статику на телефоне для экономии трафика и более быстрой работы — но это не столь критично, да и приложение я писал скорее для примера.

Заключение

Тор на андроиде — классная и удобная штука, которая достаточно работает, и её действительно можно использовать в своих приложениях. Кстати да, есть гораздо более лёгкий способ это делать — просто требовать установки Orbot, который сам поднимет вам тор. Но мне не нравятся зависимости одних приложений от других, да и 3 лишних мегабайта не так критичны в размере приложения. Так что если кому понравилось моё решение — используйте, делайте пулл реквесты, и да пребудет с вами свобода.

Ссылки:

Исходная библиотека;
Моя сборка библиотеки;
Приложение для рутрекера;
Guardian Project — ребята, которым мы обязаны наличием нативной тор библиотеки.

Лёгкая интеграция tor в android приложение на примере клиента для рутрекера