使用 mitmproxy + python 做拦截代理

. Proxy , Mitmproxy , Python

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本文是一个较为完整的 mitmproxy 教程，侧重于介绍如何开发拦截脚本，帮助读者能够快速得到一个自定义的代理工具。

本文假设读者有基本的 python 知识，且已经安装好了一个 python 3 开发环境。如果你对 nodejs 的熟悉程度大于对 python，可移步到 anyproxy，anyproxy 的功能与 mitmproxy 基本一致，但使用 js 编写定制脚本。除此之外我就不知道有什么其他类似的工具了，如果你知道，欢迎评论告诉我。

本文基于 mitmproxy v4，当前版本号为 v4.0.1。

mitmproxy 是什么

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顾名思义，mitmproxy 就是用于 MITM 的 proxy，MITM 即中间人攻击（Man-in-the-middle attack）。用于中间人攻击的代理首先会向正常的代理一样转发请求，保障服务端与客户端的通信，其次，会适时的查、记录其截获的数据，或篡改数据，引发服务端或客户端特定的行为。

不同于 fiddler 或 wireshark 等抓包工具，mitmproxy 不仅可以截获请求帮助开发者查看、分析，更可以通过自定义脚本进行二次开发。举例来说，利用 fiddler 可以过滤出浏览器对某个特定 url 的请求，并查看、分析其数据，但实现不了高度定制化的需求，类似于：“截获对浏览器对该 url 的请求，将返回内容置空，并将真实的返回内容存到某个数据库，出现异常时发出邮件通知”。而对于 mitmproxy，这样的需求可以通过载入自定义 python 脚本轻松实现。

但 mitmproxy 并不会真的对无辜的人发起中间人攻击，由于 mitmproxy 工作在 HTTP 层，而当前 HTTPS 的普及让客户端拥有了检测并规避中间人攻击的能力，所以要让 mitmproxy 能够正常工作，必须要让客户端（APP 或浏览器）主动信任 mitmproxy 的 SSL 证书，或忽略证书异常，这也就意味着 APP 或浏览器是属于开发者本人的——显而易见，这不是在做黑产，而是在做开发或测试。

那这样的工具有什么实际意义呢？据我所知目前比较广泛的应用是做仿真爬虫，即利用手机模拟器、无头浏览器来爬取 APP 或网站的数据，mitmproxy 作为代理可以拦截、存储爬虫获取到的数据，或修改数据调整爬虫的行为。

事实上，以上说的仅是 mitmproxy 以正向代理模式工作的情况，通过调整配置，mitmproxy 还可以作为透明代理、反向代理、上游代理、SOCKS 代理等，但这些工作模式针对 mitmproxy 来说似乎不大常用，故本文仅讨论正向代理模式。

安装

“安装 mitmproxy”这句话是有歧义的，既可以指“安装 mitmproxy 工具”，也可以指“安装 python 的 mitmproxy 包”，注意后者是包含前者的。

如果只是拿 mitmproxy 做一个替代 fiddler 的工具，没有什么定制化的需求，那完全只需要“安装 mitmproxy 工具”即可，去 mitmproxy 官网 上下载一个 installer 便可开箱即用，不需要提前准备好 python 开发环境。但显然，这不是这里要讨论的，我们需要的是“安装 python 的 mitmproxy 包”。

安装 python 的 mitmproxy 包除了会得到 mitmproxy 工具外，还会得到开发定制脚本所需要的包依赖，其安装过程并不复杂。

首先需要安装好 python，版本需要不低于 3.6，且安装了附带的包管理工具 pip。不同操作系统安装 python 3 的方式不一，参考 python 的下载页，这里不做展开，假设你已经准备好这样的环境了。

安装开始。

在 linux 中：

sudo pip3 install mitmproxy

在 windows 中，以管理员身份运行 cmd 或 power shell：

pip3 install mitmproxy

安装结束。

完成后，系统将拥有 mitmproxy、mitmdump、mitmweb 三个命令，由于 mitmproxy 命令不支持在 windows 系统中运行（这没关系，不用担心），我们可以拿 mitmdump 测试一下安装是否成功，执行：

mitmdump --version

应当可以看到类似于这样的输出：

Mitmproxy: 4.0.1
Python:    3.6.5
OpenSSL:   OpenSSL 1.1.0h  27 Mar 2018
Platform:  Windows-10-10.0.16299-SP0

运行

要启动 mitmproxy 用 mitmproxy、mitmdump、mitmweb 这三个命令中的任意一个即可，这三个命令功能一致，且都可以加载自定义脚本，唯一的区别是交互界面的不同。

mitmproxy 命令启动后，会提供一个命令行界面，用户可以实时看到发生的请求，并通过命令过滤请求，查看请求数据。形如：

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mitmweb 命令启动后，会提供一个 web 界面，用户可以实时看到发生的请求，并通过 GUI 交互来过滤请求，查看请求数据。形如：

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mitmdump 命令启动后——你应该猜到了，没有界面，程序默默运行，所以 mitmdump 无法提供过滤请求、查看数据的功能，只能结合自定义脚本，默默工作。

由于 mitmproxy 命令的交互操作稍显繁杂且不支持 windows 系统，而我们主要的使用方式又是载入自定义脚本，并不需要交互，所以原则上说只需要 mitmdump 即可，但考虑到有交互界面可以更方便排查错误，所以这里以 mitmweb 命令为例。实际使用中可以根据情况选择任何一个命令。

启动 mitmproxy：

mitmweb

应当看到如下输出：

Web server listening at http://127.0.0.1:8081/
Proxy server listening at http://*:8080

mitmproxy 绑定了 *:8080 作为代理端口，并提供了一个 web 交互界面在 127.0.0.1:8081。

现在可以测试一下代理，让 Chrome 以 mitmproxy 为代理并忽略证书错误。为了不影响平时正常使用，我们不去改 Chrome 的配置，而是通过命令行带参数起一个 Chrome。如果你不使用 Chrome 而是其他浏览器，也可以搜一下对应的启动参数是什么，应该不会有什么坑。此外示例仅以 windows 系统为例，因为使用 linux 或 mac 开发的同学应该更熟悉命令行的使用才对，应当能自行推导出在各自环境中对应的操作。

由于 Chrome 要开始赴汤蹈火走代理了，为了方便继续在 web 界面上与 mitmproxy 交互，我们委屈求全使用 Edge 或其他浏览器打开 127.0.0.1:8081。插一句，我用 Edge 实在是因为机器上没其他浏览器了（IE 不算），Edge 有一个默认禁止访问回环地址的狗屁设定，详见解决方案。

接下来关闭所有 Chrome 窗口，否则命令行启动时的附加参数将失效。打开 cmd，执行：

"C:\Program Files (x86)\Google\Chrome\Application\chrome.exe" --proxy-server=127.0.0.1:8080 --ignore-certificate-errors

前面那一长串是 Chrome 的的安装路径，应当根据系统实际情况修改，后面两参数设置了代理地址并强制忽略掉证书错误。用 Chrome 打开一个网站，可以看到：

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同时在 Edge 上可以看到：

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脚本

完成了上述工作，我们已经具备了操作 mitmproxy 的基本能力 了。接下来开始开发自定义脚本，这才是 mitmproxy 真正强大的地方。

脚本的编写需要遵循 mitmproxy 规定的套路，这样的套路有两个，使用时选其中一个套路即可。

第一个套路是，编写一个 py 文件供 mitmproxy 加载，文件中定义了若干函数，这些函数实现了某些 mitmproxy 提供的事件，mitmproxy 会在某个事件发生时调用对应的函数，形如：

import mitmproxy.http
from mitmproxy import ctx

num = 0


def request(flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
    global num
    num = num + 1
    ctx.log.info("We've seen %d flows" % num)

第二个套路是，编写一个 py 文件供 mitmproxy 加载，文件定义了变量 addons，addons 是个数组，每个元素是一个类实例，这些类有若干方法，这些方法实现了某些 mitmproxy 提供的事件，mitmproxy 会在某个事件发生时调用对应的方法。这些类，称为一个个 addon，比如一个叫 Counter 的 addon：

import mitmproxy.http
from mitmproxy import ctx


class Counter:
    def __init__(self):
        self.num = 0

    def request(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
        self.num = self.num + 1
        ctx.log.info("We've seen %d flows" % self.num)


addons = [
    Counter()
]

这里强烈建议使用第二种套路，直觉上就会感觉第二种套路更为先进，使用会更方便也更容易管理和拓展。况且这也是官方内置的一些 addon 的实现方式。

我们将上面第二种套路的示例代码存为 addons.py，再重新启动 mitmproxy：

mitmweb -s addons.py

当浏览器使用代理进行访问时，就应该能看到控制台里有类似这样的日志：

Web server listening at http://127.0.0.1:8081/
Loading script addons.py
Proxy server listening at http://*:8080
We've seen 1 flows
……
……
We've seen 2 flows
……
We've seen 3 flows
……
We've seen 4 flows
……
……
We've seen 5 flows
……

这就说明自定义脚本生效了。

事件

上述的脚本估计不用我解释相信大家也看明白了，就是当 request 发生时，计数器加一，并打印日志。这里对应的是 request 事件，那拢共有哪些事件呢？不多，也不少，这里详细介绍一下。

事件针对不同生命周期分为 5 类。“生命周期”这里指在哪一个层面看待事件，举例来说，同样是一次 web 请求，我可以理解为“HTTP 请求 -> HTTP 响应”的过程，也可以理解为“TCP 连接 -> TCP 通信 -> TCP 断开”的过程。那么，如果我想拒绝来个某个 IP 的客户端请求，应当注册函数到针对 TCP 生命周期 的 tcp_start 事件，又或者，我想阻断对某个特定域名的请求时，则应当注册函数到针对 HTTP 声明周期的 http_connect 事件。其他情况同理。

下面一段估计会又臭又长，如果你没有耐心看完，那至少看掉针对 HTTP 生命周期的事件，然后跳到示例。

1. 针对 HTTP 生命周期

def http_connect(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 收到了来自客户端的 HTTP CONNECT 请求。在 flow 上设置非 2xx 响应将返回该响应并断开连接。CONNECT 不是常用的 HTTP 请求方法，目的是与服务器建立代理连接，仅是 client 与 proxy 的之间的交流，所以 CONNECT 请求不会触发 request、response 等其他常规的 HTTP 事件。

def requestheaders(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 来自客户端的 HTTP 请求的头部被成功读取。此时 flow 中的 request 的 body 是空的。

def request(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 来自客户端的 HTTP 请求被成功完整读取。

def responseheaders(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 来自服务端的 HTTP 响应的头部被成功读取。此时 flow 中的 response 的 body 是空的。

def response(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 来自服务端端的 HTTP 响应被成功完整读取。

def error(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 发生了一个 HTTP 错误。比如无效的服务端响应、连接断开等。注意与“有效的 HTTP 错误返回”不是一回事，后者是一个正确的服务端响应，只是 HTTP code 表示错误而已。

（好了，你可以跳到示例了。）

2. 针对 TCP 生命周期

def tcp_start(self, flow: mitmproxy.tcp.TCPFlow):

(Called when) 建立了一个 TCP 连接。

def tcp_message(self, flow: mitmproxy.tcp.TCPFlow):

(Called when) TCP 连接收到了一条消息，最近一条消息存于 flow.messages[-1]。消息是可修改的。

def tcp_error(self, flow: mitmproxy.tcp.TCPFlow):

(Called when) 发生了 TCP 错误。

def tcp_end(self, flow: mitmproxy.tcp.TCPFlow):

(Called when) TCP 连接关闭。

3. 针对 Websocket 生命周期

def websocket_handshake(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):

(Called when) 客户端试图建立一个 websocket 连接。可以通过控制 HTTP 头部中针对 websocket 的条目来改变握手行为。flow 的 request 属性保证是非空的的。

def websocket_start(self, flow: mitmproxy.websocket.WebSocketFlow):

(Called when) 建立了一个 websocket 连接。

def websocket_message(self, flow: mitmproxy.websocket.WebSocketFlow):

(Called when) 收到一条来自客户端或服务端的 websocket 消息。最近一条消息存于 flow.messages[-1]。消息是可修改的。目前有两种消息类型，对应 BINARY 类型的 frame 或 TEXT 类型的 frame。

def websocket_error(self, flow: mitmproxy.websocket.WebSocketFlow):

(Called when) 发生了 websocket 错误。

def websocket_end(self, flow: mitmproxy.websocket.WebSocketFlow):

(Called when) websocket 连接关闭。

4. 针对网络连接生命周期

def clientconnect(self, layer: mitmproxy.proxy.protocol.Layer):

(Called when) 客户端连接到了 mitmproxy。注意一条连接可能对应多个 HTTP 请求。

def clientdisconnect(self, layer: mitmproxy.proxy.protocol.Layer):

(Called when) 客户端断开了和 mitmproxy 的连接。

def serverconnect(self, conn: mitmproxy.connections.ServerConnection):

(Called when) mitmproxy 连接到了服务端。注意一条连接可能对应多个 HTTP 请求。

def serverdisconnect(self, conn: mitmproxy.connections.ServerConnection):

(Called when) mitmproxy 断开了和服务端的连接。

def next_layer(self, layer: mitmproxy.proxy.protocol.Layer):

(Called when) 网络 layer 发生切换。你可以通过返回一个新的 layer 对象来改变将被使用的 layer。详见 layer 的定义。

5. 通用生命周期

def configure(self, updated: typing.Set[str]):

(Called when) 配置发生变化。updated 参数是一个类似集合的对象，包含了所有变化了的选项。在 mitmproxy 启动时，该事件也会触发，且 updated 包含所有选项。

def done(self):

(Called when) addon 关闭或被移除，又或者 mitmproxy 本身关闭。由于会先等事件循环终止后再触发该事件，所以这是一个 addon 可以看见的最后一个事件。由于此时 log 也已经关闭，所以此时调用 log 函数没有任何输出。

def load(self, entry: mitmproxy.addonmanager.Loader):

(Called when) addon 第一次加载时。entry 参数是一个 Loader 对象，包含有添加选项、命令的方法。这里是 addon 配置它自己的地方。

def log(self, entry: mitmproxy.log.LogEntry):

(Called when) 通过 mitmproxy.ctx.log 产生了一条新日志。小心不要在这个事件内打日志，否则会造成死循环。

def running(self):

(Called when) mitmproxy 完全启动并开始运行。此时，mitmproxy 已经绑定了端口，所有的 addon 都被加载了。

def update(self, flows: typing.Sequence[mitmproxy.flow.Flow]):

(Called when) 一个或多个 flow 对象被修改了，通常是来自一个不同的 addon。

示例

估计看了那么多的事件你已经晕了，正常，鬼才会记得那么多事件。事实上考虑到 mitmproxy 的实际使用场景，大多数情况下我们只会用到针对 HTTP 生命周期的几个事件。再精简一点，甚至只需要用到 http_connect、request、response 三个事件就能完成大多数需求了。

这里以一个稍微有点黑色幽默的例子，覆盖这三个事件，展示如果利用 mitmproxy 工作。

需求是这样的：

  1. 因为百度搜索是不靠谱的，所有当客户端发起百度搜索时，记录下用户的搜索词，再修改请求，将搜索词改为“360 搜索”；
  2. 因为 360 搜索还是不靠谱的，所有当客户端访问 360 搜索时，将页面中所有“搜索”字样改为“请使用谷歌”。
  3. 因为谷歌是个不存在的网站，所有就不要浪费时间去尝试连接服务端了，所有当发现客户端试图访问谷歌时，直接断开连接。
  4. 将上述功能组装成名为 Joker 的 addon，并保留之前展示名为 Counter 的 addon，都加载进 mitmproxy。

第一个需求需要篡改客户端请求，所以实现一个 request 事件：

def request(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
    # 忽略非百度搜索地址
    if flow.request.host != "www.baidu.com" or not flow.request.path.startswith("/s"):
        return

    # 确认请求参数中有搜索词
    if "wd" not in flow.request.query.keys():
        ctx.log.warn("can not get search word from %s" % flow.request.pretty_url)
        return

    # 输出原始的搜索词
    ctx.log.info("catch search word: %s" % flow.request.query.get("wd"))
    # 替换搜索词为“360搜索”
    flow.request.query.set_all("wd", ["360搜索"])

第二个需求需要篡改服务端响应，所以实现一个 response 事件：

def response(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
    # 忽略非 360 搜索地址
    if flow.request.host != "www.so.com":
        return

    # 将响应中所有“搜索”替换为“请使用谷歌”
    text = flow.response.get_text()
    text = text.replace("搜索", "请使用谷歌")
    flow.response.set_text(text)

第三个需求需要拒绝客户端请求，所以实现一个 http_connect 事件：

def http_connect(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
    # 确认客户端是想访问 www.google.com
    if flow.request.host == "www.google.com":
        # 返回一个非 2xx 响应断开连接
        flow.response = http.HTTPResponse.make(404)

为了实现第四个需求，我们需要将代码整理一下，即易于管理也易于查看。

创建一个 joker.py 文件，内容为：

import mitmproxy.http
from mitmproxy import ctx, http


class Joker:
    def request(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
        if flow.request.host != "www.baidu.com" or not flow.request.path.startswith("/s"):
            return

        if "wd" not in flow.request.query.keys():
            ctx.log.warn("can not get search word from %s" % flow.request.pretty_url)
            return

        ctx.log.info("catch search word: %s" % flow.request.query.get("wd"))
        flow.request.query.set_all("wd", ["360搜索"])

    def response(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
        if flow.request.host != "www.so.com":
            return

        text = flow.response.get_text()
        text = text.replace("搜索", "请使用谷歌")
        flow.response.set_text(text)

    def http_connect(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
        if flow.request.host == "www.google.com":
            flow.response = http.HTTPResponse.make(404)

创建一个 counter.py 文件，内容为：

import mitmproxy.http
from mitmproxy import ctx


class Counter:
    def __init__(self):
        self.num = 0

    def request(self, flow: mitmproxy.http.HTTPFlow):
        self.num = self.num + 1
        ctx.log.info("We've seen %d flows" % self.num)

创建一个 addons.py 文件，内容为：

import counter
import joker

addons = [
    counter.Counter(),
    joker.Joker(),
]

将三个文件放在相同的文件夹，在该文件夹内启动命令行，运行：

mitmweb -s addons.py

老规矩，关闭所有 Chrome 窗口，从命令行中启动 Chrome 并指定代理且忽略证书错误。

测试一下运行效果：

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最后

以上便是全部内容。Have fun and good luck！

参考：

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