Что такое MTProto и MTProxy: как устроен прокси в Telegram

MTProto — собственный протокол Telegram, по которому приложения общаются с серверами мессенджера. MTProxy — прокси-сервер, который умеет принимать это соединение и передавать его дальше. Ниже — как устроен протокол, что именно делает прокси, чем он отличается от VPN и из чего состоит ссылка, которую вам присылают.

Что такое MTProto

По определению из документации Telegram, MTProto — протокол для доступа к серверному API из приложений на мобильных устройствах. Современные клиенты используют версию 2.0; первая версия считается устаревшей и выводится из обращения.

Протокол состоит из трёх уровней, и прокси работает только на последнем:

• API-запросы. Верхний уровень превращает вызовы и ответы в двоичные сообщения: запросы, ответы, подтверждения, контейнеры из нескольких сообщений.
• Шифрование. Каждое сообщение шифруется до отправки. У сообщения есть открытый заголовок с идентификатором ключа и ключом сообщения; всё остальное зашифровано алгоритмом AES-256. Сам ключ авторизации создаётся обменом Diffie-Hellman и по сети не передаётся.
• Транспорт. Нижний уровень переносит зашифрованные данные поверх обычного сетевого протокола: TCP, WebSocket, HTTP.

Для обычных чатов (облачных) шифрование идёт между клиентом и сервером Telegram. Секретные чаты используют сквозное шифрование и описаны отдельно; для прокси разницы нет: он работает на транспортном уровне и в любом случае видит только зашифрованные данные.

Что такое MTProxy

Прокси для Telegram — промежуточный сервер. Приложение подключается не к серверам Telegram напрямую, а к прокси; тот открывает соединение с нужным дата-центром и передаёт данные в обе стороны. Для приложения всё выглядит так, будто оно говорит с Telegram, а для сети — как соединение с прокси.

Название MTProxy носит официальная реализация, которую Telegram выкладывает на GitHub. В разговорах так же называют любой прокси, говорящий на MTProto: помимо официального, есть mtg на Go и telemt на Rust. Сам Telegram в документации говорит о двух типах прокси, которые поддерживают приложения: SOCKS5 и MTProto.

Как идёт трафик

1. Клиент берёт из ссылки адрес сервера, порт и секрет.
2. Он устанавливает с прокси соединение с обфускацией: ключи для потока выводятся из случайного начального пакета и секрета.
3. В начальном пакете клиент указывает номер дата-центра, к которому нужно подключиться.
4. Прокси открывает соединение с серверами Telegram и пересылает зашифрованные данные в обе стороны.

Куда именно прокси подключается дальше — к дата-центру напрямую или через промежуточные серверы Telegram (Middle-End) — зависит от реализации и настроек. Официальный MTProxy, например, берёт адреса из файла proxy-multi.conf, который скачивают с сайта Telegram, а telemt включает Middle-End параметром use_middle_proxy. Для клиента это незаметно.

Секрет здесь выполняет две роли: прокси принимает только тех, кто его знает, а в режиме FakeTLS в нём же записан домен маскировки. Об этом — в разделе про ссылку и в статье про FakeTLS.

Транспорты и первые 64 байта

Транспорт MTProto — это «обёртка», в которую упаковывают зашифрованные данные. Какая именно, клиент сообщает заголовком, который отправляет первым. В документации Telegram описаны четыре варианта:

Такой заголовок открыт, и по нему соединение легко узнать. Поэтому придумали обфускацию — маскировку самого начала соединения. Клиент генерирует случайные 64 байта и отправляет их первыми, а дальше весь поток шифруется:

• в этих 64 байтах есть ограничения, чтобы они не совпали с заголовками других протоколов: первый байт не может быть 0xef, а первые четыре — 0xdddddddd, 0xeeeeeeee или началом HTTP-запроса;
• по смещению 56 лежит идентификатор транспорта, а у прокси по смещению 60 — номер дата-центра;
• ключ и вектор шифрования берутся из самих 64 байт, для обратного направления — из их «перевёрнутой» копии;
• поток шифруется алгоритмом AES-256 в режиме CTR, а для прокси ключ дополнительно хешируется вместе с секретом.

Последний пункт и делает секрет паролем: без него клиент выведет другой ключ, и прокси не сможет расшифровать даже заголовок. В документации Telegram этот механизм называется transport obfuscation, а в разговорах о прокси его обычно зовут obfuscated2.

Что видит прокси

Это главный вопрос недоверия: можно ли читать мою переписку через прокси? Нет. Содержимое шифруется ключом авторизации, которого у прокси нет, поэтому он передаёт непрозрачные для него данные. Документация Telegram формулирует это так: оператор прокси не может видеть ваш список чатов и активность в Telegram.

Но кое-что прокси знать всё же может:

• ваш IP-адрес — к нему он отправляет ответы;
• объём и время трафика;
• на какой дата-центр вы подключаетесь.

Поэтому Telegram советует брать данные прокси только из надёжных источников. Прокси из публичного списка в интернете может принадлежать кому угодно, и IP-адрес его владельцу вы отдаёте.

Чем прокси отличается от VPN

Простое правило: если нужно только пользоваться Telegram, прокси проще и быстрее. Если нужен доступ к другим сервисам, звонки или вы подключаетесь к мобильному интернету с белыми списками, нужен VPN.

Когда прокси нужен, а когда нет

• Нужен, если блокируют именно Telegram, а остальной интернет работает как обычно и менять его не требуется.
• Не нужен, если Telegram и без него работает: прокси добавит лишний узел и может замедлить соединение.
• Не поможет, если нужны звонки, другие приложения или вы находитесь в сети с белыми списками.

Из чего состоит ссылка

Ссылка на MTProto-прокси имеет один формат в двух записях. Для приложения подходит tg://proxy, а в браузере и мессенджерах работает t.me/proxy: по ней Telegram открывает окно подключения.

Все три параметра обязательны. server — адрес или IP сервера, port — порт, secret — секрет. Секрет — 16 случайных байт в шестнадцатеричной записи; к нему могут добавляться префикс режима и домен.

Режимы прокси

Три режима различаются тем, как прячется соединение:

• обычный — поток шифруется (obfuscated2), но начало соединения и ритм пакетов остаются узнаваемыми;
• dd — к пакетам добавляется случайное дополнение, чтобы размеры не выдавали прокси;
• ee — режим FakeTLS: соединение начинается как обычный HTTPS-обмен с настоящим сайтом.

Реализации прокси

Прокси поднимают на собственном сервере разными программами. Основные три:

• MTProxy — официальная реализация Telegram: собирается из исходников или запускается в Docker. В её README описан режим dd (padding);
• mtg — минималистичный прокси на Go для режима FakeTLS: один секрет, без управления пользователями;
• telemt — реализация на Rust: поддерживает все три режима и спонсорский канал.

Спонсорский канал

Telegram разрешает владельцу прокси продвигать канал: он появляется в списке чатов тех, кто подключился через этот прокси, и помогает покрыть расходы на сервер. Владелец при этом не видит ни списка чатов, ни активности подключённых.

Словарь в одной таблице

Где в Telegram настройки прокси

По документации Telegram, пункт меню зависит от платформы. На Android это «Настройки» → «Данные и память» → «Настройки прокси» (Settings → Data and Storage → Proxy Settings), на iPhone — «Данные и память» → «Прокси», в Telegram Desktop — «Настройки» → «Продвинутые настройки» → «Тип соединения», в приложении для macOS — «Данные и память» → «Использовать прокси».

Когда прокси подключён, над списком чатов появляется значок щита: нажатие открывает настройки прокси. В списке можно держать несколько прокси; функция автоматического переключения (Auto-Switch Proxies) переходит к следующему, если текущий отключился. Пошаговые инструкции — для Android, iPhone и компьютера.

Ограничения

• Через MTProto-прокси не работают звонки в Telegram — по FAQ проекта telemt, это ограничение архитектуры.
• Прокси не защищает остальные приложения устройства.
• У прокси ограниченный срок жизни: его адрес, порт или форму трафика может заблокировать оператор.
• Скорость и стабильность зависят от сервера и числа пользователей на нём.