使用 Python 和 I2P 开发注重隐私的应用程序

Invisible Internet Project（I2P）提供用于开发注重隐私的应用程序的框架。它是构建在常规互联网之上的虚拟网络，在其中，主机可以在不泄露其“真实”IP 地址的情况下交换数据。I2P 网络内部的连接是在称为I2P destinations（I2P 目标地址）的虚拟地址之间建立的。可以根据需要拥有任意数量的 destinations，甚至可以为每次连接使用一个新的 destination；它们不会向对端透露任何关于真实 IP 地址的信息。

本文介绍开发 I2P 应用程序时需要了解的基本概念。代码示例使用 Python 编写，并使用内置的异步框架 asyncio。

启用 SAM API 并安装 i2plib

I2P 为客户端应用程序提供了多种不同的 API。常规的客户端-服务器应用可以使用 I2PTunnel、HTTP 和 Socks 代理，Java 应用通常使用 I2CP。对于使用其他语言（例如 Python）进行开发，最佳选择是 SAM。在原始的 Java 客户端实现中，默认禁用 SAM，因此需要将其启用。进入 Router Console，打开页面 “I2P internals” -> “Clients”。勾选 “Run at Startup”，点击 “Start”，然后 “Save Client Configuration”。

C++ 实现 i2pd 默认启用 SAM。

我开发了一个用于 SAM API 的实用 Python 库，名为 i2plib。你可以通过 pip 安装，或从 GitHub 手动下载源代码。

pip install i2plib

该库可与 Python 内置的异步框架 asyncio配合使用，因此请注意，代码示例来自在事件循环中运行的异步函数（协程）。关于 i2plib 用法的更多示例可在源代码仓库中找到。

I2P 目标地址与会话创建

“I2P destination（I2P 目标标识）”从字面上说就是一组加密密钥和数字签名密钥。该集合中的公钥会发布到 I2P 网络，并用于代替 IP 地址建立连接。

以下是创建 i2plib.Destination 的方法：

dest = await i2plib.new_destination()
print(dest.base32 + ".b32.i2p") # print base32 address

base32 地址是一个哈希，用于让其他对等节点在网络中发现你的完整 Destination（I2P 目的地）。如果你计划在程序中将此 Destination 用作永久地址，请将 dest.private_key.data 中的二进制数据保存到本地文件。

现在你可以创建一个 SAM 会话，这从字面上说就是让 Destination 在 I2P 中上线：

session_nickname = "test-i2p" # each session must have unique nickname
_, session_writer = await i2plib.create_session(session_nickname, destination=dest)

重要说明：只要 session_writer 套接字保持打开，Destination（目的地标识）将保持在线。如果希望将其关闭，可以调用 session_writer.close()。

发起出站连接

现在，当该 Destination（目标）在线时，你可以使用它连接到其他对等节点。例如，可以按如下方式连接到 “udhdrtrcetjm5sxzskjyr5ztpeszydbh4dpl3pl4utgqqw2v4jna.b32.i2p”，发送 HTTP GET 请求并读取响应（它是 “i2p-projekt.i2p” 的 Web 服务器）：

remote_host = "udhdrtrcetjm5sxzskjyr5ztpeszydbh4dpl3pl4utgqqw2v4jna.b32.i2p"
reader, writer = await i2plib.stream_connect(session_nickname, remote_host)

writer.write("GET /en/ HTTP/1.0\nHost: {}\r\n\r\n".format(remote_host).encode())

buflen, resp = 4096, b""
while 1:
    data = await reader.read(buflen)
    if len(data) > 0:
        resp += data
    else:
        break

writer.close()
print(resp.decode())

接受入站连接

虽然建立出站连接很简单，但在接受连接时有一个重要细节。新的客户端连接建立后，SAM API 会向套接字发送一段包含客户端 Destination（目标地址）的 base64 编码 ASCII 字符串。由于 Destination 和数据可能在同一个数据块中到达，你需要注意这一点。

一个简单的 PING-PONG 服务器大致如下所示。它接受入站连接，将客户端的 Destination（目标标识）保存到 remote_destination 变量中，并回送字符串 “PONG”：

async def handle_client(incoming, reader, writer):
    """Client connection handler"""
    dest, data = incoming.split(b"\n", 1)
    remote_destination = i2plib.Destination(dest.decode())
    if not data:
        data = await reader.read(BUFFER_SIZE)
    if data == b"PING":
        writer.write(b"PONG")
    writer.close()

# An endless loop which accepts connetions and runs a client handler
while True:
    reader, writer = await i2plib.stream_accept(session_nickname)
    incoming = await reader.read(BUFFER_SIZE)
    asyncio.ensure_future(handle_client(incoming, reader, writer))

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I2P 目标地址与会话创建

发起出站连接

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