Gemini 协议作为一种轻量级超文本传输协议，旨在提供一个简单、安全的替代方案，避免 HTTP 的复杂性和现代 Web 的诸多问题。它运行在 TCP 端口 1965 上，并强制使用 TLS 加密，确保所有传输均为安全通道。与传统 Web 不同，Gemini 不支持 JavaScript、Cookie 或任何状态管理机制，这使得客户端实现极为简洁，同时强调隐私保护。本文将聚焦于在 Go 或 Rust 语言中工程化 Gemini 客户端的核心功能：TLS 安全的请求解析与 6 组响应码处理，从而实现对 Gemini 胶囊（capsules，即 Gemini 站点）的无 JS 导航。我们将从协议基础入手，逐步讨论实现细节、可落地参数、监控要点，并强调协议符合性测试与胶囊发现机制。
Gemini 协议基础概述
Gemini 协议的设计灵感来源于 Gopher 协议，但融入了现代安全特性。请求格式极其简单：客户端向服务器发送一个绝对 URI（如 gemini://example.com/path），后跟 CRLF（回车换行）。URI 长度不得超过 1024 字节，不允许包含用户信息部分（userinfo）或片段（fragment）。服务器响应则以两数字状态码开头，空格分隔元数据（meta），再跟 CRLF，随后是响应体（仅在成功时）。状态码分为 6 组：10-19（输入预期）、20-29（成功）、30-39（重定向）、40-49（临时失败）、50-59（永久失败）、60-69（客户端证书）。这种分组设计允许客户端基于首位数字快速决策，同时第二位提供细粒度控制。
在实现客户端时，TLS 是核心。Gemini 要求 TLS 1.2 或更高版本，并强制使用 Server Name Indication (SNI) 以支持虚拟主机。证书验证推荐采用 Trust on First Use (TOFU) 模式：首次连接时接受服务器证书，保存指纹，后续连接验证匹配。这避免了依赖中心化 CA 的复杂性，但需小心 MITM 攻击。Go 的 crypto/tls 包和 Rust 的 rustls 库均提供原生支持，便于集成。
TLS 安全请求构造与解析
构建请求前，客户端需解析输入 URI，确保符合 Gemini 方案（scheme 为 "gemini"）。在 Go 中，可使用 net/url 包解析 URI，提取主机、端口（默认 1965）和路径。若路径为空，建议添加尾随 '/' 以提高兼容性。请求字符串即为完整 URI + "\r\n"。
TLS 连接建立是关键步骤。在 Go 示例中：
import (
"crypto/tls"
"net"
"fmt"
)
func connectGemini(host string, port string) (*tls.Conn, error) {
config := &tls.Config{
ServerName: host,
InsecureSkipVerify: false,
MinVersion: tls.VersionTLS12,
}
conn, err := net.Dial("tcp", host+":"+port)
if err != nil {
return nil, err
}
tlsConn := tls.Client(conn, config)
if err := tlsConn.Handshake(); err != nil {
return nil, err
}
return tlsConn, nil
}
这里，MinVersion 确保 TLS 1.2+，ServerName 启用 SNI。TOFU 验证可扩展：维护一个 map 存储主机-指纹对，首次连接计算 SHA-256 指纹并提示用户确认，后续比较。若不匹配，触发警告或中止。
Rust 中，使用 rustls 和 tokio 等异步库类似：
use rustls::{ClientConfig, RootCertStore};
use std::sync::Arc;
fn create_tls_config(host: &str) -> Arc<ClientConfig> {
let mut root_store = RootCertStore::empty();
let config = ClientConfig::builder()
.with_root_certificates(root_store)
.with_no_client_auth();
Arc::new(config)
}
连接后，发送请求：tlsConn.Write([]byte(requestURI + "\r\n"))。解析请求侧重错误处理：URI 过长或无效格式时，客户端应本地验证，避免无效连接。参数建议：超时阈值设为 30 秒（Handshake 10s，读写 20s），重试次数限 3 次，指数退避（初始 1s，倍增）。
6 码响应处理与导航逻辑
响应解析从读取头部开始：服务器发送 "XX meta\r\n"，客户端需逐字节读取直到 CRLF。Go 的 bufio.Reader 便利：
import "bufio"
status, meta, err := readResponseHeader(tlsConn)
if err != nil { }
code := int(status[0]-'0') * 10 + int(status[1]-'0')
基于首位数字分组处理：
-
1x (10/11 输入预期)：显示 meta 作为提示，收集用户输入，URI 编码（空格 %20，换行 %0A）后附加查询，重发请求。11 为敏感输入，不回显。参数：输入缓冲限 1024 字节，支持多行。
-
2x (20 成功)：meta 为 MIME 类型（默认 text/gemini; charset=utf-8）。读取剩余体直到 EOF（服务器关闭连接）。导航：解析 gemtext 链接（=> URL），无 JS 故纯文本渲染。清单：支持 text/gemini、text/plain；其他 MIME 保存或外部打开。
-
3x (30/31 重定向)：meta 为新 URI，限 5 次跟随。30 临时（保留原 URI），31 永久（更新书签）。解析相对 URI，合并主机/路径。
-
4x (40-44 临时失败)：无体，显示 meta 消息。40 通用重试，41 服务器不可用（503 类似），42 CGI 错误，43 代理错误，44 慢速（指数退避）。监控：日志重试计数，阈值 5 次后放弃。
-
5x (50-59 永久失败)：无重试。50 通用，51 未找到（404），52 已消失（410），53 代理拒绝，59 坏请求。客户端缓存避免重复。
-
6x (60-62 证书)：要求客户端证书。60 需 cert，61 授权失败，62 无效 cert。生成自签名 cert（限路径作用域），用户确认后重发。Rust 的 rcgen 库可动态生成。
导航实现：维护栈式历史，无状态故每个链接新连接。胶囊发现：从根 / 开始爬取 => 链接，构建站点地图。无 Cookie，故无会话；隐私优先，避免指纹。
协议符合性测试与胶囊发现
符合性测试至关重要。使用 gemini.tilde.pw 测试套件验证请求/响应格式、TLS 合规。参数：URI 边缘 case（空路径、长 URI）、状态码模拟（mock 服务器）。Go 测试：httptest 适配 TLS；Rust：tokio-test。
胶囊发现：客户端扫描已知索引（如 gemini://gemini.circumlunar.space/），解析链接。实现 BFS 爬虫，限深度 3，过滤非 gemini://。监控：连接池限 10，速率 1/s 避 DoS。
可落地参数与回滚策略
- TLS 参数：Cipher Suites 优先 ECDHE + AES-GCM；TOFU 数据库 SQLite 存储。
- 解析阈值：头部读超时 5s，体大小限 1MB（用户可调）。
- 错误处理：4x/5x 缓存 TTL 1h；6x cert 过期检查。
- 监控点：Prometheus 指标：连接成功率、状态码分布、重定向链长。
- 回滚：若 TLS 1.3 问题，降 1.2；测试失败回默认 HTTP 代理（非推荐）。
实现 Gemini 客户端强调简洁：Go 约 500 行，Rust 类似。避免复杂依赖，聚焦核心。
资料来源：Gemini 协议规范（https://geminiprotocol.net/docs/protocol-specification.gmi），官方文档（https://geminiprotocol.net/docs/）。
（字数：约 1250 字）