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看懂这篇文章可能需要的前置知识 DNS ，不对称加密，数字摘要，数字签名
DNSSEC（DNS Security Extensions） 域名系统安全扩展。 开启DNSSEC，可有效防止DNS欺骗和缓存污染等攻击。 它是通过数字签名来保证DNS应答报文的真实性和完整性。
DNSSEC 的工作原理
一般的 DNS
查询 A 记录 -> 返回 A 记录的值
启用了 DNSSEC 的 DNS
查询 A 记录 -> 返回 A 记录的值和 A 记录的 RRSIG
DNSSEC 大致的验证流程
- 查询 A 记录
- 在请求报文里的 Additional 加上 DNSSEC
- 从响应报文里获取 RRSIG 记录
- 从 RRSIG 记录获取 singer （singer 是一个域名，可能同一级域名也可能是上一级域名）
- 查询 singer 的 DNSKEY 记录，获得 ZSK 和 KSK
- 使用 ZSK 验证 A 记录的 RRSIG
- 如果结果一致，继续查询 singer 的 DS 记录
- 对比 KSK 的数字摘要和 DS 记录里的是否一致
- 如果结果一致，继续查询 singer 上一级域名的 DNSKEY
- 用上一级域名的 ZSK 验证 DS 记录的 RRSIG
- 如果结果一致，继续套娃，查询上一级域名的 DS ，直到根域名为止
- 整个验证的流程和 TLS 的证书链有点相似
让域名支持 DNSSEC
- 确认顶级域名支持 DNSSEC
- 确认域名注册商支持 DNSSEC
- 如果当前的域名注册商不支持，就想办法把域名转到能支持的域名注册商
- 添加对应的记录
- RRSIG (Resource Record Signature) 资源记录签名 该记录用于存放当前域名每一条记录的签名
- DNSKEY (DNS Public Key) DNS 公钥
- DNSKEY 会有两条记录
- Zone-Signing Key（ZSK） 一般查询的记录由 ZSK 签名
- Key-Signing Key（KSK） DNSKEY 记录也有 RRSIG ，由 KSK 签名
- DS (Delegation Signer) 授权签名
- KSK 的数字摘要
- DS 记录也有 RRSIG ，由上一级域名的 ZSK 签名
- NSEC (Next Secure) 下一个安全的 用于验证不存在的资源记录
- 其实笔者没搞明白，这个是用来干什么的
检查网站对 DNSSEC 的支持
- 用来测试网站对 DNSSEC 的支持 https://ipv6.ustc.edu.cn/onlinechecklog.php
- 查看 DNSSEC 的签名流程 https://dnsviz.net/
- 校验 DNSSEC https://dnssec-analyzer.verisignlabs.com/
- 查看 DNS 的各类记录 https://www.nslookup.io/
DNSSEC 记录
现在的 DNSSEC 至少有 8 种记录类型
- RRSIG (digital resource record signature)
- DNSKEY (public key)
- DS (parent-child)
- NSEC (proof of nonexistence)
- NSEC3 (proof of nonexistence)
- NSEC3PARAM (proof of nonexistence)
- CDS (child-parent signaling)
- CDNSKEY (child-parent signaling)
下面几个小节主要是描述响应报文里的 Answer 的 RDATA
DNSKEY
- Flags
- 256 ZSK
- 257 KSK
- Protocol
- 固定值 3 ，表示 DNSSEC
- Algorithm 不对称加密算法
- 1 = RSA/MD5
- 2 = Diffie-Hellman (This is not supported by BIND and Infoblox appliances.)
- 3 = DSA
- 4 = Reserved
- 5 = RSA/SHA1
- 6 = DSA/SHA1/NSEC3
- 7 = RSA/SHA1/NSEC3
- 8 = RSA/SHA-256
- 9 = Reserved
- 10 = RSA/SHA-512
- 11 = Reserved
- 12 = GOST R 34.10-2001
- 13 = ECDSA-P256-SHA-256
- Key
- 公钥的 base64 字符串
Algorithm 的列表 https://www.iana.org/assignments/dns-sec-alg-numbers/dns-sec-alg-numbers.xhtml
rfc 4034 里明确的表示不建议使用 RSA/MD5 作为加密算法
DS
- KeyTag
- 根据公钥计算出来的
- Algorithm
- 和对应的 DNSKEY 的 Algorithm 一致
- DType 散列算法
- 1 = SHA-1
- 2 = SHA-256
- Digest
- ksk 的散列值
KeyTag 的生成方式
伪代码
unsigned int
keytag (
unsigned char key[], /* the RDATA part of the DNSKEY RR */
unsigned int keysize /* the RDLENGTH */
)
{
unsigned long ac; /* assumed to be 32 bits or larger */
int i; /* loop index */
for ( ac = 0, i = 0; i < keysize; ++i )
ac += (i & 1) ? key[i] : key[i] << 8;
ac += (ac >> 16) & 0xFFFF;
return ac & 0xFFFF;
}
php
$flags = 257;
$protocol = 3;
$algorithm = 13;
$publicKey = 'mdsswUyr3DPW132mOi8V9xESWE8jTo0dxCjjnopKl+GqJxpVXckHAeF+KkxLbxILfDLUT0rAK9iUzy1L53eKGQ==';
$bin = pack('nCC', $flags, $protocol, $algorithm);
$bin .= base64_decode($publicKey);
$keytag = array_sum(unpack('n*', $bin));
$keytag += ($keytag >> 16) & 0xFFFF;
$keytag = $keytag & 0xFFFF;
Digest 的生成方式
伪代码
digest = digest_algorithm( DNSKEY owner name | DNSKEY RDATA);
DNSKEY RDATA = Flags | Protocol | Algorithm | Public Key.
php
$domainName = 'nslookup.io.';
$flags = 257;
$protocol = 3;
$algorithm = 13;
$publicKey = 'mdsswUyr3DPW132mOi8V9xESWE8jTo0dxCjjnopKl+GqJxpVXckHAeF+KkxLbxILfDLUT0rAK9iUzy1L53eKGQ==';
$publicKey = base64_decode($publicKey);
$domainNameBin = '';
foreach (explode('.', $domainName) as $part) {
$domainNameBin .= pack('C', strlen($part));
$domainNameBin .= $part;
}
if (substr($domainName, -1) !== '.') {
$domainNameBin .= pack('C', 0);
}
$rdata = pack('nCC', $flags, $protocol, $algorithm);
$rdata .= $publicKey;
$data = $domainNameBin . $rdata;
$digest_algo = 'sha256';
$digest = openssl_digest($data, $digest_algo);
RRSIG
- Type Covered
- Algorithm
- Number of Labels
- 域名的层级，例如 nslookup.io 就是 2
- RRset TTL
- Expiration Time
- 记录的过期时间
- Inception Time
- 记录的生效时间
- Key Tag
- Signature Name
- 就是域名，包含根，例如 nslookup.io.
- Signature
- 签名
DNSSEC 的问题
- 只有部分顶级域名支持
- 即使顶级域名支持，还需要域名注册商的支持
- 无法保证私密性
- DNSSEC 并没有改变 DNS 基于 UDP 的通讯方式，数据流也都是明文传输， DNSSEC 所做的只是加上了一个数字签名，而中间人依然可以看到你请求了什么、结果是什么
- 挟持发生时不能告诉用户真正的记录
- 如果要让互联网变得更加安全，那么其它层面的保护（例如 TLS 证书和 DoH ）同样重要。
其它
Windows 的 nslookup 不支持 DNSSEC 的记录查询。
PowerShell 的 cmdlet Resolve-DnsName 支持 DNSSEC 的记录查询。
Resolve-DnsName www.nslookup.io -type A -DnssecOk -server 8.8.8.8
最好还是用 dig 命令来检测 DNSSEC 。
dig @8.8.8.8 www.nslookup.io +dnssec