DNSSEC – o co jde?

9. 7. 2009 | Jakub Jirků | Sítě | 5404×

O DNSSEC se posledni dobou hodně mluví. O co jde? To se brzo dozvíte.

Co je to DNSSEC?

Napřed ale pár formalit, bez kterých by prohlašení „DNSSEC přídává zabezpečení dat do DNS“ nebylo moc platné, tedy:

Rychlý úvod do DNS

DNS je jedním z nejstarších protokolů internetu a vypadá to, že s námi ještě nějakou dobu bude. Co dělá? Když nějaké aplikaci řeknete jméno počítače, dopadne to nejčastěji tak, že použije DNS, aby zjistila jeho IP adresu (DNS je jen jedna z možností). DNS obsahuje tři druhy entit – stub resolvery (nechávám v původním znění, ač pamětníci si možná vzpomenou na krásný překlad „stub“ slovem „pahýl“, který roky používala česká Wikipedie pro příliš krátké články), rekurzivní nameservery (říká se jim i jen resolvery) a autoritativní nameservery.

Stub resolver je obvykle implementovaný v systémové knihovně C a příliš toho neumí – člověk mu jen řekne IP adresu rekurzivního serveru, který má používat, a on mu bude přeposílat všechny své požadavky. Rekurzivní nameserver takový požadavek vezme a zeptá se vhodného autoritativního serveru. Autoritativní server potom obsahuje záznamy o tom, které jméno odpovídá které IP adrese. Jak resolver pozná, který autoritativní server je vhodný? DNS je strukturováno hierarchicky. Když bude resolver chtít zjistit IP adresu odpovídající www.abclinuxu.cz, zeptá se kořenového serveru. Ten mu řekne, ať se zeptá serveru pro .cz, jeho adresu a ať neotravuje. Server, starající se o .cz, bude vědět, kdo se stará o abclinuxu.cz, a tak dále.

Adresy kořenových serverů resolver prostě ví (obvykle je autor nebo distributor napíše do konfiguračního souboru), odpovědi od autoritativních serverů si většina resolverů pamatuje, aby se nemusela ptát znovu na populární domény (třeba .com). DNS používá pro přenos protokol UDP. Principiálně by TCP nevadilo (a někdy se používá), ale většinou se nevyplatí ztrácet čas sestavovováním TCP spojení.

Problémy s DNS a kde se tam bere DNSSEC?

DNS provází bezpečností problémy snad od počátku internetového světa. Tradiční server BIND by mohl v počtu bezpečnostních chyb soutěžit se sendmailem a to, že obsahuje jak autoritativní, tak rekurzivní nameserver – a pokud chci používat jen jedno, tak musím jednu z funkcí vypnout – také nepomáhá. Horší jsou ale problémy se samotným protokolem – UDP paket je snadné podvrhnout, a protože si resolver odpovědi pamatuje, může se snadno stát, že se místo skutečného cíle budou uživatelé připojovat kdovíkam. Autoritativní server posílá s daty i informaci o tom, jak dlouho si má resolver data pamatovat, takže takový podvrh může vydržet i docela dlouho (teoreticky 68 let).

Různé implementace resolverů obsahovaly různé chyby, například nekontrolování autority serveru (kdy mohl server v odpovědí týkající se www.abclinuxu.cz prohlásit, že se stará o .cz, a resolver mu věřil) nebo obzvláště vypečený problém, kdy resolver akceptoval odpověď, na kterou se vůbec neptal, a spokojeně ji distribuoval dál. Takové chyby jsou bezpochyby hloupé a dají se odstranit, ale takové chyby útok neumožňují, jen ho usnadňují, hlavní potíž je pořád v DNS. A proto vznikl DNSSEC.

DNSSEC

DNSSEC přidává zabezpečení dat do DNS. Konkrétně kryptografii s veřejným klíčem, přesněji jen digitální podpisy – data v DNS jsou obvykle veřejná (ač s DNSSEC mohou být veřejnější, než by bylo zdrávo, ale o tom později), takže šifrovat ho nemá valný smysl. DNSSEC je zpětně kompatibilní s DNS – přidává nové druhy DNS záznamů pro ukládání klíčů a ke každé odpovědi, kterou pošle, přiloží digitální podpis jako další odpověd. Tu ale bude starý resolver ignorovat, protože o odpověď tohoto typu nestojí. Podpisy jsou stejně hierarchické jako DNS – root servery mají svoje klíče (které by si měl každý resolver pamatovat spolu s jejich adresami), těmi jsou podepsané jednotlivé domény jako .cz a tak dále. Pokud se útočník nezmocní některého z klíčů, nehrozí tedy podvržení dat.

DNSSEC tedy řeší hlavní problém. Je tu ale spousta háčků, převážně implementačních.

Problémy s DNSSEC

První nepříjemnost je se stub resolvery. Resolver toho v DNSSEC musí dělat dost navíc oproti DNS – pro začátek se starat o to, jestli má aktuální klíče, jestli nejsou prohlášeny za neplatné, a tak dále – takže není moc dobrý nápad implementovat ho uprostřed knihovny C. Pro stub resolver to ale znamená, že musí věřit plnohodnotnému resolveru. Pokud jsou na stejném počítači, není to problém, ale pokud po něm netoužím, musím důvěřovat resolveru, který používám, a DNSSEC mi za taková data nijak neručí; jen mi resolver nastaví v odpovědi příznak, jestli bylo ověření autenticity úspěšné.

Řešením je tedy provozovat plnohodnotný resolver na každém počítači? Ano, ale to s sebou přináší svou sbírku problémů. DNSSEC resolver potřebuje rozumně přesný čas, takže k němu můžeme přibalit i NTP server a z toho nebudou zařízení jako mobilní telefony příliš nadšená. Větším problémem je ale distribuce klíčů, protože takové klíče je potřeba distribuovat (doslova) celému internetu, a pokud by někdo kompromitoval klíče kořenových serverů, můžeme dát celý DNSSEC na pár let k ledu. Ostatně, ohledně klíčů se strhla zajímavá politická debata, protože se USA nechtějí vzdát toho, že budou jediné, kdo k nim bude mít přístup (a tedy ovládat slušnou část internetu, hned jak se DNSSEC rozšíří), ale poslední dobou to vypadá, že jsou přístupnější diskusi.

Pokud jde o veřejnější informace, než je zdrávo, jak jsem sliboval nahoře, věc se má tak: V původním návrhu DNSSEC byl problém s očíslováním záznamů, které umožňovalo projít všechny záznamy v doméně. Oblíbené přirovnání říká, že rozdíl proti normálním dotazům je asi stejný, jako rozdíl mezi tím, když se dovolám na firemní ústřednu a nechám se přepojit, a když někde visí všem outsiderům dostupný telefonní seznam se všemi zaměstnanci. Pravdou je, že tohle v normálním DNS nejde, a nasazení DNSSEC tedy znamená, že o sobě doména uveřejní víc informací než předtím. Split-horizon, tedy nastavení, při kterém autoritativní server odpovídá různě podle toho, kdo se ptá, navíc v DNSSEC, právě kvůli interakci s digitálními podpisy, moc nefunguje.

Schválně píši „v původním návrhu DNSSEC“, protože bylo vyvinuto rozšíření, které tento problém řeší, pod názvem NSEC3. To má ale jiný problém – podporuje ho zatím jen málo softwaru. A je tu ještě jeden větší problém: Kořenové servery zatím nejsou podepsány a vůbec DNSSEC nepodporují. Doména .cz DNSSEC podporuje (podobně jako domény Brazílie, Maďarska, Švédska a další), ale pokud chcete vlastní DNSSEC resolver, musíte si klíče a nastavení důvěry nakonfigurovat sami a aktualizace klíčů za vás v tuhle chvíli také nikdo neudělá. Další správci domén čekají na rozšířenější implementace NSEC3. VeriSign slíbil podepsané .com do dvou let a do konce roku 2009 by měly být konečně podepsány kořenové servery – a tím může plnohodnotné používání DNSSEC začít.

       

Komentáře

[kralyk z abclinuxu]

No koukám, že DNSSEC nám situaci s bezpečností nikterak nezjednodušší, ba naopak, bude v tom pěkenj hokej

(...), protože se USA nechtějí vzdát toho, že budou jediné, kdo k nim bude mít přístup

No jo, to by nebyli voni, ti kluci americký vykutálený

rejp: v poslední části je na začátku aktální místo aktuální a skoro na konci je VegiSign místo VeriSign

[Robert Krátký]

rejp

Dík, opraveno.

[tomfi]

Docela mě článek zaujal... chci se zeptat co se bude dít se záznamy, které nebudou podepsané? .

Odhaduju, že se to bude řešit nějak komplexně... resolver pošle info a tím je z obliga... software bude buď otravovat uživatele, že se mu něco nezdá, nebo je otravovat nebude a bude mít větší podíl na trhu (uživatele nechtějí aby je software obtěžoval, natož je stavěl svévolně před rozhodovací problémy) .Teprve až všichni přejdou  tak začně aplikovat zabezpečení. Tady bude asi kámen úrazu, kdy výrobce SW určí, že už přešli všichni, jsou dvě varianty.. buď "přejdou všichni uživatele k němu", nebo "všichni ostatní výrobci už uživatele otravují a vypadá to že můj podíl na trhu už dál neporoste". (tím co bylo napsáno se nesnažím ukázat na žádného konkrétního výrobce softwaru)... je ten odhad správný?

Je můj odhad správný?

[Filip Jirsák]

To je jako se ptát, co se bude dít s webovými servery, které jsou dostupné přes HTTP a ne přes HTTPS – nic, bude jich i nadále většina. Spíš to bude tak, že software využije informaci o podepsaném DNS a nějakým způsobem to dá najevo uživateli. Takže třeba internetový prohlížeč zobrazí adresní řádek webu, jehož doména je podepsaná DNSSEC, růžově (nebo která barva je ještě volná).

[St4nd3l]

Prohlizec vubec netusi zda je domena podepsana nebo ne tohle si resi validujici resolver. Takze zadna barva se asi konat nebude :)

[Filip Jirsák]

Netuší to teď. V budoucnosti se k té informaci samozřejmě bude muset nějak dostat, jinak je to celé k ničemu – pokud tedy nebereme v úvahu stav, kdy je podepsáno vše a odpovědi, u nichž se nepodaří podpis ověřit, se rovnou zahodí. Ale bavíme se snad o tomto tisíciletí.

[Vladki]

Aplikace to netusi a nemusi tusit. Resolver overi podpis a to co je dobre podepsane pusti. To co vubec neni podepsane pusti taky. Pouze pokud je podpis spatne - t.j. nekdo se snazi neco nekaleho udelat na podepsane domene, tak resolver odpovi ze doslo k chybe. Aplikace se tak nedozvi zadnou odpoved a nevleze napr. na podvodny web.

[Filip Jirsák]

Úplně stejně by to mohlo fungovat u toho HTTPS – nyní prohlížeč, pokud se mu nepodaří ověřit certifikát, vypíše varování a umožní uživateli se ke stránce proklikat. Kdyby se choval podle vámi popsaného způsobu, uživatele by na stránku vůbec nepustil – opravdu je to to, co lidé chtějí? Navíc pokud se resolver chová stejně k podepsané i nepodepsané doméně, je celé DNSSEC k ničemu, protože útočníkovi prostě stačí podepsaným paketům znemožnit dostat se ke klientovi a místo toho mu poslat nepodepsané (a pokud se resolver spokojí s první odpovědí, nemusí ty podepsané ani odklánět).

[Ondrej Filip]

Vladki to napsal zcela spravne. Pokud je nektery zaznam nepodepsany, tak i z nadrazene zony vite, ze je nepodepsany a naopak. Takze pokud utocnik podvrhne nepodepsany zaznam a Vy vite, ze mel byt podepsany, tak jej odmitnete.

 

Analogie s HTTPS zde proste nefunguje, pokud nesedi podpis, je zaznam odmitnut. U DNS nemate moznost nejak klikat a nastavovat vyjimky.

[tomfi]

Původně byl můj příspěvek delší, ale nakonec jsem jej redukoval... myslím že o http a https to tak úplně není, služby založené na vizuální reprezentaci jsou no s trochou nadsázky "ty méně náročné na otravování"... ale s příchodem ipv6 bude hooodně důležité DNS. To se myslím všichni shodneme. Že to zrovna prohlížeč může vyřešit při surfování je jedna věc...

pozor Internet není a nebude jenom o http.. telefonie, jabber, mail, přenos souborů, dynamicky tvořené bezpečné tunely, prostě přenos všeho možného... to všechno může být závislé na dns ... a přesvědčovat telefon že opravdu s tím člověkem na druhém konci chci mluvit, že opravdu jsem si jistý že to není podvodník se ani mě moc chtít nebude ..a to vůbec neuvažuju eventualitu že by mi telefon odmítl spojení celkově.

No nechám se překvapit jak to nakonec bude... Naštěstí mě uklidnila zpráva, že certifikáty ke kořenovým serverům chtějí držet Američani... kolébka spamu a útoků :D Aby nevznikla horká diskuse, opírám se o tyto články:

http://www.usatoday.com/tech/news/computersecurity/infotheft/2007-03-19-attacks-us_N.htm

http://news.cnet.com/U.S.-cooks-up-most-spam/2100-1024_3-5322803.html

[Filip Jirsák]

To ale platí v případě, kdy mám důvěryhodný seznam certifikátů nadřazených zón – v ideálním případě tedy jeden důvěryhodný certifikát kořenové zóny. I v takovém případě je pro uživatele užitečné vědět, jestli záznam existuje a je podepsán, nebo pouze existuje.

Analogie s HTTPS zde proste nefunguje, pokud nesedi podpis, je zaznam odmitnut.

Pro uživatele může být užitečná i informace, zda záznam nebyl nalezen nebo zda byl nalezen záznam bez podpisu / se špatným podpisem. A analogie s HTTP vs. HTTPS zde funguje – pořád je důležité vědět, zda záznam byl podepsán nebo nebyl. To, že je v TLD .cz možnost podepsat záznamy nijak nezvyšuje mojí důvěru v nepodepsaný záznam example.cz. Je to stejné, jako kdyby vás prohlížeč nepustil na stránku s neplatným HTTPS certifikátem, ale neměl byste žádnou kontrolu nad tím, zda se připojujete přes HTTP nebo HTTPS.

U DNS nemate moznost nejak klikat a nastavovat vyjimky.

Zajímavé, že se všude popisuje, jak si nastavit takovou výjimku pro TLD .cz a říci resolveru, že tato doména je podepsaná tím a tím certifikátem, ačkoli kořenová doména podepsaná není. Alespoň tohle je to, co já si pod výjimkou v DNSSEC představuji – řeknu resolveru, ať nehledí nalevo napravo a jako certifikát pro danou doménu bere tenhle certifikát.

[Ondrej Filip]

Bohuzel, vychazite ze spatneho predpokladu, ze DNS pouzivaji pouze aplikace urcene pro zive uzivatele. Ale jak byste chtel zpracovavat stav, kdy resolver dostane spatne podepsanou odpoved na dotaz, ktery si vyzadal treba automaticky zalohovaci system? Obdobne, co by melo delat MTA? Proste spatne podepsany zaznam se zahazuje, protoze je to pravdepodobne utok.

 

Vyjimky nejdou ve smyslu weboveho prohlizece a HTTPS protokolu. Neni mozne nastavit, ze A zaznam bad.example.cz mam akceptovat i se spatnym podpisem. A rozhodne to nejde v aplikaci.

 

Kazdopadne pokud jste s DNSSEC nespokojeny, nic Vam nebrani dat do IETF navrh. Jinak se obavam, ze se nic nestane, protoze lide, kteri DNS provozuji, jsou s tim soucasnym stavem vice ci mene spokojeni.

 

 

 

 

[Filip Jirsák]

Bohuzel, vychazite ze spatneho predpokladu, ze DNS pouzivaji pouze aplikace urcene pro zive uzivatele.

Nevycházím, já nic takového nepředpokládám.

Ale jak byste chtel zpracovavat stav, kdy resolver dostane spatne podepsanou odpoved na dotaz, ktery si vyzadal treba automaticky zalohovaci system? Obdobne, co by melo delat MTA? Proste spatne podepsany zaznam se zahazuje, protoze je to pravdepodobne utok.

Automatický zálohovací systém i MTA by se zachovaly přesně tak, jak by je nakonfiguroval jejich správce.

Špatně podepsaný záznam je pravděpodobně útok, ale já tady píšu hlavně o (správně, záměrně) nepodepsaných záznamech. Co uděláte, když vás e-shop přesměruje na platební bránu, bude chtít zadat údaje o platební kartě a vy uvidíte, že jde o protokol HTTP? poklepete si na čelo, a údaje zadávat nebudete, protože víte, že to není bezpečné. Ale nepodepsané DNS odpovědi klidně věřit budete, protože to přece není špatně podepsaný záznam (bavíme se o nepodepsané odpovědi, kdy správce nepoužívá DNSSEC a nepodepsaná odpověď je tedy správně). U protokolu HTTPS je to zrovna zbytečné, protože tam se ověřuje i identita, a DNSSEC je tedy zbytečné. Ale internet není jen web, jsou i jiné protokoly, které mohou zajišťovat ochranu před únosem spojení, ale nemusí zajišťovat ověření identity druhé strany. V takovém případě by byl užitečný mechanizmus ověření identity skrze DNS – jenže k tomu potřebuju umět rozeznat stav, kdy je identita zaručena, od stavu, kdy nevím. DNSSEC bez úprav resolveru ale umí indikovat jenom dva stavy – nevím a nenalezeno/útok. Tedy záruka žádná.

Kazdopadne pokud jste s DNSSEC nespokojeny, nic Vam nebrani dat do IETF navrh.

Změna není potřeba na úrovni protokolu DNS, ale na úrovni resolveru. „Stačí“ doplnit funkce socket() a bind() o návratový příznak „DNS odpověď ověřena“. bez toho je DNSSEC vhodné k nasazení na servery, ale vůbec nic nepřináší klientům. Protože pro klienta bez úpravy resolveru nepřináší DNSSEC žádný rozdíl – pořád musí odpovědi DNS považovat za nedůvěryhodné.

[Ondrej 'SanTiago' Zajicek]

> doplnit funkce socket() a bind() o návratový příznak

Funkce socket() a bind() s DNS vubec nepracuji. Bezne programy pouzivaji variantu gethostbyname().

[Filip Jirsák]

Máte pravdu, nějak jsem si vymyslel, že si tyhle funkce převádějí jméno na IP adresu automaticky. Když jsou tu ale specializované funkce na práci s resolverem, je to tím jednodušší.

[Ondrej Filip]

Bohuzel uz nemam cas na delsi diskusi, kazdopadne - Zvlastni je, ze to neduveryhodne DNS ted pouzivate a na celo si neklepete. Srovnavat HTTPS a DNSSEC dost dobre nejde. Jedno podepisuje, druhe sifruje.

 

S modifikaci funkci resolveru Vam preji hodne stesti, kazdopadne to uz neni o DNSSEC.

[Filip Jirsák]

Zvlastni je, ze to neduveryhodne DNS ted pouzivate a na celo si neklepete.

A v tom je právě problém. K čemu je dobré DNSSEC, když pro mne jako pro uživatele budou DNS odpovědi stejně nedůvěryhodné,jako dosud? Jsou s tím jen náklady na zavedení, ale přínos pro klienta žádný.

Srovnavat HTTPS a DNSSEC dost dobre nejde. Jedno podepisuje, druhe sifruje.

DNSSEC by mohlo sloužit k ověření identity, HTTPS se dnes používá také zejména k ověření identity.

[Ondrej 'SanTiago' Zajicek]

> K čemu je dobré DNSSEC, když pro mne jako pro uživatele budou DNS odpovědi stejně nedůvěryhodné,jako dosud?

Jako ochranu pred DOS utokem - pokud resolveru prijdou dve odpovedi (falesna a korektni), nema resolver informace k tomu, aby urcil, ktera z nich je ta spravna. A tak musi si jednu vybrat a tu predat dal. Pokud vybere tu spatnou, tak na to sice treba WWW prohlizec pomoci HTTPS prijde, ale uz neni moznost pak ziskat pak tu spravnou. Takze se na cilovou adresu nedostane (a tedy to jde povazovat za DOS utok).

Je pravda, ze u koncoveho resolveru by to slo resit i jednoduseji, ale u rekurzivniho DNS serveru tezko.

[Filip Jirsák]

Jenže klient toho resolveru se stejně nedozví, že dostal správnou odpověď. Jistě, DNSSEC snižuje pravděpodobnost útoku a umožňuje na straně serveru ošetřit, že na mou doménu nemůže být veden úspěšný útok podvržením DNS odpovědi (pokud klient používá DNSSEC). Ale když se na to podívám z hlediska klienat a z hlediska bezpečnosti, není žádný rozdíl ve „starém“ DNS a v DNSSEC bez informování klienta. Z pohledu bezpečnosti musím vždy očekávat nejhorší případ, a to je v obou případech podvržená odpověď – z pohledu klienta tedy s DNSSEC sice snížím pravděpodobnost podvržení odpovědi, ale z hlediska toho, jak moc se mohu na DNS spolehnout, je DNS i DNSSEC stejně nespolehlivé. Když se zavede indikace DNSSEC z resolveru do aplikace, dostane se najednou DNSSEC do jiné kategorie, protože tam mám odpovědi, kterým můžu důvěřovat.

[Bedňa]

Výborný nápad, založte ho do trezoru naspodok aby ho nikto nenašiel.

[David Jaša]

Dal by se v rámci dnssec distribuovat i otisk certifikátu, který server používá pro HTTPS?

[Ondrej Filip]

Ne snad primo pomoci DNSSEC, ale pomoci DNS rozhodne. Podobne to uz funguje u SSH - zaznam SSHFP. Na tomto standardu se uz pracuje a nezustavame jen u webu. Pojednavala o tom jedna z prednasek na IT09.

[David Jaša]

Ne snad primo pomoci DNSSEC, ale pomoci DNS rozhodne.

Nicméně bez DNSSEC není třeba se o něco takového vůbec snažit.

[Ondrej Filip]

Ano, bez DNSSEC je to snadno napadnutelne.

[Ondrej Filip]

Predevsim domena Madarska podepsana neni.

 

Nechapu, jak se pomoci DNSSEC ovlada Internet. DNSSEC v soucasnem modelu delegace domen nejvyssi urovne nic nemeni. O vzniku a zaniku domen proste rozhoduje ICANN ve spolupraci s DoC a technicky pak zonu tvori Verisign. S prichodem DNSSECu se na tomto nic nemeni.

 

Kde jste cerpal informaci, ze dalsi spravci cekaji na rozsireni NSEC3? Vetsina spravcu ceka na podpis root zony. Mimochodem .GOV a .ORG jsou podepsane pomoci NSEC3.

 

Proc myslite, ze pri kompromitaci klicu korenove zony by byl DNSSEC na par let u ledu?

[Foo Bar]

Nerozumím tomu, proč autor píše o něčem, čemu zjevně nerozumí (a teď ani nemluvím o DNSSECu, ale i o DNS) a ani si ten článek nenechá zkontrolovat někým, kdo by mu ty základní chyby našel a opravil.

A taky nerozumím tomu, proč takovou hroznou slátaninu ABClinuxu vydalo :(.

Abych nemluvil obecně, tak uvedu pár věcných chyb:

- u DNS se nepodvrhává jen "UDP paket", ale DNS zpráva, která v sobě obsahuje ještě ID, které je potřeba uhádnout

- TTL 86 let je jen velmi velmi teoretická, prakticky je to nesmysl, protože majoritní resolvery mají vrchní limit standardně na 7 dní (bind) či ještě méně (unbound na 1 den)

- DNSSEC záznamy se neposílají automaticky, ale pouze na vyžádání, v dotazu je potřeba nastavit DO (DNSSEC OK) bit v "hlavičce" (ve skutečnosti v OPT záznamu)

- část o "ovládání internetu" se mi skoro nechce ani komentovat... kdo si myslíte, že dnes provádí změny v kořenové zóně? OSN, zednáři, delfíni, marťani? A nebudou to zase jen ty Spojené státy?

- Bind views fungují úplně stejně s DNSSECem i bez něj, prostě podepíšete obě zóny.

- Podpora NSEC3 je dnes úplně stejná jako podpora klasického NSEC (bind9.6, unbound, nsd3). Mimochdem to vypadá, že Bert začal pracovat na podpoře DNSSECu pro PowerDNS.

- A taková "maďarsko-nsec3" rada na závěr - https://itar.iana.org/anchors/

[Pev]

čeká Wikipedie => česká.

Díky za pěkný článek.