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浅谈两种加密DNS协议

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发表于 2018-10-30 00:49:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
  本文章简单介绍一下两种加密DNS协议:DNS over HTTPS 和 DNS over TLS。这两种协议主要为了解决DNS带来的隐私和中间人篡改问题。
0x01 DNS的安全及隐私
  DNS设计之初并没有考虑安全问题,所以大部分DNS查询使用UDP传输,当然也可以用TCP。这两种方式既没有加密也没有签名。这就意味着中间人可以监听到用户访问的域名,导致隐私泄露。另外因为没有签名验证,中间人也可以篡改DNS返回的IP地址,导致用户访问钓鱼网站。后来有了DNSSEC,引入了签名机制,保证了从权威DNS服务器,到DNS递归服务器,再到客户端都没有被篡改。但是这依然没有解决隐私问题。

  其实隐私问题之所以没被重视,主要有几点:第一,中间人肯定能知道你要访问的服务器IP地址,多数情况下知道IP就知道是什么网站了。第二,有一些上层协议也会泄露域名,明文HTTP就不说了,TLS协议也有Server Name Indication(SNI),会暴露明文域名。(注:IETF TLS工作组目前正在探讨草案《SNI Encryption in TLS Through Tunneling》,计划加密SNI)。第三,一些上层协议,如TLS,能够识别DNS是否被篡改,这使得签名DNS本身显得不那么重要。[1]
  但即使有上述三点,加密DNS数据也有显而易见的好处。第一,减小攻击面。第二,用户请求DNS之后,未必就非得访问它呀,比如本文下述的子域名爆破,我们只对DNS数据本身感兴趣,而不访问其域名,这样加密DNS就有了实际意义。
  所以本文就要探讨一下DNS over TLS和DNS over HTTPS。这两个协议目前仅限于用户客户端和DNS递归服务器间的通信。截至2018年4月,递归服务器和权威服务器之间的通信不在这两个协议的适用范围内。也许以后递归服务器和权威服务器也会纳入DNS over TLS协议里,不过目前我没听说有人实现它。
0x01 两个协议
  DNS over TLS的标准文档是RFC7858。文档很短,也比较易懂。客户端先和递归服务器进行TLS握手,使用的TCP端口号是853。握手之后,把DNS数据包作为TLS的payload发给DNS递归服务器即可。请求和回答的报文与普通的DNS over TCP的报文格式一样。
  DNS over HTTPS目前没有RFC文档。只有草案《DNS Queries over HTTPS》。这个草案规定可以用GET和POST方法,如果用POST,就把普通的DNS over UDP报文作为HTTP的body发送,并且在HTTP Header中设置Content-Type为application/dns-message。如果用GET,就把普通DNS over UDP报文用base64编码,把编码后的字符串作为URL的dns参数发送。
  有一些厂商还支持JSON格式的DNS over HTTPS协议,比如Google和CloudFlare的DNS服务器。出于兼容考虑,在格式方面,CloudFlare选择和Google保持一致。具体格式参见Google文档或CloudFlare文档。
  为了让用户好记,Google的DNS服务器是8.8.8.8和8.8.4.4,CloudFlare的DNS服务器是1.1.1.1和1.0.0.1。CloudFlare的DNS服务是2018年4月1日上线的,他们自称是因为我们的IP有4个1,所以是4月1日。[2]
0x02 子域名爆破
  我用C#写了一个非常简易的子域名爆破工具,为了演示DNS over HTTPS。(仅为技术讨论使用,请勿用于违法用途!)使用的是JSON格式的DNS over HTTPS,可以从UI上选服务器。纯字典搜索,字典是从dnsrecon项目复制过来的。

  这个工具我只测试了Windows 10 + Visual Studio 2017 + .NET Framework 4.6.1。特别是Windows 10以前的操作系统可能连不上https://1.1.1.1 。我记得老版Windows不支持IP地址作为证书的Subject>

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