无懈可击的DNSSEC

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什么是DNSSEC

DNSSEC(Domain Name System Security Extensions)中文名称为DNS安全扩展，它是由IETF提供的一系列DNS安全认证机制，通过向现有DNS记录添加加密签名，解析器可以验证来自于权威域名服务器请求的信息，从而保证域名系统的安全性。

发起一次域名查询的流程如上图所示，客户端需要访问www.baidu.com，会通过域名解析服务器发起递归查询，我们经常配置的114.114.114.114就是一个递归服务器。如果递归服务器存在记录缓存，那么就会直接将www.baidu.com的A记录直接返回给客户端；如果不存在就需要通过根服务器、顶级域名服务器、权威服务器、二级域名服务器迭代查询。

由于DNS解析使用的是UDP协议，UDP 是一种无连接的、不可靠的传输层协议，所以攻击者就能很容易通过假冒域名服务器（根、顶级、权威服务器）给客户端发送伪造的响应，响应的IP可能是无效地址或者是欺诈网站地址，从而达到网络钓鱼、提供非法广告、监控 Web 流量以及阻止对特定域的访问等。同时由于解析服务器有缓存的功能，这些记录就会在服务器中保存一段时间才会失效，这就是常见的DNS欺骗攻击和缓存污染。

DNSSEC设计目的就是为了解决DNS欺骗攻击和缓存污染，它使用数字签名技术保证DNS的真实性和完整性，这些数字签名会与A、CNAME等常见记录类型一起存储在DNS域名服务器中。解析服务器可以对响应进行校验来确保所请求的DNS记录是否来自权威服务器，并且没有被篡改或者注入虚假的信息。

DNSEC是如何设计和运行

为了保证签名、分发、验签整个过程的可信可靠，DNSSEC添加了新的DNS记录类型：

RRSIG：用于存放资源记录签名

DNSKEY：用于存放公共签名密钥

DS：用于存放公钥哈希

NSEC、NSEC3：用于表示DNS记录不存在

RRset

RRset是一组资源记录集合，这个集合包含相同类型的记录。例如区记录里面存在www.baidu.com的多个A记录，那么它们就会全部归到一个A RRset中去。

ZSK

DNSSEC针对每一个区都有一对签名密钥ZSK（Zone Signature Key），ZSK的私钥用来对RRset进行数字签名，公钥用于验证签名，并将其哈希添加到DNSKEY记录中，方便递归服务器来查询。

递归服务器为了校验响应结果是否可信，他需要获取RRset、RRSIG和DNSKEY一同进行验证，使用DNSKEY对RRSIG进行解密，然后再与RRset哈希进行对比。如果DNSKEY是被信任的，那么如果验证通过，所有的记录就是可信任的。但是，DNSKEY泄漏或者被伪装那么还是不能保证数据的可靠，所以还需要有一种机制来验证ZSK是否正确可靠（套娃开始🪆）。

KSK

KSK(Key Signature Key)用来对ZSK进行签名和验证，使用KSK的私钥对ZSK公钥的DNSKEY记录进行签名，得到的数字签名也是一个RRSIG记录，为了能够对该RRSIG进行验签，将KSK的公钥存在在另一个DNSKEY记录中。此时就产生了两个DNSKEY，分别是：

ZSK的DNSKEY：用于存放ZSK公钥和使用KSK进行签名的RRSIG记录

KSK的DNSKEY：用于存放KSK公钥

此时，验证流程变得复杂起来，在ZSK流程的基础上，解析服务器向域名服务器请求ZSK公钥，返回了ZSK公钥的DNSKEY记录和对应的RRSIG记录（使用KSK签名的），为了校验ZSK的DNSKEY记录是否正确，解析服务器又需要向域名服务器请求KSK公钥，返回了KSK公钥的DNSKEY记录就可以验证ZSK的DNSKEY是否可被信任了。那么问题又来了，又该如何确保KSK的有效性呢？不会再设计出个KKSK来吧？