如何理解DNS缓存投毒

DNS 欺骗是 DNS 服务器记录更改导致恶意重定向流量的结果。DNS 欺骗可以通过直接攻击 DNS 服务器(我们将在这里讨论)或通过任何形式的专门针对 DNS 流量的中间人攻击来执行。

DNS 缓存欺骗以一种利用 DNS 通信结构的方式明确地工作。当 DNS 服务器尝试在域上执行查找时，它会将请求转发到根权威 DNS，并迭代地沿着 DNS 服务器链向下查询，直到它到达域上的权威 DNS 服务器。由于本地 DNS 服务器不知道哪个服务器负责哪个域，并且不知道到每个权威服务器的完整路由，因此只要回复与查询匹配并且格式正确，它就会从任何地方接受对其查询的回复。攻击者可以通过在回复本地 DNS 服务器时击败实际的权威 DNS 服务器来利用此设计，如果这样做，本地 DNS 服务器将使用攻击者的 DNS 记录而不是实际的权威答案。由于 DNS 的性质，本地 DNS 服务器无法确定哪个回复是真实的，哪个是假的。

由于 DNS 服务器将在内部缓存查询，因此每次请求域时，他们不必浪费时间查询权威服务器，从而加剧了这种攻击。这带来了另一个问题，因为如果攻击者可以击败权威DNS 服务器进行回复，那么攻击者记录将被本地 DNS 服务器缓存，这意味着任何使用本地DNS服务器的用户都将获得攻击者记录，可能会重定向所有使用该本地 DNS 服务器的用户都可以访问攻击者的网站。

DNS 缓存投毒的例子

生日攻击的盲目响应伪造

DNS 协议交换不验证对递归迭代查询的响应。验证查询只会检查 16 位事务 ID 以及响应数据包的源 IP 地址和目标端口。在 2008 年之前，所有 DNS 使用固定端口53 解析.因此，除了事务 ID 之外，欺骗 DNS 回复所需的所有信息都是可预测的。用这种弱点攻击 DNS 被称为“生日悖论”，平均需要 256 次来猜测事务 ID。为了使攻击成功，伪造的 DNS 回复必须在合法权威响应之前到达目标解析器。如果合法响应首先到达，它将由解析器缓存，并且直到其生存时间(TTL)到期，解析器将不会要求权威服务器解析相同的域名，从而防止攻击者中毒映射该域，直到 TTL 到期。

Kaminsky 漏洞

在 2008 年 在 Black Hat 上有人揭示了生日攻击的拓展，其中基本的盲猜技术保持不变。该攻击利用了 DNS 响应的基本特性，因为 DNS 响应可以是直接应答(请求的直接 IP 地址)或引用(对给定区域具有权威性的服务器)。生日攻击伪造了一个为给定域记录注入错误条目的答案。 Kaminsky 漏洞使用引用来绕过先前条目上的 TTL 对整个域进行错误输入。基本思想是攻击者选择他们希望攻击的域，然后向目标解析器查询尚未被解析器缓存的子域(定位不存在的子域是一个很好的选择，记录是没有被 DNS 解析器缓存)。由于子域不在缓存中，因此目标解析器向该域的权威服务器发送查询。正是在这一点上，攻击者用大量伪造的响应来淹没解析器，每个伪造的响应都有不同的伪造事务 ID 号。如果攻击者成功注入伪造响应，则解析器将为权威服务器缓存错误映射。对受感染域的目标解析器的未来 DNS 查询将导致所有请求被转发到攻击者控制器权威解析器，使攻击者能够提供恶意响应，而无需为每个新 DNS 记录注入假条目。

窃听

许多增强 DNS 安全性的新提议包括源端口随机化，0x20 XOR 编码，WSEC-DNS，这些都取决于用于身份验证的组件的不对称可访问性。 换句话说，它们通过隐匿而不是通过身份验证和加密的机密性来提供安全性。他们的唯一目标是如上所述防止盲目攻击 使用这些安全方法仍然使 DNS 容易遭受受损服务器和网络窃听者的轻微攻击，以打破默默无闻并执行如上所述的相同攻击，这次没有盲目猜测。 即使在交换环境中，也可以使用 ARP 中毒和类似技术强制所有数据包进入恶意计算机，并且可以击破这种混淆技术。

DNS 缓存投毒缓解

DNSSEC

防止 DNS 缓存被投毒的最佳方法是实现加密和身份验证的安全方法。DNS 作为一种过时的协议以及整个互联网的支柱，令人惊讶的是仍然是一种未加密的协议，没有对它收到的条目和响应进行任何形式的验证。

当然，解决方案是提供一种称为 DNS Secure 或 DNSSEC的验证和身份验证方法。该协议创建了与 DNS 记录一起存储的唯一加密签名。然后 DNS 解析器使用签名来验证 DNS 响应，确保记录未被篡改。此外，它还提供了从 TLD 到域权威区域的信任链，确保了 DNS 解析的整个过程是安全的。

尽管有这些明显的好处，但 DNSSEC 的采用速度很慢，许多不那么受欢迎的 TLD 仍然没有利用 DNSSEC 来保证安全。主要问题是 DNSSEC 设置复杂，需要升级设备来处理新协议，另外由于历史上大多数 DNS 欺骗攻击的罕见和不可知性，DNSSEC 的实现不被视为优先级，通常只执行一次应用就达到其生命周期的终点。

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