如何确保DNS的安全性？

DNS安全性

一、DNS与安全重要性

1. DNS基础概念

DNS，全称为域名系统（Domain Name System），是互联网的一项基础服务，它通过将人类可读的域名（如www.example.com）转换为机器可读的IP地址（如192.0.2.1），使得用户能够方便地访问网站和其他网络资源，DNS采用分层结构，包括根域名服务器、顶级域名服务器和权威域名服务器等。

2. DNS在互联网中的角色

DNS在互联网中扮演着至关重要的角色，它是互联网基础设施的重要组成部分，确保了用户可以通过简单易记的域名访问各种网络服务，无论是浏览网页、发送电子邮件还是使用即时通讯工具，DNS都是不可或缺的。

3. DNS安全性的重要性

DNS安全性对于保护互联网的稳定性和可靠性至关重要，一旦DNS被攻击或篡改，可能会导致用户无法正常访问目标网站，甚至被重定向到恶意网站，从而造成数据泄露、财产损失等严重后果，保障DNS的安全性是维护网络安全的关键之一。

二、常见DNS攻击类型及防御措施

1. DNS缓存投毒

攻击者向递归DNS服务器发送伪造的响应，导致服务器缓存错误的IP地址信息，当其他用户查询相同的域名时，他们将收到被污染的数据，从而被重定向到攻击者控制的服务器。

防御措施：部署DNSSEC协议以提供源身份验证和数据完整性；定期更新和验证DNS服务器上的缓存记录。

2. 中间人攻击（MITM）

攻击者劫持DNS通信，在DNS请求和响应之间插入，读取、修改或注入虚假DNS数据，这种攻击通常发生在未加密的DNS通信中。

防御措施：使用DoH或DoT等加密协议来保护DNS查询和响应的隐私性和完整性。

3. 分布式拒绝服务攻击（DDoS）

攻击者通过向DNS服务器发送大量看似有效的查询请求来耗尽服务器资源，从而妨碍服务器对合法请求的响应。

防御措施：部署DDoS防护系统，限制同时连接数及流量；使用负载均衡技术分散请求压力。

4. 子域名劫持

攻击者接管DNS提供商中配置错误的未使用子域名，从而用来托管恶意内容或者进行钓鱼攻击。

防御措施：加强对DNS服务器的访问控制和监控，防止配置篡改；定期检查DNS配置和记录的完整性与准确性。

5. 随机非存在域名攻击

攻击者通过递归服务器查询合法域名的随机子域名来进行攻击，本质上是一种缓存穿透攻击，因为请求的域名不存在，递归服务器最终会把解析请求发送到权威DNS服务。

防御措施：对于权威DNS服务器，如果本身记录量比较少，可以考虑全缓存的方式，全部记录放入内存；对于递归解析服务器，只能把这种情况当成DDoS来处理。

三、DNS安全扩展与新技术

1. DNSSEC协议

DNSSEC（Domain Name System Security Extensions）是为DNS提供源身份验证和数据完整性的安全协议，它通过数字签名来防止数据在传输过程中被篡改或伪造。

工作原理：每个DNS区均包含一个公私钥对，DNS区所有者使用该区域的私钥对区域内的DNS数据进行签名，并生成数字签名，解析器可以使用区域的公钥来验证这些数据的真实性和完整性。

部署情况：虽然DNSSEC提供了强大的安全保障，但其部署并不广泛，这主要是因为部署DNSSEC需要对整个DNS层次结构进行签名，包括子区域和父区域，直到根区域，这一过程相对复杂且耗时。

2. DoH（DNS over HTTPS）

DoH是一种将DNS查询通过HTTPS协议发送的技术，它利用HTTPS的加密和认证特性来保护DNS查询和响应的隐私性和完整性。

工作原理：当用户需要解析域名时，DoH会将DNS查询作为HTTPS请求的一部分发送到指定的DoH服务器，DoH服务器接收到查询后，会代表客户端向递归DNS服务器发起查询，并将结果返回给客户端，整个过程对用户透明且无需更改现有的DNS基础设施。

优势：DoH可以有效防止中间人攻击和监听，因为DNS查询和响应都经过HTTPS加密，它还可以利用现有的HTTPS基础设施来提高性能和可靠性。

3. DoT（DNS over TLS）

DoT与DoH类似，但区别在于DoT把DNS的Payload直接放在TLS协议的上层，这意味着DoT可以直接在现有的TCP连接上运行，而无需建立新的HTTPS连接。

工作原理：当用户需要解析域名时，DoT会将DNS查询作为TLS负载的一部分发送到指定的DoT服务器，DoT服务器接收到查询后，会代表客户端向递归DNS服务器发起查询，并将结果返回给客户端，整个过程也对用户透明且无需更改现有的DNS基础设施。

优势：DoT可以提供与DoH相似的安全保障，并且在某些场景下可能具有更好的性能和兼容性，由于它依赖于TCP连接，因此可能受到TCP连接数的限制和影响。

四、DNS客户端安全性增强方法

1. 加密协议的使用

DoH和DoT等加密协议可以有效保护终端到本地DNS服务器之间的安全性，这些协议通过加密DNS查询和响应来防止中间人攻击和监听。

常见的支持DoH和DoT的公共DNS服务器包括Cloudflare、Google和OpenDNS等，用户可以根据自己的需求选择合适的DNS服务器来提高DNS查询的安全性。

2. HttpDNS的应用

HttpDNS提供了一种非标准的域名解析方式，常用于手机App、桌面客户端、嵌入式设备等场景，它通过HTTP协议向指定的HttpDNS服务器发送域名解析请求，并获取响应结果。

HttpDNS的优势在于它可以绕过传统DNS协议的限制，直接使用HTTP协议进行通信，这使得它可以在不更改现有DNS基础设施的情况下提高域名解析的安全性和可靠性，HttpDNS也存在一些局限性，如解析延迟可能较高、不支持所有类型的域名解析等。

五、常见问题解答

1. 什么是最有效防范DNS缓存投毒的方法？

答：最有效防范DNS缓存投毒的方法是部署DNSSEC协议，DNSSEC通过对数据进行数字签名来防止数据在传输过程中被篡改或伪造，还可以定期更新和验证DNS服务器上的缓存记录，以减少缓存被污染的风险。

2. DoH与DoT有何区别，哪种更适合企业使用？

答：DoH和DoT都是用于保护DNS查询和响应隐私性和完整性的加密协议，它们的主要区别在于传输层协议的不同：DoH使用HTTPS协议传输DNS查询和响应，而DoT则使用TLS协议直接在TCP连接上传输DNS Payload，在选择适合企业的协议时，需要考虑企业的具体需求和网络环境，如果企业已经部署了HTTPS基础设施并希望利用其性能和兼容性优势，则DoH可能是一个更好的选择；如果企业更注重TCP连接的稳定性和可靠性，则DoT可能更适合。