IPv6网络中DNS的风险分析

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DNS(Domain Name System )系统是支撑互联网运行的重要核心基础设施，因此DNS系统也成为互联网攻击的最主要目标。DNS安全意义重大，一旦发生重大DNS攻击事件，将可能会影响大范围互联网的正常运行，并给社会带来巨大经济损失。

随着中国推进规模部署行动计划快速实施，中国三大电信运营商的固定和4G LTE网络已经大范围部署IPv6协议，随着一批TOP ICP网站和APP支持IPv6协议，目前中国已广告视频联盟经有超过5亿用户获得IPv6地址，开始使用服务。中国互联网正在向IPv6时代全面演进。在这个阶段，必须要高度重视DNS安全问题。

1. 递归DNS的运行机制

DNS系统可以分为：根DNS服务器、顶级域名DNS服务器(TLD)、权威DNS服务器、递归DNS服务器等几类。

用户访问互联网，第一步需要向本地递归DNS申请域名解析。递归DNS查询缓存或向上一级DNS进行递归，获得域名解析结果并返回给用户，然后用户浏览器就可以访问目标网站和网页。从互联网DNS体系架构来看，递归DNS是一个综合体系，包含多个层级。用户向低级递归DNS查询，低级向高级递归DNS查询，高级递归DNS向根DNS、顶级域名DNS、权威DNS服务器查询，这样一级一级递归查询。权威DNS解析出来域名的IP地址再一级一级返回，最后发给用户主机。

递归DNS在日志里面将会记录用户的DNS查询记录，包括用户主机的源IP地址、目标网站、查询时间、返回DNS查询结果(目标网站的IP地址)等等。

2. IPv6 与IPv4环境下递归DNS运行机制的差异及风险

IPv6网络环境下，DNS的运行机制与IPv4网络环境下存在一些差异。

由于IPv4地址资源缺乏，所以IPv4网络通常会在出口部署NAT设备，内网主机向递归DNS申请域名解析申请时，递归DNS收到的是NAT设备IP地址，无法获得用户主机的IP地址。

IPv6协议提供了海量IP地址资源，所有用户主机/联网终端都配置真实IPv6地址。(或联网终端)使用真实IPv6地址向递归DNS发起域名解析申请，递归DNS服务器向用户主机返回域名解析结果，并在日志中记录用户的真实IPv6地址。

互联网IP地址扫描探测是黑客常用的攻击手段。由于IPv6协议设计有海量地址，原有IPv4地址段扫描的探测方式在IPv6网络上基本失效，所以黑客需要获得用户的真实IPv6地址，就需要找到一个拥有大量用户真实IPv6地址记录的系统，入侵破解之后获取用户IP地址数据。而递归DNS服务器恰恰能够满足黑客的探测需求，无论是内网递归DNS系统，还是公共递归DNS系统，在DNS日志文件里面都记录了海量用户的真实IPv6地址与域名解析记录。

3. IPv6网络环境中窃取将成为递归DNS重要攻击方式

对递归DNS系统的攻击，主要包括破坏、投毒、窃取三种方式。

• IPv4时代对DNS的攻击以破坏为主，包括攻击等，目的是造成DNS服务停止。这种攻击发生后很快就会被发现，并在12-24小时内修复。
• DNS缓存投毒是指递归DNS向上级DNS申请查询，攻击者仿冒上级DNS服务器向递归DNS 服务器发送伪造应答包抢先完成应答，用虚假数据污染递归DNS 缓存，从而使递归DNS向用户主机返回错误的解析IP结果，将用户访问重定向到危险网站。
• 进入IPv6时代，由于获取用户真实IPv6地址变得困难，因此窃取将成为递归DNS攻击的重要方式。黑客入侵DNS后，不干扰DNS正常运行，而是长期潜伏起来，持续窃取DNS服务器的日志数据，从日志数据中即时获取海量用户的真实IPv6地址，并作为网络探测的目标。

如果黑客入侵并攻破校园网、政务网，企业网的递归DNS服务器，以及公共DNS服务商的递归DNS系统，就可以获取DNS日志并抓取大量新鲜有效的用户IPv6地址，以进行精准IPv6地址扫描探测。潜伏窃取是静默无声并且长期的，其带来的风险要远远大于DDOS攻击破坏和DNS缓存投毒。

目前很多园区网、企业网的DNS防护薄弱，随着用户网络IPv6升级和DNS系统IPv6升级，将可能成为黑客重点攻击目标。

4. IPv6网络随意配置和使用公共DNS的风险

由于国内网络受互联互通、国际出口拥堵等情况的影响，一些网站访问速度较慢。在一些介绍全球公共DNS的网络技术文章影响下，很多用户在自己的电脑上设置国内、国外公共DNS作为首选DNS，以求实现网络加速。还有一些企业没有内网DNS服务器，网管技术人员往往在路由器上将DNS设置为公共DNS的IP地址，内网用户直接使用公共DNS的域名解析服务。这种情况在IPv4网络环境下的广告发布网问题不大，因为主机都在NAT设备之后配置内网IP，没有publicIP地址。但是在IPv6网络中，所有主机都将配置真实IPv6 Public IP地址，一旦IP地址暴露，即可被精准扫描。

Google、IBM、Cloudflare等全球公共DNS系统为全球互联网用户提供免费的DNS解析服务，正面看是一种公益和慈善，但从IPv6网络安全的角度看，其实也是一个全球主机IP地址收集器。如果用户主机DNS设置直接写入这些公共DNS的IP地址，或者小企业出口路由器的DNS设置直接写入这些公共DNS的IP地址，那么用户主机发起DNS解析请求时，这些公共DNS将直接获得用户主机(或企业内网主机)的真实IPv6地址。假设某个公共DNS系统的日志数据库与网军的IP地址扫描探测系统直联共享，那么情况简直不堪设想。

5. 在中国IPv6规模部署初期就要重视IPv6网络安全

两办《推进IPv6规模部署行动计划》文件中明确提出了“两并举三同步”原则：“发展与安全并举，同步推进网络安全系统规划、建设、运行”。

中国IPv6规模部署刚刚进入发展期，已经有超过5亿部手机实现了IPv6联网，一批高校、政府、企业的网络正在升级支持IPv6协议。在目前阶段，重视IPv6网络安全问题处于最佳阶段，而不能等到发生事故之后再亡羊补牢。可以预见，在不远的将来，IPv6 DNS安全将成为IPv6网络安全的最重点问题之一，必须要予以高度重视，提前做好网络安全防护。