RFC 7873: Domain Name System (DNS) Cookies (Part 1)
こんにちは、まれいんです。
この記事は ひとりRFCの旅 Advent Calender 12日目の記事です。
今回はDNSのトランザクションのセキュリティを強化する、DNS Cookiesを説明します。
RFC 7873 - Domain Name System (DNS) Cookies
概要
DNSのトランザクション管理は主にUDPのSource PortとDNS HeaderのIDで行われます。 これらが一致すると正規の応答と判断されるため、それを利用した第1フラグメント便乗攻撃だったり、サイドチャネル攻撃でsource portを推測する攻撃(SAD DNS)などが考案されるわけです。
今回はこれらに追加でトランザクションを管理するためにwebのcookieと同じように、DNSのクエリ/レスポンスにもcookieを持たせる仕組みです。図があると分かりやすい気がしたので今回も図を作りました。
clientが生成したclient cookieとserver側が生成したserver cookieを常にクエリ/レスポンスそれぞれに入れながら通信を行います。 以前発行したものと異なるcookieが返ってきたり、そもそもcookieが返ってこない場合は不正な応答としてdiscardされます。
ちなみにEDNS0のRFC6891を読むと、6.1.2に知らないオプションは無視するようになっています。
レスポンダーまたはリクエスターに理解されないオプションコード値はどれも無視されなければならない(MUST)。
つまり、DNS cookieに対応していないサーバとは一生通信できません。(多分) そのため、DNS Cookiesを利用していることを前提と出来るrootやTLD限定で利用するもの、と考えた方が良さそうです。
UDPをやめて、TCPを使うのが生き残る道です。(root, TLDへのqueryは cookiesが使えるなら、UDPでも許容する。) https://t.co/gorFoNxjTW
— SADDNS対応はお済みですか (@beyondDNS) 2020年12月3日
今回の記事ではwire formatとcookie生成の方法について触れます。
wire format
OPT RRのオプションとして{client,server} cookieを通知します。 client cookieは8bytes, server cookieは8-32bytesのバイナリで、通信するときは
のどちらかで送信します。
client cookieだけを送信するときは以下のようなoptionを使います。
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| OPTION-CODE = 10 | OPTION-LENGTH = 8 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
+-+- Client Cookie (fixed size, 8 bytes) -+-+-+-+
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
client + server cookieを送信するときは以下のようなoptionを使います。 Server cookieは可変長ですがclient cookieは8bytes固定なので、option-lengthからserver cookieの長さが分かります。
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| OPTION-CODE = 10 | OPTION-LENGTH >= 16, <= 40 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
+-+- Client Cookie (fixed size, 8 bytes) -+-+-+-+
| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| |
/ Server Cookie (variable size, 8 to 32 bytes) /
/ /
+-+-+-+-...
Cookieの生成について
クライアント、サーバはそれぞれ以下の要素とランダムなsecretからランダム関数を使ってcookieのバイナリ列を生成します。 今のところはFNV64やHMAC-SHA256-64などを使うことを想定しているようです。
| 生成元 | |
|---|---|
| クライアント | クライアントのIPアドレス、サーバのIPアドレス |
| サーバ | クライアントのIPアドレス、client cookie |
client cookieの生成元にクライアントのIPアドレスが含まれているのは、クライアントのIPアドレスがどんどん変わっていくような状況にtrackingされないようにするためです。
またserver cookieの生成元にclient cookieが含まれているのはNAT環境をケアするためです。 クライアントのIPアドレスとsecretだけでserver cookieを生成すると、同一のNAT配下からのクエリは(全て同一IPからクエリが飛ぶため)同じserver cookieになってしまい、攻撃者がNAT配下にいた場合はServer cookieを取得することが出来てしまうわけですね。
明日のpart 2では、DNS cookies対応のServer, Clientがどのようにクエリ, レスポンスを処理するかに触れます。
