課題 331: 暗号化
331.4 DNSと暗号化

LPIC303の試験範囲である主題331～335まであるうちの「331 暗号化」から「331.4 DNSと暗号化」についてのまとめ

• 総重量：5

• 説明：
  BINDを利用した際の、DNSの背景と実装について、暗号化の知識と経験がある。BINDのバージョンは9.7とそれ以上を対象としている。

• 主要な知識範囲：

  • DNS・ゾーン・リソースレコードの概念を理解している。

  • 鍵署名鍵、ゾーン署名鍵、DS, DNSKEY, RRSIG, NSEC, NSEC3, NSEC3PARAMなどの関連するDNSレコードを含み、DNSSECを理解している。

  • DNSSECセキュアゾーンを提供している権威のあるネームサーバとしての、BINDの設定をトラブルシューティング。

  • DNSSECの署名されたゾーンを管理する。これには、キー生成・キーのロールオーバー・ゾーンの再署名が含まれます。

  • クライアントの振る舞いがDNSSECバリデーションとして機能する、再帰ネームサーバとしてBINDを設定する。

  • CAAやTLSAのようなDNSレコードに関連する、CAAとDANEの理解。

  • DNSで、X.509証明書と認証局/CAの情報を発行する、CAAとDANEを利用する。

  • BINDでセキュアな接続を行うため、TSIGを利用する。

  • DNS over TLSとDNS over HTTPSの知識。

  • マルチキャストDNSの知識。

• 重要なファイル、用語、ユーティリティ：

  • named.conf

  • dnssec-keygen

  • dnssec-signzone

  • dnssec-settime

  • dnssec-dsfromkey

  • rndc (関連するサブコマンドを含む)

  • dig

  • delv

  • openssl (関連するサブコマンドを含む)

DNS・ゾーン・リソースレコードの概念

DNS

Domain Name Service の略
ホスト名とIPアドレスの対応についてのデータベースを保持している

ゾーン

ゾーン=ドメインに相当する
ゾーンは権威サーバーで管理されている

リソースレコード(RR)

ゾーンで管理されているレコードで、SOA、NS、MX、A、CNAME などがある。
DNSSECではこのリソースレコードについて公開鍵暗号とデジタル署名の技術を使って正当性を確保している。

DNSSECを理解

DNSSECとは

• DNSキャッシュサーバーがDNS権威サーバーに問い合わせた際の応答について、正当な権威サーバーであることや、権威サーバーが応答した内容が改ざんされていないことを検証する
  - 出自の認証：DNS応答が正当なドメイン管理者が発行したものである
  - 完全性の保証：DNS応答が改ざんされていない

• DNSキャッシュポイズニング攻撃への対策となる

• 公開鍵暗号とデジタル署名の技術によてDNS応答が正当であるかを検証する

• 権威サーバーでは、リソースレコードに対して秘密鍵でデジタル署名をする

• キャッシュサーバーでは、受け取ったリソースレコードを公開鍵で復号し正当なものであるかを確認する

• 「信頼の連鎖」という仕組みで実現している

キーワード

• ZSK(Zone Signing Key)
  ゾーンを署名する鍵

• KSK(Key Signing Key)
  ZSKの公開鍵を署名する鍵

• DS(Delegation Signer)
  上位の権威DNSサーバーに登録する情報

コマンド

• dnssec-keygen
  ZSKの公開鍵と秘密鍵を作成する
  KSKの公開鍵と秘密鍵を作成する(-f KSK)

• dnssec-signzone
  ゾーンファイルに署名をする

手順

1. DNSサーバーを名前解決できる状態に構築する

2. `dnssec-keygen` コマンドでZSKを作成する
   dnssec-keygen -K /var/named/DNSSECkeys -a RSASHA256 -b 1024 -P now -A now -I +1mo -D +2mo example.co.jp

3. `dnssec-keygen` コマンドでKSKを作成する
   dnssec-keygen -K /var/named/DNSSECkeys -a RSASHA256 -b 2048 -f KSK -P now -A now -I +1mo -D +2mo example.co.jp

4. `dnssec-signzone` コマンドでゾーンファイルに署名をする
   dnssec-signzone -S -K /var/named/DNSSECkeys -d /var/named/DNSSECkeys -H 3 -3 'd0ec' -N unixtime -P -o exa
   mple.co.jp /var/named/example.net.zone
   各RRに対してRRSIG、DNSKEYなどのレコードが追加される

5. `dnssec-dsfromkey` コマンドでDSレコードを生成する
   dnssec-dsfromkey <KSK公開鍵>

6. `dig`コマンドで検証する
   dig @127.0.0.1 example.co.jp +dnssec
   dig @127.0.0.1 example.co.jp +nodnssec

DNSSECのリソースレコード

• DNSKEY
  KSKとZKSの公開鍵

• DS
  子ゾーンのKSKを親ゾーンに承認されていることを示す

• RRSIG
  各RRへの署名

• NSEC
  存在しないドメイン名を偽装されたときのために「存在しないこと」を示すためのレコード

• NSEC3
  ドメイン名をハッシュ化したもの
  NSECレコードをたどるとゾーンデータが入手できてしまうことへの対策

• NSEC3PARAM
  権威DNSサーバー側がNSEC3の生成に必要なレコード

参考

• プロ講師解説！LPIC-303セキュリティ学習ポイント - YouTube

権威のあるネームサーバとしての、BINDの設定をトラブルシューティング

rndcコマンド

• validation [ on | off | status ] [view]

• DNSSEC関連サブコマンド

  • dnssec -checkds [-key id [-alg algorithm]] [-when time] (published|withdrawn) zone [class [view]]

  • dnssec -rollover -key id [-alg algorithm] [-when time] zone [class [view]]

  • dnssec -status zone [class [view]]

• 署名関連サブコマンド

  • sign zone [class [view]]

  • signing -clear all zone [class [view]]

  • signing -clear <keyid>/<algorithm> zone [class [view]]

  • signing -list zone [class [view]]

  • signing -nsec3param hash flags iterations salt zone [class [view]]

  • signing -nsec3param none zone [class [view]]

  • signing -serial <value> zone [class [view]]

• TSIG関連サブコマンド

  • tsig-delete keyname [view]

  • tsig-list

• トラストアンカー関連サブコマンド

  • nta -dump

  • nta [-lifetime duration] [-force] domain [view]

  • nta -remove domain [view]

digコマンド

DNS lookup utility
Ubuntu22.04：bind9-dnsutils
RockyLinux9：bind-utils

delvコマンド

DNS lookup and validation utility
digコマンドの後継
Ubuntu22.04：bind9-dnsutils
RockyLinux9：bind-utils

参考

• Manual Pages ― BIND 9 9.19.17 documentation

• dig and delv

DNSSECの署名されたゾーンを管理

＜・・・調査中・・・＞

再帰ネームサーバとしてBINDを設定する

再帰ネームサーバ：recursive name server

named.confの設定例

例1) 再帰検索要求は受け付けない設定

//一部抜粋
options {
    version "unknown"; //BINDのバージョン情報を公開しない
    recursion no;
    allow-query { any; };
};

例2) 再帰検索要求を受けるクライアントを制限する設定
192.168.1.0/24からのみ再帰検索要求を受け付ける

//一部抜粋
options {
    version "unknown"; //BINDのバージョン情報を公開しない
    recursion yes;
    allow-query { 192.168.1.0/24; };
};

参考

• DNSリフレクション攻撃とは？その手法や対策方法をわかりやすく解説

CAAとDANEの理解

CAA

Certification Authority Authorization

DANE

DNS-Based Authentication of Named Entities

参考：CAA

• JPRS用語辞典｜CAAリソースレコード（シーエーエーリソースレコード）

• JPRS トピックス＆コラム No.24 | DNSを用いたサーバー証明書の発行制御 | JPRS

• DNS Certification Authority Authorization (CAA) | GMOグローバルサインカレッジ

参考：DANE

• DNS-based Authentication of Named Entities（DANE) | GMOグローバルサインカレッジ

• DNS と暗号化 - Linux技術者認定 LinuC | LPI-Japan

CAAとDANEを利用する

CAAレコード

ドメイン名 IN CAA <flags> <tag> <value>

• flags

• tag
  - issue：サーバー証明書を発行するCA認証局
  - issuewild：ワイルドカード証明書を発行するCA認証局
  - iodef：連絡先

• value
  タグに対応する値

example.com. IN CAA 0 issue "letsencrypt.org"

DANE

＜・・・調査中・・・＞

参考：CCA

• DNS CAAレコードに Let's Encrypt 認証局を設定する | あぱーブログ

TSIGを利用する

ゾーン転送で改ざんを回避する仕組み
共有する秘密鍵とDNSメッセージから生成されるMAC(Message Authentication Code)をマスター/スレーブ双方で比較

手順

1. `dnssec-keygen`コマンドで共有鍵の生成
   dnssec-keygen -a HMAC-SHA512 -b 512 -K /var/named/keys -n HOST example.co.jp.key

2. 共有鍵の設定
   マスター："named.conf" に "key" を登録する
   スレーブ："named.conf" に "key" とマスターサーバーを登録する

3. `dig`コマンドで確認
   dig @<マスターのIP> -y hmac-sha512:example.co.jp.key:<秘密鍵>

DNS over TLSとDNS over HTTPSの知識

いずれもDNSクエリを暗号化する手段で、それぞれがRFCで規定されている。

DNS over TLS(DoT)

• ポート番号：853/tcp

• RFC7858

• PC用の主要ブラウザでは対応していない
  Android9～ 対応しているが実用的ではない

DNS over HTTPS(DoH)

• ポート番号：443/tcp

• RFC8484

• Firefox、GoogleChrome、Microsoft Edgeが対応
  iOS、macOS、Androidでも利用可能

参考

• DNS over HTTPS/TLSとは | OSSのデージーネット

• DNS over TLS/HTTPSについて考える | IIJ Engineers Blog

• DNS over TLS vs. DNS over HTTPS | 安全なDNS | Cloudflare

マルチキャストDNSの知識

マルチキャストDNS(mDNS)

• DNSが存在しないLAN内での名前解決で使われる

• Appleが開発しRFC6762で規定

• ポート番号：5353/udp

• IPマルチキャストグループ：224.0.0.251/IPv4, ff02::fb/IPv6

• TLDは .local

• Linux(Ubuntu22.04、RockyLinux9)：avahi-browse コマンド

• Windows：dns-dsコマンド

• スマートスピーカーなどコマンド操作ができない端末の探索ができる