ProHoster > Блог > администрация > Ние повишаваме нашия DNS-over-HTTPS сървър

Ние повишаваме нашия DNS-over-HTTPS сървър

Различни аспекти на работата на DNS вече са били многократно засегнати от автора в редица статии публикувани като част от блога. В същото време основният акцент винаги е бил върху подобряването на сигурността на тази ключова интернет услуга.

Ние повишаваме нашия DNS-over-HTTPS сървър

Доскоро, въпреки очевидната уязвимост на DNS трафика, който все още в по-голямата си част се предава в чист вид, към злонамерени действия от страна на доставчици, които се стремят да увеличат доходите си чрез вграждане на реклама в съдържание, държавни агенции за сигурност и цензура, както и просто престъпници, процесът укрепване на неговата защита, въпреки наличието на различни технологии като DNSSEC/DANE, DNScrypt, DNS-over-TLS и DNS-over-HTTPS, спря. И ако сървърните решения, а някои от тях съществуват от доста дълго време, са широко известни и достъпни, тяхната поддръжка от клиентски софтуер оставя много да се желае.

За щастие ситуацията се променя. По-специално, разработчиците на популярния браузър Firefox заяви относно плановете за активиране на режима на поддръжка по подразбиране DNS-над-HTTPS (DoH) скоро. Това трябва да помогне за защитата на DNS трафика на WWW потребителя от горните заплахи, но потенциално може да въведе нови.

1. Проблеми с DNS през HTTPS

На пръв поглед започващото масово въвеждане на DNS-over-HTTPS в интернет софтуера предизвиква само положителна реакция. Дяволът обаче, както се казва, е в детайлите.

Първият проблем, който ограничава обхвата на широкото използване на DoH, е неговият фокус единствено върху уеб трафика. Всъщност HTTP протоколът и неговата текуща версия HTTP/2, на която се основава DoH, са основата на WWW. Но Интернет не е само мрежата. Има много популярни услуги, като електронна поща, различни месинджъри, системи за прехвърляне на файлове, мултимедиен стрийминг и др., които не използват HTTP. Така, въпреки възприемането от мнозина на DoH като панацея, то се оказва неприложимо без допълнителни (и ненужни) усилия за нещо различно от браузър технологиите. Между другото, DNS-over-TLS изглежда много по-достоен кандидат за тази роля, който реализира капсулирането на стандартния DNS трафик в защитения стандартен TLS протокол.

Вторият проблем, който е потенциално много по-важен от първия, е действителното изоставяне на присъщата децентрализация на DNS по проект в полза на използването на един DoH сървър, посочен в настройките на браузъра. По-специално, Mozilla предлага да използвате услуга от Cloudflare. Подобна услуга беше пусната и от други известни фигури в Интернет, по-специално Google. Оказва се, че внедряването на DNS-over-HTTPS във вида, в който се предлага в момента, само увеличава зависимостта на крайните потребители от най-големите услуги. Не е тайна, че информацията, която анализът на DNS заявките може да предостави, може да събере още повече данни за него, както и да повиши неговата точност и уместност.

В тази връзка авторът беше и остава привърженик на масовото прилагане не на DNS-over-HTTPS, а на DNS-over-TLS заедно с DNSSEC/DANE като универсално, сигурно и неблагоприятно за по-нататъшна централизация на Интернет средство за гарантиране на сигурността на DNS трафика. За съжаление, по очевидни причини, не може да се очаква бързо въвеждане на масова поддръжка за DoH алтернативи в клиентския софтуер и това все още е домейн на ентусиастите на технологиите за сигурност.

Но тъй като сега имаме DoH, защо да не го използваме, след като избягаме от потенциално наблюдение от страна на корпорации през техните сървъри към нашия собствен DNS-over-HTTPS сървър?

2. DNS-over-HTTPS протокол

Ако погледнете стандарта RFC8484 описвайки протокола DNS-over-HTTPS, можете да видите, че той всъщност е уеб API, който ви позволява да капсулирате стандартен DNS пакет в HTTP/2 протокола. Това се осъществява чрез специални HTTP хедъри, както и преобразуване на двоичния формат на предадените DNS данни (вижте. RFC1035 и последващи документи) във форма, която ви позволява да ги предавате и получавате, както и да работите с необходимите метаданни.

Според стандарта се поддържат само HTTP/2 и защитена TLS връзка.

Изпращането на DNS заявка може да се извърши чрез стандартните методи GET и POST. В първия случай заявката се трансформира в base64URL-кодиран низ, а във втория през тялото на POST заявката в двоична форма. В този случай се използва специален MIME тип данни по време на DNS заявката и отговора приложение/dns-съобщение. 

root@eprove:~ # curl -H 'accept: application/dns-message' 'https://my.domaint/dns-query?dns=q80BAAABAAAAAAAAB2V4YW1wbGUDY29tAAABAAE' -v
*   Trying 2001:100:200:300::400:443...
* TCP_NODELAY set
* Connected to eprove.net (2001:100:200:300::400) port 443 (#0)
* ALPN, offering h2
* ALPN, offering http/1.1
* successfully set certificate verify locations:
*   CAfile: /usr/local/share/certs/ca-root-nss.crt
  CApath: none
* TLSv1.3 (OUT), TLS handshake, Client hello (1):
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, Server hello (2):
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, Encrypted Extensions (8):
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, Certificate (11):
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, CERT verify (15):
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, Finished (20):
* TLSv1.3 (OUT), TLS change cipher, Change cipher spec (1):
* TLSv1.3 (OUT), TLS handshake, Finished (20):
* SSL connection using TLSv1.3 / TLS_AES_256_GCM_SHA384
* ALPN, server accepted to use h2
* Server certificate:
*  subject: CN=my.domain
*  start date: Jul 22 00:07:13 2019 GMT
*  expire date: Oct 20 00:07:13 2019 GMT
*  subjectAltName: host "my.domain" matched cert's "my.domain"
*  issuer: C=US; O=Let's Encrypt; CN=Let's Encrypt Authority X3
*  SSL certificate verify ok.
* Using HTTP2, server supports multi-use
* Connection state changed (HTTP/2 confirmed)
* Copying HTTP/2 data in stream buffer to connection buffer after upgrade: len=0
* Using Stream ID: 1 (easy handle 0x801441000)
> GET /dns-query?dns=q80BAAABAAAAAAAAB2V4YW1wbGUDY29tAAABAAE HTTP/2
> Host: eprove.net
> User-Agent: curl/7.65.3
> accept: application/dns-message
>
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, Newsession Ticket (4):
* Connection state changed (MAX_CONCURRENT_STREAMS == 100)!
< HTTP/2 200
< server: h2o/2.3.0-beta2
< content-type: application/dns-message
< cache-control: max-age=86274
< date: Thu, 12 Sep 2019 13:07:25 GMT
< strict-transport-security: max-age=15768000; includeSubDomains; preload
< content-length: 45
<
Warning: Binary output can mess up your terminal. Use "--output -" to tell
Warning: curl to output it to your terminal anyway, or consider "--output
Warning: <FILE>" to save to a file.
* Failed writing body (0 != 45)
* stopped the pause stream!
* Connection #0 to host eprove.net left intact

Обърнете внимание и на заглавието кеш-контрол: в отговора от уеб сървъра. В параметъра максимална възраст съдържа TTL стойността за връщания DNS запис (или минималната стойност, ако се връща набор от тях).

Въз основа на горното, функционирането на DoH сървър се състои от няколко етапа.

  • Получаване на HTTP заявка. Ако това е GET, тогава декодирайте пакета от base64URL кодиране.
  • Изпратете този пакет до DNS сървъра.
  • Получете отговор от DNS сървъра
  • Намерете минималната TTL стойност в получените записи.
  • Връщане на отговор на клиента чрез HTTP.

3. Вашият собствен DNS-over-HTTPS сървър

Най-простият, най-бързият и най-ефективният начин да стартирате свой собствен DNS-over-HTTPS сървър е да използвате HTTP/2 уеб сървър H2O, за които авторът вече писа накратко (вижте „Високопроизводителен H2O уеб сървър").

Този избор се подкрепя от факта, че целият код на вашия собствен DoH сървър може да бъде напълно внедрен с помощта на интерпретатора, интегриран в самия H2O мруби. В допълнение към стандартните библиотеки, за да обменяте данни с DNS сървъра, ви е необходима библиотеката (mrbgem) Socket, която за щастие вече е включена в текущата версия за разработка на H2O 2.3.0-beta2 настояще в портовете на FreeBSD. Въпреки това не е трудно да го добавите към всяка предишна версия чрез клониране на хранилището Библиотеки на сокетите към каталога /deps преди компилация.

root@beta:~ # uname -v
FreeBSD 12.0-RELEASE-p10 GENERIC
root@beta:~ # cd /usr/ports/www/h2o
root@beta:/usr/ports/www/h2o # make extract
===>  License MIT BSD2CLAUSE accepted by the user
===>   h2o-2.2.6 depends on file: /usr/local/sbin/pkg - found
===> Fetching all distfiles required by h2o-2.2.6 for building
===>  Extracting for h2o-2.2.6.
=> SHA256 Checksum OK for h2o-h2o-v2.2.6_GH0.tar.gz.
===>   h2o-2.2.6 depends on file: /usr/local/bin/ruby26 - found
root@beta:/usr/ports/www/h2o # cd work/h2o-2.2.6/deps/
root@beta:/usr/ports/www/h2o/work/h2o-2.2.6/deps # git clone https://github.com/iij/mruby-socket.git
Клонирование в «mruby-socket»…
remote: Enumerating objects: 385, done.
remote: Total 385 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 385
Получение объектов: 100% (385/385), 98.02 KiB | 647.00 KiB/s, готово.
Определение изменений: 100% (208/208), готово.
root@beta:/usr/ports/www/h2o/work/h2o-2.2.6/deps # ll
total 181
drwxr-xr-x   9 root  wheel  18 12 авг.  16:09 brotli/
drwxr-xr-x   2 root  wheel   4 12 авг.  16:09 cloexec/
drwxr-xr-x   2 root  wheel   5 12 авг.  16:09 golombset/
drwxr-xr-x   4 root  wheel  35 12 авг.  16:09 klib/
drwxr-xr-x   2 root  wheel   5 12 авг.  16:09 libgkc/
drwxr-xr-x   4 root  wheel  26 12 авг.  16:09 libyrmcds/
drwxr-xr-x  13 root  wheel  32 12 авг.  16:09 mruby/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  11 12 авг.  16:09 mruby-digest/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  10 12 авг.  16:09 mruby-dir/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  10 12 авг.  16:09 mruby-env/
drwxr-xr-x   4 root  wheel   9 12 авг.  16:09 mruby-errno/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  14 12 авг.  16:09 mruby-file-stat/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  10 12 авг.  16:09 mruby-iijson/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  11 12 авг.  16:09 mruby-input-stream/
drwxr-xr-x   6 root  wheel  11 12 авг.  16:09 mruby-io/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  10 12 авг.  16:09 mruby-onig-regexp/
drwxr-xr-x   4 root  wheel  10 12 авг.  16:09 mruby-pack/
drwxr-xr-x   5 root  wheel  10 12 авг.  16:09 mruby-require/
drwxr-xr-x   6 root  wheel  10 12 сент. 16:10 mruby-socket/
drwxr-xr-x   2 root  wheel   9 12 авг.  16:09 neverbleed/
drwxr-xr-x   2 root  wheel  13 12 авг.  16:09 picohttpparser/
drwxr-xr-x   2 root  wheel   4 12 авг.  16:09 picotest/
drwxr-xr-x   9 root  wheel  16 12 авг.  16:09 picotls/
drwxr-xr-x   4 root  wheel   8 12 авг.  16:09 ssl-conservatory/
drwxr-xr-x   8 root  wheel  18 12 авг.  16:09 yaml/
drwxr-xr-x   2 root  wheel   8 12 авг.  16:09 yoml/
root@beta:/usr/ports/www/h2o/work/h2o-2.2.6/deps # cd ../../..
root@beta:/usr/ports/www/h2o # make install clean
...

Конфигурацията на уеб сървъра обикновено е стандартна.

root@beta:/usr/ports/www/h2o #  cd /usr/local/etc/h2o/
root@beta:/usr/local/etc/h2o # cat h2o.conf
# this sample config gives you a feel for how h2o can be used
# and a high-security configuration for TLS and HTTP headers
# see https://h2o.examp1e.net/ for detailed documentation
# and h2o --help for command-line options and settings

# v.20180207 (c)2018 by Max Kostikov http://kostikov.co e-mail: [email protected]

user: www
pid-file: /var/run/h2o.pid
access-log:
    path: /var/log/h2o/h2o-access.log
    format: "%h %v %l %u %t "%r" %s %b "%{Referer}i" "%{User-agent}i""
error-log: /var/log/h2o/h2o-error.log

expires: off
compress: on
file.dirlisting: off
file.send-compressed: on

file.index: [ 'index.html', 'index.php' ]

listen:
    port: 80
listen:
    port: 443
    ssl:
        cipher-suite: ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES128-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES128-SHA:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-AES256-SHA:ECDHE-ECDSA-DES-CBC3-SHA:ECDHE-RSA-DES-CBC3-SHA:EDH-RSA-DES-CBC3-SHA:AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256:AES256-SHA256:AES128-SHA:AES256-SHA:DES-CBC3-SHA:!DSS
        cipher-preference: server
        dh-file: /etc/ssl/dhparams.pem
        certificate-file: /usr/local/etc/letsencrypt/live/eprove.net/fullchain.pem
        key-file: /usr/local/etc/letsencrypt/live/my.domain/privkey.pem

hosts:
    "*.my.domain":
        paths: &go_tls
            "/":
                redirect:
                    status: 301
                    url: https://my.domain/
    "my.domain:80":
        paths: *go_tls
    "my.domain:443":
        header.add: "Strict-Transport-Security: max-age=15768000; includeSubDomains; preload"
        paths:
            "/dns-query":
               mruby.handler-file: /usr/local/etc/h2o/h2odoh.rb

Единственото изключение е URL манипулаторът /dns-заявка за което нашият DNS-over-HTTPS сървър, написан на mruby и извикан чрез опцията за обработка, всъщност е отговорен mruby.handler-файл.

root@beta:/usr/local/etc/h2o # cat h2odoh.rb
# H2O HTTP/2 web server as DNS-over-HTTP service
# v.20190908 (c)2018-2019 Max Kostikov https://kostikov.co e-mail: [email protected]

proc {|env|
    if env['HTTP_ACCEPT'] == "application/dns-message"
        case env['REQUEST_METHOD']
            when "GET"
                req = env['QUERY_STRING'].gsub(/^dns=/,'')
                # base64URL decode
                req = req.tr("-_", "+/")
                if !req.end_with?("=") && req.length % 4 != 0
                    req = req.ljust((req.length + 3) & ~3, "=")
                end
                req = req.unpack1("m")
            when "POST"
                req = env['rack.input'].read
            else
                req = ""
        end
        if req.empty?
            [400, { 'content-type' => 'text/plain' }, [ "Bad Request" ]]
        else
            # --- ask DNS server
            sock = UDPSocket.new
            sock.connect("localhost", 53)
            sock.send(req, 0)
            str = sock.recv(4096)
            sock.close
            # --- find lowest TTL in response
            nans = str[6, 2].unpack1('n') # number of answers
            if nans > 0 # no DNS failure
                shift = 12
                ttl = 0
                while nans > 0
                    # process domain name compression
                    if str[shift].unpack1("C") < 192
                        shift = str.index("x00", shift) + 5
                        if ttl == 0 # skip question section
                            next
                        end
                    end
                    shift += 6
                    curttl = str[shift, 4].unpack1('N')
                    shift += str[shift + 4, 2].unpack1('n') + 6 # responce data size
                    if ttl == 0 or ttl > curttl
                        ttl = curttl
                    end
                    nans -= 1
                 end
                 cc = 'max-age=' + ttl.to_s
            else
                 cc = 'no-cache'
            end
            [200, { 'content-type' => 'application/dns-message', 'content-length' => str.size, 'cache-control' => cc }, [ str ] ]
        end
    else
        [415, { 'content-type' => 'text/plain' }, [ "Unsupported Media Type" ]]
    end
}

Моля, обърнете внимание, че в този случай локалният сървър за кеширане е отговорен за обработката на DNS пакети свободен от стандартната дистрибуция на FreeBSD. От гледна точка на сигурността това е оптималното решение. Все пак нищо не пречи да замените Localhost към различен DNS адрес, който възнамерявате да използвате.

root@beta:/usr/local/etc/h2o # local-unbound verison
usage:  local-unbound [options]
        start unbound daemon DNS resolver.
-h      this help
-c file config file to read instead of /var/unbound/unbound.conf
        file format is described in unbound.conf(5).
-d      do not fork into the background.
-p      do not create a pidfile.
-v      verbose (more times to increase verbosity)
Version 1.8.1
linked libs: mini-event internal (it uses select), OpenSSL 1.1.1a-freebsd  20 Nov 2018
linked modules: dns64 respip validator iterator
BSD licensed, see LICENSE in source package for details.
Report bugs to [email protected]
root@eprove:/usr/local/etc/h2o # sockstat -46 | grep unbound
unbound  local-unbo 69749 3  udp6   ::1:53                *:*
unbound  local-unbo 69749 4  tcp6   ::1:53                *:*
unbound  local-unbo 69749 5  udp4   127.0.0.1:53          *:*
unbound  local-unbo 69749 6  tcp4   127.0.0.1:53          *:*

Остава само да рестартирате H2O и да видите какво ще излезе от това.

root@beta:/usr/local/etc/h2o # service h2o restart
Stopping h2o.
Waiting for PIDS: 69871.
Starting h2o.
start_server (pid:70532) starting now...

4. Тестване

Така че, нека проверим резултатите, като изпратим тестова заявка отново и разгледаме мрежовия трафик с помощта на помощната програма tcpdump.

root@beta/usr/local/etc/h2o # curl -H 'accept: application/dns-message' 'https://my.domain/dns-query?dns=q80BAAABAAAAAAAAB2V4YW1wbGUDY29tAAABAAE'
Warning: Binary output can mess up your terminal. Use "--output -" to tell
Warning: curl to output it to your terminal anyway, or consider "--output
Warning: <FILE>" to save to a file.
...
root@beta:~ # tcpdump -n -i lo0 udp port 53 -xx -XX -vv
tcpdump: listening on lo0, link-type NULL (BSD loopback), capture size 262144 bytes
16:32:40.420831 IP (tos 0x0, ttl 64, id 37575, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 57, bad cksum 0 (->e9ea)!)
    127.0.0.1.21070 > 127.0.0.1.53: [bad udp cksum 0xfe38 -> 0x33e3!] 43981+ A? example.com. (29)
        0x0000:  0200 0000 4500 0039 92c7 0000 4011 0000  ....E..9....@...
        0x0010:  7f00 0001 7f00 0001 524e 0035 0025 fe38  ........RN.5.%.8
        0x0020:  abcd 0100 0001 0000 0000 0000 0765 7861  .............exa
        0x0030:  6d70 6c65 0363 6f6d 0000 0100 01         mple.com.....
16:32:40.796507 IP (tos 0x0, ttl 64, id 37590, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 73, bad cksum 0 (->e9cb)!)
    127.0.0.1.53 > 127.0.0.1.21070: [bad udp cksum 0xfe48 -> 0x43fa!] 43981 q: A? example.com. 1/0/0 example.com. A 93.184.216.34 (45)
        0x0000:  0200 0000 4500 0049 92d6 0000 4011 0000  ....E..I....@...
        0x0010:  7f00 0001 7f00 0001 0035 524e 0035 fe48  .........5RN.5.H
        0x0020:  abcd 8180 0001 0001 0000 0000 0765 7861  .............exa
        0x0030:  6d70 6c65 0363 6f6d 0000 0100 01c0 0c00  mple.com........
        0x0040:  0100 0100 0151 8000 045d b8d8 22         .....Q...].."
^C
2 packets captured
23 packets received by filter
0 packets dropped by kernel

Резултатът показва как искането за разрешаване на адреса example.com е получено и обработено успешно от DNS сървъра.

Сега остава само да активираме нашия сървър в браузъра Firefox. За да направите това, трябва да промените няколко настройки на страниците за конфигурация за: довереник.

Ние повишаваме нашия DNS-over-HTTPS сървър

Първо, това е адресът на нашия API, на който браузърът ще поиска DNS информация network.trr.uri. Също така се препоръчва да посочите IP адреса на домейна от този URL адрес за сигурно разрешаване на IP с помощта на самия браузър без достъп до DNS network.trr.bootstrapAddress. И накрая, самият параметър network.trr.mode включително използването на DoH. Задаването на стойността на „3“ ще принуди браузъра да използва изключително DNS-over-HTTPS за разрешаване на имена, докато по-надеждното и сигурно „2“ ще даде приоритет на DoH, оставяйки стандартното DNS търсене като резервна опция.

5. ПЕЧАЛБА!

Беше ли полезна статията? Тогава, моля, не се срамувайте и подкрепете с пари чрез формуляра за дарение (по-долу).

Източник: www.habr.com

Добавяне на нов коментар