Aumentemu u nostru servitore DNS-over-HTTPS

Diversi aspetti di u funziunamentu di u DNS sò digià toccu ripetutamente da l'autore in una quantità di articuli publicatu cum'è parte di u blog. À u listessu tempu, l'enfasi principale hè sempre stata à migliurà a sicurità di stu serviziu Internet chjave.

Aumentemu u nostru servitore DNS-over-HTTPS

Finu à pocu tempu, malgradu l'evidente vulnerabilità di u trafficu DNS, chì hè sempre, per a maiò parte, trasmessu in u chjaru, à l'azzioni maliziusi da parte di i fornituri chì cercanu d'aumentà i so ingressi incruttendu publicità in u cuntenutu, l'agenzii di sicurezza di u guvernu è a censura, oltri simpricimenti criminali, u prucessu rinfurzà a so prutezzione, Malgradu a prisenza di diverse tecnulugii cum'è DNSSEC / DANE, DNScrypt, DNS-over-TLS è DNS-over-HTTPS, stalled. E se i suluzioni di u servitore, è alcuni di elli esistenu per un bellu pezzu, sò largamente cunnisciuti è dispunibuli, u so supportu da u software di u cliente lascia assai per esse desideratu.

Fortunatamente, a situazione hè cambiata. In particulare, i sviluppatori di u popular browser Firefox dettu circa i piani per attivà u modu di supportu per automaticamente DNS-over-HTTPS (DoH) prestu. Questu duverebbe aiutà à prutege u trafficu DNS di l'utilizatori WWW da e minacce sopra, ma puderia intruduce novi.

1. Problemi DNS-over-HTTPS

À u primu sguardu, l'iniziu di l'introduzione massiva di DNS-over-HTTPS in u software Internet provoca solu una reazione positiva. Tuttavia, u diavulu, cum'è dicenu, hè in i dettagli.

U primu prublema chì limita u scopu di l'usu generalizatu di DoH hè u so focusu solu nantu à u trafficu web. Infatti, u protocolu HTTP è a so versione attuale HTTP/2, nantu à quale DoH hè basatu, sò a basa di u WWW. Ma Internet ùn hè micca solu u web. Ci hè una mansa di servizii populari, cum'è e-mail, varii instant messengers, sistemi di trasferimentu di schedari, streaming multimedia, etc., chì ùn utilizanu HTTP. Cusì, malgradu a percepzione da parechji di DoH cum'è una panacea, risulta esse inapplicabile senza sforzu supplementu (è innecessariu) per qualcosa altru ch'è e tecnulugia di navigatore. Per via, DNS-over-TLS pare un candidatu assai più degnu per questu rolu, chì implementa l'encapsulazione di u trafficu DNS standard in u protocolu TLS standard sicuru.

U sicondu prublema, chì hè potenzalmentu assai più significativu di u primu, hè l'abbandunamentu propiu di a descentralizazione inherente di u DNS per u disignu in favore di l'usu di un servitore DoH unicu specificatu in i paràmetri di u navigatore. In particulare, Mozilla suggerisce aduprà un serviziu da Cloudflare. Un serviziu simili hè statu ancu lanciatu da altre figure prominenti di Internet, in particulare Google. Ci hè chì l'implementazione di DNS-over-HTTPS in a forma in quale hè attualmente pruposta aumenta solu a dependenza di l'utilizatori finali nantu à i più grandi servizii. Ùn hè micca sicretu chì l'infurmazioni chì l'analisi di e dumande DNS ponu furnisce pò cullà ancu più dati nantu à questu, è ancu aumentà a so precisione è pertinenza.

In questu sensu, l'autore era è ferma un sustinitore di l'implementazione di massa micca di DNS-over-HTTPS, ma di DNS-over-TLS inseme cù DNSSEC/DANE cum'è un modu universale, sicuru è micca favurevule per una più centralizazione di l'Internet. per assicurà a sicurità di u trafficu DNS. Sfortunatamente, per ragioni evidenti, ùn si pò micca aspittà una rapida introduzione di supportu di massa per l'alternative DoH in u software di u cliente, è hè sempre u duminiu di l'amatori di tecnulugia di sicurità.

Ma siccomu avemu avà DoH, perchè ùn l'utilizanu dopu avè scappatu di una sorveglianza potenziale da e corporazioni attraversu i so servitori à u nostru servitore DNS-over-HTTPS?

2. Protocolu DNS-over-HTTPS

Se fighjate à u standard RFC 8484 discrittendu u protocolu DNS-over-HTTPS, pudete vede chì hè, in fattu, una API web chì permette di incapsulà un pacchettu DNS standard in u protocolu HTTP / 2. Questu hè implementatu per mezu di headers HTTP speciale, è ancu di cunversione di u formatu binariu di dati DNS trasmessi (vede. RFC 1035 è i ducumenti sussegwenti) in una forma chì permette di trasmette è riceve, è ancu di travaglià cù i metadati necessarii.

Sicondu u standard, solu HTTP/2 è una cunnessione TLS sicura sò supportati.

Invià una dumanda DNS pò esse fatta cù i metudi standard GET è POST. In u primu casu, a dumanda hè trasfurmata in una stringa codificata in base64URL, è in u sicondu, attraversu u corpu di a dumanda POST in forma binaria. In questu casu, un tipu speciale di dati MIME hè utilizatu durante a dumanda è a risposta DNS applicazione / messagiu dns.

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

Attenti ancu à u titulu cache-control: in a risposta da u servitore web. In u paràmetru età massima cuntene u valore TTL per u record DNS chì hè tornatu (o u valore minimu se un inseme di elli hè tornatu).

Basatu nantu à ciò chì sopra, u funziunamentu di un servitore DoH hè custituitu da parechje tappe.

  • Riceve una dumanda HTTP. Se questu hè un GET allora decodificà u pacchettu da a codificazione base64URL.
  • Mandate stu pacchettu à u servitore DNS.
  • Ottene una risposta da u servitore DNS
  • Truvate u valore TTL minimu in i registri ricevuti.
  • Ritorna una risposta à u cliente via HTTP.

3. U vostru propiu servitore DNS-over-HTTPS

U modu più simplice, più veloce è più efficace per gestisce u vostru servitore DNS-over-HTTPS hè di utilizà un servitore web HTTP/2. H2O, di quale l'autore hà digià scrittu brevemente (vede "Servitore Web H2O High Performance").

Sta scelta hè sustinuta da u fattu chì tuttu u codice di u vostru servitore DoH pò esse implementatu cumplettamente cù l'interprete integratu in H2O stessu. mruby. In più di e librerie standard, per scambià dati cù u servitore DNS, avete bisognu di a libreria Socket (mrbgem), chì, per furtuna, hè digià inclusa in a versione di sviluppu attuale di H2O 2.3.0-beta2. presente in i porti FreeBSD. Tuttavia, ùn hè micca difficiule di aghjunghje à qualsiasi versione precedente clonendu u repository Biblioteche di socket à u catalogu / deps prima di compilazione.

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
...

A cunfigurazione di u servitore web hè generalmente standard.

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

L'unica eccezzioni hè u gestore di URL /dns-query per quale u nostru servitore DNS-over-HTTPS, scrittu in mruby è chjamatu attraversu l'opzione di gestore, hè veramente rispunsevule. mruby.handler-file.

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
}

Per piacè nutate chì u servitore di cache lucale hè rispunsevule per processà i pacchetti DNS, in questu casu Unbound da a distribuzione standard FreeBSD. Da un puntu di vista di sicurità, questa hè a suluzione ottima. Tuttavia, nunda ùn impedisce di rimpiazzà localhost à un indirizzu DNS differente chì vulete usà.

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          *:*

Tuttu ciò chì resta hè di riavvia H2O è vede ciò chì vene da ellu.

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

4. Testing

Dunque, cuntrollemu i risultati mandendu una dumanda di prova di novu è fighjendu u trafficu di a rete cù l'utilità 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

L'output mostra cumu a dumanda di risolve l'indirizzu example.com hè statu ricevutu è trattatu cù successu da u servitore DNS.

Avà tuttu ciò chì resta hè di attivà u nostru servitore in u navigatore Firefox. Per fà questu, avete bisognu di cambià parechji paràmetri in e pagine di cunfigurazione circa: config.

Aumentemu u nostru servitore DNS-over-HTTPS

Prima, questu hè l'indirizzu di a nostra API in quale u navigatore richiederà infurmazione DNS network.trr.uri. Hè ricumandemu ancu di specificà l'IP di u duminiu da questu URL per una risoluzione IP sicura cù u navigatore stessu senza accede à DNS in network.trr.bootstrapAddress. È infine, u paràmetru stessu network.trr.mode cumpresu l'usu di DoH. Stabilisce u valore à "3" furzà u navigatore à utilizà esclusivamente DNS-over-HTTPS per a risoluzione di nomi, mentre chì u "2" più affidabile è sicuru darà a priorità à DoH, lascendu a ricerca DNS standard cum'è una opzione di fallback.

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Source: www.habr.com

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