全球根域名管理機構主席澄清關于根服務器若干傳言

來源: 時間:2020-08-26


Fred Baker

ICANN 根服務器系統咨詢委員會(RSSAC)主席
前IETF主席

  根服務器的管理機構可輕易修改根區文件內容甚至可移除特定的頂級域?目前全世界僅有13個根服務器?此類針對根域名服務器的傳言一直不休,在日前舉行的2020年北京網絡安全大會上,根服務器系統咨詢委員會(Root Server System Advisory Committee ,RSSAC)主席Fred Baker回應了這些問題。

  Fred Baker表示,關于互聯網域名系統的根服務器,目前流傳著許多不同版本的傳言,但這些傳言都不準確。

  根服務器系統及相關機構

  Fred Baker在報告中重申了域名系統的運行原理:先從根服務器節點獲得域名頂級域(如“.cn”)信息的索引。而通過頂級域的權威服務器可獲得二級域名的索引。其后,在二級域名的權威服務器上,可獲得各個域名所對應的服務器IP地址,或者是域名所屬的子域名。

  根服務器系統在運行過程中,首先需要獲得根區文件,然后將其分發到根服務器的運行管理機構,根服務器節點將對全球域名服務器所發起的查詢請求進行響應。全球目前可能分布著超過一萬臺域名解析服務器。根區文件維護者(Root Zone Maintainer)根據從互聯網號碼分配機構(IANA)獲取的文件提供根區數據。

  目前,一共有12家相互獨立的企業或者組織機構在負責管理運行域名系統根服務器節點。其中的一些組織實際上隸屬于美國軍方,它們不屬于公司或企業,這類組織需要區別對待。例如,美國國防部網絡信息中心(Network Information Center,NIC),它是負責運行管理根服務器節點的機構之一。此外,還有一些組織機構分布在斯德哥爾摩、阿姆斯特丹以及東京,主要是歐洲技術社群,而WIDE項目管理著日本的根服務器節點。

  1983年,IETF的RFC 882和RFC 883兩個文檔對互聯網域名系統DNS進行了描述與定義。1984-1985年,早期根域名系統于美國建成,該系統由四臺服務器組成,它們分別使用四個獨立的IP地址。此后,隨著互聯網的發展,根服務器的數量經歷了多次增加。1987年,新增三臺服務器,1991年新增一臺,1993年又增加一臺,1998年再增四臺。至此,根服務器系統增加至13臺,并各自擁有1個IP地址。

  當時,分發根域名服務器地址的人是 Jon Postel (注:被譽為互聯網之神),他邀請不同機構共同運維根域名服務器,并長期負責管理互聯網號碼分配機構(Internet Assigned Numbers Authority,IANA)。Jon Postel去世(1998年)之后,沒人了解該如何新增根服務器的入口,或如何修改變動根服務器。

  在此情況下,根服務器系統咨詢委員會RSSAC運行管理根域名服務器系統將近20年。

  期間面臨一個非常重要問題是:如何設計完善運行流程,以轉變DNS系統面臨的困難局面。經過多次討論和實踐,根服務器系統不斷演進,最終形成當前規模。截至2020年8月1日,DNS根服務器系統共有1086個根服務器節點。

  引入數字簽名技術

  在過去十幾年中,互聯網工程任務組(The Internet Engineering Task Force,IETF)已經對根區文件的信息做出了一系列優化與改進。其中一項極為重要的變化是,使用數字簽名技術來保障域名系統的安全性,即DNS安全擴展(Domain Name System Security Extensions,DNSSEC)的引入。目前幾乎所有頂級域均已支持DNSSEC,并且其中有許多頂級域對所包含的二級域名進行簽名,許多二級域名進一步對其子域名進行簽名。

  數字簽名的主要功能是驗證用戶所接收的信息是否準確。當某個客戶端發起域名查詢請求時,可能會被劫持或轉發到未經授權的根服務器管理者,導致域名響應的內容與互聯網號碼分配機構(IANA)所提供的信息不一致,造成所謂的DNS偽造攻擊。

  如何檢測這類攻擊?如何才能知道應答響應的內容是否合法?解決方案是對數字簽名的內容進行校驗。如果數字簽名是偽造的,就意味著應答內容是非法的。通常,域名解析服務器負責驗證數字簽名記錄。除了域名解析服務器之外,任何發起域名查詢的設備、系統均有權利,RSSAC也強烈建議其去校驗DNSSEC的數字簽名記錄。

  根域名系統管理的十一項原則

  2014年,Steve Crocker(ICANN董事會主席)曾向RSSAC提出一個問題:該如何解決Jon Postel先生去世之后管理根區文件規范流程的缺失?

  2015年,RSSAC委員會相聚在工作組討論這一問題,并從當年9月開始,召開了一系列的研討會,最終形成了一份技術報告,也即RSSAC037文檔。該報告內容可在網上查閱,其中的一項重要內容是提出管理根服務器系統所應依據的11條原則,具體內容如下:

 ?。?)為了維護一個全球性的互聯網,需要一個全球統一的域名系統,從而使用戶在不同地區或使用不同域名解析服務器時,對于相同索引內容總能獲得相同解析結果。

 ?。?)IANA是DNS根數據的來源。

 ?。?)根服務器系統必須是穩定可靠、富有彈性的平臺,能夠為所有用戶提供域名解析服務。

 ?。?)根服務器操作的多樣性是整個系統的優勢。如果所有人都使用完全相同的軟件,當域名系統出現故障時,所有人都會遇到此類故障,將導致非常嚴重的安全事故。因此,多樣性是一項基本的設計原則:需要操作不同的DNS軟件,使用不同的硬件設備,使用不同的網絡獲取數據。多樣性是加強系統健壯性的重要因素。

 ?。?)體系結構的變化應該來自于技術的發展和已證明的技術需求。

 ?。?)IETF定義DNS協議的技術操作。所有改變的驅動力都應源自技術層面,而技術上的推陳出新多由互聯網工程任務組(IETF)發起。

  剩余的五項原則均直接面向根服務器系統的運行管理機構(RSOs)。

 ?。?)RSOs必須以誠信正直的精神來維護互聯網的共同利益。

 ?。?)RSOs必須保持透明。作為一個互聯網組織機構,要保持透明,能夠說到做到。

 ?。?)RSOs必須與利益相關方合作,并鼓勵其參與。在IETF和ICANN的組織架構下,RSOs不僅需要與客戶以及合作者積極溝通,也需要吸引并鼓勵技術社群中的利益相關方一起參與。

 ?。?0)RSOs必須保持自身的自主性和獨立性。不應受到任何一個派別的操控。根服務器系統的運行管理機構其實是高度獨立的。盡管其中一些機構屬于美國政府,但是并非由政府來運作的。

 ?。?1)RSOs必須保持中立與公正,并提供必要的(從IANA獲取的)信息。

  關于根服務器系統的不實傳言

  Fred Baker表示,關于互聯網域名系統的根服務器,目前流傳著許多不同傳言,但這些傳言都不準確。

  一種說法是,域名系統根服務器可以控制互聯網流量的轉發路徑。但事實并非如此,根服務器不會控制任何其他事項,它只負責分發根區文件的信息。數據包轉發的過程路徑信息是由互聯網路由器所決定的。

  第二種說法是,根服務器的管理機構可以輕易地修改根區文件的內容,甚至可移除特定的頂級域。假如服務器通過修改配置,拒絕響應用戶所發起的查詢請求,上述說法某種程度上可算是成立的。但通過驗證DNSSEC的數字簽名,可輕易發現此類篡改行為。一旦DNSSEC校驗失敗,便可得知解析結果并非源自互聯網號碼分配機構(IANA),被篡改的內容也會被直接拋棄。因此,盡管理論上而言,根服務器節點可修改根區文件數據,但修改后無法通過DNSSEC數字簽名的校驗。

  第三種說法認為,管理根區文件數據和提供解析服務是一樣的。但二者并不相同,管理主要涉及數據存儲和使用規則的制定等,而解析則是對數據內容的響應。

  第四種說法認為,某些特定的根服務器比其它根服務器更為重要。這種說法也不正確。實際上所有的根服務器的運行管理機構是完全平等的。用戶可以向其中任意一個發起域名查詢請求,最終得到的結果也將完全相同。

  第五種說法是,目前僅存在13個根服務器。實際上,全球共有超過1000個根服務器節點,但是這些根服務器節點共享13個名稱(identities),分別對應著負責運行管理的組織機構。

  第六種說法認為,ICANN控制了所有根服務器運行管理機構。顯然不是這樣。因為根服務器的管理機構比ICANN存在的時間還要長。而且根服務器管理單位RSSAC也僅有少數人從屬于ICANN。

  Fred Baker表示,根服務器系統的運行管理機構,必須以誠信正直的精神來維護互聯網的共同利益。同時,根服務器的運行管理機構,必須保持自身的獨立性,他們不應當受到任何一個派別的操縱。

  “根服務器系統的運行管理是高度獨立的,盡管其中一些機構屬于美國政府,但他們并不是由政府來運作旳。” Fred Baker表示。

 ?。ū疚恼碜訤red Baker在2020年北京網絡安全大會上的報告)

  相關背景:

  根服務器系統咨詢委員會(Root Server System Advisory Committee,RSSAC)是ICANN技術社群的10個技術委員會之一,其成員主要為互聯網域名系統根服務器的創始者。該委員會的使命是成為聯系技術社群、董事會以及域名根服務器利益相關方的溝通渠道,主要負責提供與域名系統根服務器相關的咨詢和建議。因此,RSSAC重點關注根服務器系統的工作機制,以及如何更好地服務ICANN技術社群等問題。

  RSSAC由負責運行全球根服務的組織的代表組成。

  2013年7月18日,ICANN董事會批準了RSSAC的初始成員和領導層,并于2014年6月26日任命了新的代表。(詳情見https://www.icann.org/groups/rssac )