Ложный DNS-сервер в сети Internet

Как известно, для обращения к хостам в Internet используются 32-разрядные IP-адреса, уникально идентифицирующие каждый сетевой компьютер в этой глобальной сети. Однако для пользователей применение IP-адресов при обращении к хостам является не слишком удобным и далеко не самым наглядным способом взаимодействия.

На самом раннем этапе развития Internet именно для удобства пользователей было принято решение присвоить всем компьютерам в Сети имена. Использование имен помогает лучше ориентироваться в киберпространстве Internet: запомнить, например, имя www.ferrari.it пользователю куда проще, чем четырехразрядную цепочку IP-адреса. Употребление в Internet мнемонически удобных и понятных пользователям имен породило проблему преобразования имен в IP-адреса. Такое преобразование необходимо, так как на сетевом уровне адресация пакетов идет не по именам, а по IP-адресам, следовательно, для непосредственной адресации сообщений в Internet имена не годятся. Сначала, когда в сеть Internet было объединено небольшое количество компьютеров, NIC (Network Information Center) для решения проблемы преобразования имен в адреса создал специальный файл (hosts file), в который вносились имена и соответствующие им IP-адреса всех хостов в Сети. Этот файл регулярно обновлялся и распространялся по всей Сети. Но, по мере развития Internet, число объединенных в Сеть хостов увеличивалось и такая схема становилась все менее и менее работоспособной. На смену ей пришла новая система преобразования имен, позволяющая пользователю получить необходимые сведения о соответствии имен и IP-адресов от ближайшего информационно-поискового сервера (DNS-сервера). Этот способ решения проблемы получил название Domain Name System (DNS - доменная система имен).

Чтобы реализовать эту систему, был разработан сетевой протокол DNS, для обеспечения эффективной работы которого в Сети создаются специальные выделенные информационно-поисковые серверы - DNS-серверы.

Поясним основную задачу, решаемую службой DNS. В современной сети Internet хост (имеется в виду клиентская часть DNS, называемая resolver) при обращении к удаленному серверу обычно знает его имя, но не IP-адрес, который необходим для непосредственной адресации. Следовательно, перед хостом возникает стандартная задача удаленного поиска: по имени удаленного хоста найти его IP-адрес. Решением этой задачи и занимается служба DNS на базе протокола DNS.

Запросы, генерируемые хостом, являются рекурсивными, то есть в качестве ответа на такой запрос возвращается либо искомая информация, либо сообщение о ее отсутствии. Запросы, генерируемые DNS-cepвером, являются итеративными (нерекурсивными) и, в отличие от рекурсивных, допускают ответ в виде ссылки на другой сервер, который лучше осведомлен о месте расположения искомой информации.

Рассмотрим DNS-алгоритм удаленного поиска IP-адреса по имени в сети Internet.

1. Хост посылает на IP-адрес ближайшего DNS-сервера (он устанавливается при настройке сетевой ОС) DNS-запрос, в котором указывает имя сервера, IP-адрес которого необходимо найти.

2. DNS-сервер, получив такое сообщение, ищет в своей базе имен указанное имя. Если указанное в запросе имя найдено, а следовательно, найден и соответствующий ему IP-адрес, то DNS-сервер отправляет на хост DNS-ответ, в котором указывает искомый IP-адрес. Если же DNS-сервер не обнаружил такого имени в своей базе имен, то он пересылает DNS-запрос на один из ответственных за домены верхнего уровня DNS-серверов, адреса которых содержатся в файле настроек DNS-сервера root.cache, и описанная в этом пункте процедура повторяется, пока имя не будет найдено (или будет не найдено).

Анализируя уязвимость этой схемы удаленного поиска, можно прийти к выводу, что в сети, использующей протокол DNS, возможно осуществление типовой удаленной атаки "ложный объект РВС". Практические изыскания и критический анализ безопасности службы DNS позволяют предложить три возможных варианта удаленной атаки на эту службу.

Перехват DNS-запроса

Внедрение в сеть Internet ложного DNS-сервера путем перехвата DNS-запроса - это удаленная атака на базе типовой атаки, связанной с ожиданием поискового DNS-запроса. Перед тем как рассмотреть алгоритм атаки на службу DNS, необходимо обратить внимание на некоторые тонкости в работе этой службы.

Во-первых, по умолчанию служба DNS функционирует на базе протокола UDP (хотя возможно и использование протокола TCP), что, естественно, делает ее менее защищенной, так как протокол UDP (в отличие от TCP) вообще не предусматривает средств идентификации сообщений. Для того чтобы перейти от UDP к TCP, администратору DNS-сервера придется очень серьезно изучить документацию (в стандартной документации на демон named в ОС Linux нет никакого упоминания о возможном выборе протокола, на котором будет работать DNS-сервер). Этот переход несколько замедлит систему, так как при использовании TCP требуется создание виртуального соединения, кроме того, конечная сетевая ОС вначале посылает DNS-запрос с использованием протокола UDP, и только в том случае, если придет специальный ответ от DNS-сервера, она пошлет следующий запрос с использованием TCP.

Во-вторых, начальное значение поля "порт отправителя" в UDP-пакете >= 1023 и увеличивается с каждым переданным DNS-запросом.

В-третьих, значение идентификатора (ID) DNS-запроса устанавливается следующим образом. В случае передачи DNS-запроса с хоста оно зависит от конкретного сетевого приложения, вырабатывающего DNS-запрос. Эксперименты показали, что если запрос посылается из оболочки командного интерпретатора (SHELL) операционных систем Linux и Windows 95 (например, ftp nic.funet.fi), то это значение всегда равняется единице. Если же DNS-запрос передается из Netscape Navigator или его посылает непосредственно DNS-сервер, то с каждым новым запросом сам браузер или сервер увеличивает значение идентификатора на единицу. Все эти тонкости имеют значение в случае атаки без перехвата DNS-запроса.

Для реализации атаки путем перехвата DNS-запроса кракеру необходимо перехватить запрос, извлечь из него номер UDP-порта хоста отправителя, двухбайтовое значение ID-идентификатора DNS-запроса и искомое имя, а затем послать ложный DNS-ответ на извлеченный из DNS-запроса UDP-порт, где в качестве искомого IP-адреса указать настоящий IP-адрес ложного DNS-сервера. Такой вариант атаки в дальнейшем позволит полностью перехватить трафик между атакуемым хостом и сервером и активно воздействовать на него по схеме "ложный объект РВС".

Рассмотрим обобщенную схему работы ложного DNS-сервера (рис. 4.5):

1. Ожидание DNS-запроса.

2. Извлечение из полученного сообщения необходимых сведений и передача по сети на запросивший хост ложного DNS-ответа от имени (с IP-адреса) настоящего DNS-сервера с указанием в этом ответе IP-адреса ложного DNS-сервера.

3. В случае получения пакета от хоста - изменение в IP-заголовке пакета его IP-адреса на IP-адрес ложного DNS-сервера и передача пакета на сервер (то есть ложный DNS-сервер ведет работу с сервером от своего имени).

4. В случае получения пакета от сервера - изменение в IP-заголовке пакета его IP-адреса на IP-адрес ложного DNS-сервера и передача пакета на хост (для хоста ложный DNS-сервер и есть настоящий сервер).

Рис. 4.5. Функциональная схема ложного DNS-сервера

Необходимым условием осуществления данного варианта атаки является перехват DNS-запроса, а это возможно только в том случае, если атакующий находится либо на пути основного трафика, либо в одном сегменте с DNS-сервером. В результате подобная удаленная атака становится трудноосуществимой на практике (попасть в сегмент DNS-сервера, и тем более в межсегментный канал связи, взломщику, скорее всего, не удастся). Однако при выполнении этих условий можно осуществить межсегментную удаленную атаку на сеть Internet.

Отметим, что практическая реализация данной удаленной атаки выявила ряд интересных особенностей в работе протокола FTP и в механизме идентификации TCP-пакетов (см. раздел "Подмена одного из субъектов TCP-соединения в сети Internet"). В случае, когда FTP-клиент на хосте подключался к удаленному FTP-серверу через ложный DNS-сервер, оказывалось, что каждый раз после выдачи пользователем прикладной команды FTP (например, ls, get, put и т.д.) FTP-клиент вырабатывал команду PORT, которая состояла в передаче на FTP-сервер в поле данных TCP-пакета номера порта и IP-адреса клиентского хоста (особый смысл в этих действиях трудно найти: зачем каждый раз передавать на FTP-сервер IP-адрес клиента?). Если на ложном DNS-сервере не изменить в поле данных IP-адрес и переслать пакет на FTP-сервер по обыкновенной схеме, то следующий пакет будет передан FTP-сервером на хост FTP-клиента, минуя ложный DNS-сервер. Что самое интересное, такой пакет будет воспринят как нормальный, и в дальнейшем ложный DNS-сервер потеряет контроль над трафиком между FTP-сервером и FTP-клиснтом. Это связано с тем, что обычный FTP-сервер не предусматривает никакой дополнительной идентификации FTP-клиента, а перекладывает все проблемы идентификации пакетов и соединений на более низкий уровень - уровень TCP (транспортный).