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Rust 语言打造的安全 DNS 解决方案：Hickory DNS

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Rust 语言打造的安全 DNS 解决方案：Hickory DNS

在这个互联网高速发展的时代，DNS 作为网络世界的“电话簿”，其安全性和稳定性显得尤为重要。Hickory DNS 正是为了应对这一挑战而生。

项目起源

Hickory DNS 原本名为 Trust-DNS，后经过品牌重塑，加入了 hickory-dns 组织。它不仅继承了 Trust-DNS 的优秀基因，更在安全性和性能上进行了全面升级。

核心特性

  • 安全性：从底层代码开始，Hickory DNS 就注重安全性，避免使用可能导致程序崩溃的代码。
  • 稳定性：使用稳定的 Rust 语言，确保服务的稳定运行。
  • 易用性：简化操作流程，让 DNS 服务更容易管理和维护。

模块组成

Hickory DNS 由多个模块组成，每个模块都有其独特的功能和用途：

  • Hickory DNS：提供 DNS 权威服务器的运行工具。
  • Proto：底层 DNS 库，为其他 Hickory DNS 库提供支持。
  • Client：用于向 DNS 服务器发送查询、更新和通知消息。
  • Server：托管 DNS 记录，支持守护进程形式运行。
  • Resolver：执行 DNS 解析，可替代操作系统的默认解析服务。

功能亮点

Hickory DNS 支持多种高级功能，包括 DNSSEC 验证、原子记录创建、记录比较和交换等。服务器端还支持 DNS-over-TLS 和 DNS-over-HTTPS，为数据传输提供加密保护。

使用方法

这假定你已经安装了 Rust[1] 稳定版。这些假定 hickory-dns 代码库已经被同步到本地系统：

git clone https://github.com/hickory-dns/hickory-dns.git
cd hickory-dns

前提条件

最低 Rust 版本

  • 该项目当前的最低 rustc 版本为 1.67
  • OpenSSL 开发库（客户端和解析器中可选，最低版本 1.0.2）

Mac OS X: 使用 homebrew

  brew install openssl
  export OPENSSL_INCLUDE_DIR=`brew --prefix openssl`/include
  export OPENSSL_LIB_DIR=`brew --prefix openssl`/lib

基于 Debian 的系统（包括 Ubuntu & Raspbian）: 使用 apt-get

  # 注意对于 openssl，TLS 需要至少 1.0.2 版本，
  # 如果这是问题，可以禁用 TLS（在客户端），见下文。
  $ apt-get install openssl
  $ apt-get install libssl-dev pkg-config

测试

Hickory DNS 使用 just 进行构建工作流管理。尽管在项目根目录运行 cargo test 可以工作，但这并不全面。使用 cargo install just 安装 just。

  • 默认测试

    这些适合在本地系统上运行。它们将为本地测试创建套接字，但不会尝试访问远程系统。测试也可以从 crate 目录运行，例如 client 或 server 和 cargo test

just default

  • 默认特性测试

    Hickory DNS 有许多特性，可以快速测试启用它们或不启用它们，支持三个目标，default，no-default-features，all-features：

just all-features

  • 单独特性测试

    Hickory DNS 有许多特性，每个单独的特性都可以独立测试，查看各个 crates 了解它们所有的特性，这里是一个不一定最新的列表：dns-over-rustls，dns-over-https-rustls，dns-over-native-tls，dns-over-openssl，dns-dnssec-openssl，dns-dnssec-openssl，dns-dnssec-ring，mdns。每个特性都可以使用它自己作为 just 的任务目标进行测试：

just dns-over-https-rustls

  • 基准测试

    等待 Rust 中的基准测试稳定。

构建

  • 生产构建，从 hickory-dns 基础目录开始，要获取所有特性，只需传递 --all-features 标志。
cargo build --release -p hickory-dns

运行

警告：Hickory DNS 仍在开发中，不建议在生产中运行。服务器目前仅是单线程的，它是非阻塞的，所以这应该允许它能够处理大多数内部负载。

  • 验证版本
./target/release/hickory-dns --version
  • 获取帮助
./target/release/hickory-dns --help
  • 使用测试配置启动 hickory-dns 服务器

你可能不希望传递 -p 参数将在默认 DNS 端口上运行。对于 tls 特性，也有那些端口选项，见 hickory-dns --help

./target/release/hickory-dns -c ./tests/test-data/test_configs/example.toml -z ./tests/test-data/test_configs/ -p 24141
  • 使用 dig 查询刚刚启动的服务器
dig @127.0.0.1 -p 24141 www.example.com

使用 hickory-resolver CLI

在 0.20 中可用

cargo install --bin resolve hickory-util

或从源代码，在 hickory-dns 目录中

cargo install --bin resolve --path util

示例：

$ resolve www.example.com.
Querying for www.example
.com. A from udp:8.8.8.8:53, tcp:8.8.8.8:53, udp:8.8.4.4:53, tcp:8.8.4.4:53, udp:[2001:4860:4860::8888]:53, tcp:[2001:4860:4860::8888]:53, udp:[2001:4860:4860::8844]:53, tcp:[2001:4860:4860::8844]:53
Success for query name: www.example.com. type: A class: IN
        www.example.com. 21063 IN A 93.184.215.14

作为依赖项和自定义特性使用

客户端有一些特性，出于不同的原因，在嵌入其他软件时可以禁用。

  • dnssec-openssl它是一个默认特性，所以需要将 default-features 设置为 false（这将禁用 hickory-dns 中所有其他默认特性）。在有其他加密库支持之前，这也会禁用 DNSSEC 验证。函数仍然存在，但在验证时总是返回错误。下面的例子将禁用所有默认特性并启用 OpenSSL，去掉 "openssl" 以去掉对 OpenSSL 的依赖。

  • dnssec-ringRing 支持可以用于 RSA 和 ED25519 DNSSEC 验证。

  • dns-over-native-tls使用 native-tls 实现 DNS-over-TLS，仅在客户端和解析器中支持，不在服务器中。

  • dns-over-openssl使用 openssl 实现 DNS-over-TLS，在服务器和客户端中支持，解析器没有默认的 CA 链。

  • dns-over-rustls使用 rustls 实现 DNS-over-TLS，仅在客户端和解析器中支持，不在服务器中。如果你希望使用纯 Rust 工具链，这是最佳选择。在客户端、解析器和服务器中支持。

  • dns-over-https-rustls使用 rustls 实现 DNS-over-HTTPS（并将启用 DNS-over-TLS），仅在客户端、解析器和服务器中支持。如果你希望使用纯 Rust 工具链，这是最佳选择。

  • mdns 实验性启用实验性的 mDNS 特性以及 DNS-SD。目前已知存在问题。

在依赖项中使用自定义特性：

[dependencies]
  ...
hickory-dns = { version = "*", default-features = false, features = ["dnssec-openssl"] }

在构建期间使用自定义特性：

$> cargo build --release --features dns-over-rustls
...

常见问题解答

  • 为什么你要再建一个 DNS 服务器？

    因为有 BIND 的所有安全通告。

    使用 Rust 语义，应该可以开发出一个高性能且安全的 DNS 服务器，更能抵御攻击。

  • 什么是 MSRV（最低稳定 Rust 版本）政策？

    Hickory DNS 将努力支持与三个 Rust 版本向后兼容。

    例如，如果 1.50 是当前版本，那么 MSRV 将是 1.47。版本只有在必要时才会增加，所以 MSRV 可能比这个政策所说的要旧。此外，MSRV 只支持 no-default-features 构建，因为试图在依赖项上执行此政策是一个棘手的问题。

Hickory DNS

Hickory DNS 是一个基于 Rust 语言构建的 DNS 客户端、服务器和解析器，从底层设计上就注重安全性和可靠性。

这个代码仓库包含多个不同的组件：

库名称 描述
Hickory DNS 用于运行 DNS 权威服务器的二进制文件。
Proto 原始 DNS 库，公开了不稳定的 API，仅供其他 Hickory DNS 库使用，不打算供最终用户使用。
Client 用于直接向 DNS 服务器发送 查询、更新 和 通知 消息。
Server 用于托管 DNS 记录，也有一个 hickory-dns 二进制文件用于以守护进程形式运行。
Resolver 利用客户端库执行 DNS 解析。可以替代标准操作系统解析功能。

注意 这个项目从 Trust-DNS 重新品牌为 Hickory DNS，并且已经转移到了 https://github.com/hickory-dns/hickory-dns 组织和代码仓库。

目标

  • 构建一个具有现代特性的安全 DNS 服务器和客户端。
  • 无恐慌（panics），所有代码都有保护。
  • 仅使用安全的 Rust，并以适当的错误处理避免所有恐慌。
  • 仅使用稳定的 Rust。
  • 防御一定程度的 DDOS 攻击。
  • 支持全局负载均衡功能选项。
  • 使其操作简单。

状态

解析器

Hickory DNS 解析器是 Rust 应用程序中的本地 Rust 实现的存根解析器。解析器支持许多常见的查询模式，所有这些都可以配置在创建解析器时。它能够使用 Unix 和 Windows 上的系统配置。在 Windows 上有一个已知的问题，与注册大量接口有关，因此可能需要忽略系统配置。

解析器将正确跟随 CNAME 链以及 SRV 记录查找。有一个长期计划使解析器能够完全递归查询，但目前还不可能。

客户端

Hickory DNS 客户端旨在直接用于操作 DNS 服务器。它可以用于验证记录或更新支持 SIG0 和动态更新的服务器上的记录。客户端还能够验证 DNSSEC。到目前为止，NSEC3 验证尚未支持，但 NSEC 是支持的。有两种接口可以使用，一种是兼容 async/await 的 AsyncClient，另一种是易于使用的阻塞 Client。今天，Tokio 是执行 Runtime 所必需的。

客户端唯一实现

这些是 DNS 协议支持的标准。客户端将它们作为高级接口实现，这比较少见。

特性 描述
SyncDnssecClient[2] DNSSEC 验证
create[3] 记录的原子创建，带有认证请求
append[4] 验证记录的存在并向其追加
compare_and_swap[5] 原子（取决于服务器）比较和交换
delete_by_rdata[6] 删除特定记录
delete_rrset[7] 删除整个记录集
delete_all[8] 删除具有给定名称的所有记录集
notify[9] 通知服务器重新加载区域

服务器

服务器代码已完成，守护进程支持 IPv4 和 IPv6，UDP 和 TCP。
目前没有办法限制 TCP 和 AXFR 操作，所以仍然不建议将其投入生产使用，因为 TCP 可以被用来 DOS 服务。
区域文件解析已完成并得到支持。目前没有分叉选项，服务器还没有线程化（尽管它使用异步 IO 实现，所以线程化可能没有太大好处）。在服务器可以被信任用于外部之前，还有很多工作要做。在私有网络的防火墙后面运行将是安全的。

区域签名支持已完成，要插入一个密钥存储，将带有 .key 后缀的 pem 编码 rsa 文件存储在初始区域文件所在的同一目录中。_注意_：这必须只能由当前用户读取。如果不存在，将会创建一个并写入到正确的位置。这也作为动态更新 SIG(0) 验证的初始密钥。要获取公钥，可以查询区域的 DNSKEY 记录。这需要提供给其他上游服务器以创建 DS 密钥。动态 DNS 也已完成，如果启用，将与区域文件一起存储带有 jrnl 后缀的日志文件。_注意_：如果密钥更改或更新，当前是操作员的责任从区域中删除唯一的公钥，这允许 DNSKEY 在密钥轮换期间存在一段不确定的时间。当前没有在线轮换密钥的选项，需要重启服务器进程。

服务器上的 DNS-over-TLS 和 DNS-over-HTTPS

服务器上的 TLS 支持是通过 pkcs12 der 文件管理的。文档在示例测试配置文件中捕获，example.toml[10]。服务器可以注册证书并使用 add_ca() 方法将其固定到客户端。或者，由于客户端使用 rust-native-tls 库，它应该可以与任何标准 CA 签名的证书一起使用。

DNS-over-TLS 和 DNS-over-HTTPS

DoT 和 DoH 都得到支持。这是通过使用 native-tls、openssl 或 rustls（目前只有 rustls 支持 DoH）中的一个来实现的。解析器需要注册有效的 DoT 或 DoH 解析器才能使用。

要与 Client 一起使用，应该使用 TlsClientConnection 或 HttpsClientConnection。类似地，要与 tokio AsyncClient 一起使用，应该使用 TlsClientStream 或 HttpsClientStream。目前不支持客户端认证，mTLS，还有一些问题正在解决中。TLS 对于服务器认证和连接隐私很有用。

要启用 DoT，必须启用 dns-over-native-tls、dns-over-openssl 或 dns-over-rustls 中的一个功能，dns-over-https-rustls 用于 DoH。

DNSSEC 状态

目前，根密钥硬编码到系统中。这提供了 DNSKEY 和 DS 记录验证回根的能力。NSEC 已实现，但不是 NSEC3。
由于缓存尚未启用，已经注意到一些 DNS 服务器似乎限制了连接，验证 RRSIG 记录回根可能需要大量的额外查询来获取这些记录。

区域将在任何通过动态 DNS 的记录更新时自动重新签名。要启用 DNSSEC，必须启用 dnssec-openssl 或 dnssec-ring 中的一个功能。

实现的 RFC

  • RFC 8499[11]: 没有更多的主/从关系，以纪念 六月节[12]

基本操作

  • RFC 1035[13]: DNS 基础规范（查看解析器的缓存）
  • RFC 2308[14]: DNS 查询的负缓存（查看解析器）
  • RFC 2782[15]: 服务定位
  • RFC 3596[16]: IPv6
  • RFC 6891[17]: DNS 的扩展机制
  • RFC 6761[18]: 特殊用途域名（解析器）
  • RFC 6762[19]: mDNS 多播 DNS（实验功能：mdns）
  • RFC 6763[20]: DNS-SD 服务发现（实验功能：mdns）
  • RFC ANAME[21]: 特定地址的 DNS 别名（ANAME）

更新操作

  • RFC 2136[22]: 动态更新
  • RFC 7477[23]: DNS 中的父子同步

安全 DNS 操作

  • RFC 2931[24]: SIG(0)
  • RFC 3007[25]: 安全动态更新
  • RFC 4034[26]: DNSSEC 资源记录
  • RFC 4035[27]: DNSSEC 的协议修改
  • RFC 4509[28]: DNSSEC 委托签名中的 SHA-256
  • RFC 5702[29]: DNSKEY 和 RRSIG 中用于 DNSSEC 的 SHA-2 算法与 RSA
  • RFC 6844[30]: DNS 认证机构授权（CAA）资源记录
  • RFC 6698[31]: 基于 DNS 的命名实体认证（DANE）传输层安全（TLS）协议：TLSA
  • RFC 6840[32]: DNSSEC 的澄清和实现说明
  • RFC 6944[33]: DNSKEY 算法实现状态
  • RFC 6975[34]: 信号加密算法理解
  • RFC 7858[35]: TLS 上的 DNS（特性：dns-over-rustls，dns-over-native-tls，或 dns-over-openssl）
  • RFC DoH[36]: HTTPS 上的 DNS，DoH（特性：dns-over-https-rustls）

正在进行或尚未实现的 RFC

基本操作

  • RFC 2317[37]: 无类 IN-ADDR.ARPA 委派

更新操作

  • RFC 1995[38]: 增量区域传输
  • RFC 1996[39]: 通知辅助服务器更新
  • Update Leases[40]: 动态 DNS 更新租约
  • Long-Lived Queries[41]: 带有通知的铃声

安全 DNS 操作

  • RFC 5155[42]: DNSSEC 哈希认证拒绝存在
  • DNSCrypt[43]: 受信任的 DNS 查询
  • S/MIME[44]: S/MIME 的域名

结语

Hickory DNS 是一个充满活力的开源项目，它不仅为 DNS 领域带来了新的选择，更为我们提供了一个更安全、更可靠的网络环境。

参考资料

[1]

Rust: https://www.rust-lang.org

[2]

SyncDnssecClient: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/struct.SyncDnssecClient.html

[3]

create: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.create

[4]

append: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.append

[5]

compare_and_swap: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.compare_and_swap

[6]

delete_by_rdata: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.delete_by_rdata

[7]

delete_rrset: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.delete_rrset

[8]

delete_all: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.delete_all

[9]

notify: https://docs.rs/hickory-client/latest/hickory_client/client/trait.Client.html#method.notify

[10]

example.toml: https://github.com/hickory-dns/hickory-dns/blob/main/tests/test-data/test_configs/example.toml

[11]

RFC 8499: https://tools.ietf.org/html/rfc8499

[12]

六月节: https://en.wikipedia.org/wiki/Juneteenth

[13]

RFC 1035: https://tools.ietf.org/html/rfc1035

[14]

RFC 2308: https://tools.ietf.org/html/rfc2308

[15]

RFC 2782: https://tools.ietf.org/html/rfc2782

[16]

RFC 3596: https://tools.ietf.org/html/rfc3596

[17]

RFC 6891: https://tools.ietf.org/html/rfc6891

[18]

RFC 6761: https://tools.ietf.org/html/rfc6761

[19]

RFC 6762: https://tools.ietf.org/html/rfc6762

[20]

RFC 6763: https://tools.ietf.org/html/rfc6763

[21]

RFC ANAME: https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-dnsop-aname-02

[22]

RFC 2136: https://tools.ietf.org/html/rfc2136

[23]

RFC 7477: https://tools.ietf.org/html/rfc7477

[24]

RFC 2931: https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2931

[25]

RFC 3007: https://tools.ietf.org/html/rfc3007

[26]

RFC 4034: https://tools.ietf.org/html/rfc4034

[27]

RFC 4035: https://tools.ietf.org/html/rfc4035

[28]

RFC 4509: https://tools.ietf.org/html/rfc4509

[29]

RFC 5702: https://tools.ietf.org/html/rfc5702

[30]

RFC 6844: https://tools.ietf.org/html/rfc6844

[31]

RFC 6698: https://tools.ietf.org/html/rfc6698

[32]

RFC 6840: https://tools.ietf.org/html/rfc6840

[33]

RFC 6944: https://tools.ietf.org/html/rfc6944

[34]

RFC 6975: https://tools.ietf.org/html/rfc6975

[35]

RFC 7858: https://tools.ietf.org/html/rfc7858

[36]

RFC DoH: https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-doh-dns-over-https-14

[37]

RFC 2317: https://tools.ietf.org/html/rfc2317

[38]

RFC 1995: https://tools.ietf.org/html/rfc1995

[39]

RFC 1996: https://tools.ietf.org/html/rfc1996

[40]

Update Leases: https://tools.ietf.org/html/draft-sekar-dns-ul-01

[41]

Long-Lived Queries: https://tools.ietf.org/html/draft-sekar-dns-llq-01

[42]

RFC 5155: https://tools.ietf.org/html/rfc5155

[43]

DNSCrypt: https://dnscrypt.org

原创文章，作者：速盾高防cdn，如若转载，请注明出处：https://www.sudun.com/ask/87592.html

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