IPv6安全思考（一）：IPv6網路中遞迴DNS的風險分析
DNS(Domain Name System )域名系統是支撐網際網路執行的重要核心基礎設施，因此DNS系統也成為網際網路攻擊的最主要目標。DNS安全意義重大，一旦發生重大DNS攻擊事件，將可能會影響大範圍網際網路的正常執行，並給社會帶來巨大經濟損失。
隨著中國推進IPv6規模部署行動計劃快速實施，中國三大電信運營商的固定和4G LTE網路已經大範圍部署IPv6協議，隨著一批TOP ICP網站和APP支援IPv6協議，目前中國已經有超過5億使用者獲得IPv6地址，開始使用IPv6網路服務。中國網際網路正在向IPv6時代全面演進。在這個階段，必須要高度重視DNS安全問題。
1. 遞迴DNS的執行機制
DNS系統可以分為：根DNS伺服器、頂級域名DNS伺服器(TLD)、權威DNS伺服器、遞迴DNS伺服器等幾類。
使用者訪問網際網路，第一步需要向本地遞迴DNS申請域名解析。遞迴DNS查詢快取或向上一級DNS進行遞迴，獲得域名解析結果並返回給使用者，然後使用者瀏覽器就可以訪問目標網站和網頁。從網際網路DNS體系架構來看，遞迴DNS是一個綜合體系，包含多個層級。使用者向低階遞迴DNS查詢，低階向高階遞迴DNS查詢，高階遞迴DNS向根DNS、頂級域名DNS、權威DNS伺服器查詢，這樣一級一級遞迴查詢。權威DNS解析出來域名的IP地址再一級一級返回，最後發給使用者主機。
遞迴DNS在日誌裡面將會記錄使用者的DNS查詢記錄，包括使用者主機的源IP地址、目標網站、查詢時間、返回DNS查詢結果(目標網站的IP地址)等等。
2. IPv6 與IPv4環境下遞迴DNS執行機制的差異及風險
IPv6網路環境下，DNS的執行機制與IPv4網路環境下存在一些差異。
由於IPv4地址資源缺乏，所以IPv4網路通常會在出口部署NAT裝置，內網主機向遞迴DNS申請域名解析申請時，遞迴DNS收到的是NAT裝置IP地址，無法獲得使用者主機的IP地址。
IPv6協議提供了海量IP地址資源，所有使用者主機/聯網終端都配置真實IPv6地址。IPv6主機(或聯網終端)使用真實IPv6地址向遞迴DNS發起域名解析申請，遞迴DNS伺服器向用戶主機返回域名解析結果，並在日誌中記錄使用者的真實IPv6地址。
網際網路IP地址掃描探測是黑客常用的攻擊手段。由於IPv6協議設計有海量地址，原有IPv4地址段掃描的探測方式在IPv6網路上基本失效，所以黑客需要獲得使用者的真實IPv6地址，就需要找到一個擁有大量使用者真實IPv6地址記錄的系統，入侵破解之後獲取使用者IP地址資料。而遞迴DNS伺服器恰恰能夠滿足黑客的探測需求，無論是內網遞迴DNS系統，還是公共遞迴DNS系統，在DNS日誌檔案裡面都記錄了海量使用者的真實IPv6地址與域名解析記錄。
3. IPv6網路環境中竊取將成為遞迴DNS重要攻擊方式
對遞迴DNS系統的攻擊，主要包括破壞、投毒、竊取三種方式。
- IPv4時代對DNS的攻擊以破壞為主，包括DDOS攻擊等，目的是造成DNS服務停止。這種攻擊發生後很快就會被發現，並在12-24小時內修復。
- DNS快取投毒是指遞迴DNS向上級DNS申請查詢，攻擊者仿冒上級DNS伺服器向遞迴DNS 伺服器傳送偽造應答包搶先完成應答，用虛假資料汙染遞迴DNS 快取，從而使遞迴DNS向用戶主機返回錯誤的解析IP結果，將使用者訪問重定向到危險網站。
- 進入IPv6時代，由於獲取使用者真實IPv6地址變得困難，因此竊取將成為遞迴DNS攻擊的重要方式。黑客入侵DNS後，不干擾DNS正常執行，而是長期潛伏起來，持續竊取DNS伺服器的日誌資料，從日誌資料中即時獲取海量使用者的真實IPv6地址，並作為網路探測的目標。
如果黑客入侵併攻破校園網、政務網，企業網的遞迴DNS伺服器，以及公共DNS服務商的遞迴DNS系統，就可以獲取DNS日誌並抓取大量新鮮有效的使用者IPv6地址，以進行精準IPv6地址掃描探測。潛伏竊取是靜默無聲並且長期的，其帶來的風險要遠遠大於DDOS攻擊破壞和DNS快取投毒。
目前很多園區網、企業網的DNS伺服器安全防護薄弱，隨著使用者網路IPv6升級和DNS系統IPv6升級，將可能成為黑客重點攻擊目標。
4. IPv6網路隨意配置和使用公共DNS的風險
目前網上有很多文章推薦國外的公共DNS，
包括：
- GooglePublic DNS (IPv4：8.8.8.8;IPv6：2001:4860:4860::8888);
- IBMQuad9 DNS (IPv4：9.9.9.9;IPv6：2620:fe::fe);
- CloudflareDNS (IPv4：1.1.1.1;IPv6：2606:4700:4700::1111);
- CiscoOpenDNS (IPv4：208.67.222.222;IPv6：2620:0:ccc::2);
- HurricaneElectric Public DNS (IPv4：74.82.42.42;IPv6：2001:470:20::2 )
由於國內網路受互聯互通、國際出口擁堵等情況的影響，一些網站訪問速度較慢。在一些介紹全球公共DNS的網路技術文章影響下，很多使用者在自己的電腦上設定國內、國外公共DNS作為首選DNS，以求實現網路加速。還有一些企業沒有內網DNS伺服器，網管技術人員往往在路由器上將DNS設定為公共DNS的IP地址，內網使用者直接使用公共DNS的域名解析服務。這種情況在IPv4網路環境下的問題不大，因為主機都在NAT裝置之後配置內網IP，沒有publicIP地址。但是在IPv6網路中，所有主機都將配置真實IPv6 Public IP地址，一旦IP地址暴露，即可被精準掃描。
Google、IBM、Cloudflare等全球公共DNS系統為全球網際網路使用者提供免費的DNS解析服務，正面看是一種公益和慈善，但從IPv6網路安全的角度看，其實也是一個全球主機IP地址收集器。如果使用者主機DNS設定直接寫入這些公共DNS的IP地址，或者小企業出口路由器的DNS設定直接寫入這些公共DNS的IP地址，那麼使用者主機發起DNS解析請求時，這些公共DNS將直接獲得使用者主機(或企業內網主機)的真實IPv6地址。假設某個公共DNS系統的日誌資料庫與網軍的IP地址掃描探測系統直聯共享，那麼情況簡直不堪設想。
5. 在中國IPv6規模部署初期就要重視IPv6網路安全
兩辦《推進IPv6規模部署行動計劃》檔案中明確提出了“兩並舉三同步”原則：“發展與安全並舉，同步推進網路安全系統規劃、建設、執行”。
中國IPv6規模部署剛剛進入發展期，已經有超過5億部手機實現了IPv6聯網，一批高校、政府、企業的網路正在升級支援IPv6協議。在目前階段，重視IPv6網路安全問題處於最佳階段，而不能等到發生事故之後再亡羊補牢。可以預見，在不遠的將來，IPv6 DNS安全將成為IPv6網路安全的最重點問題之一，必須要予以高度重視，提前做好網路安全防護。