DNS: princípios, história e segurança

Muitos usuários não têm uma compreensão completa do que é o DNS, por que esse sistema é tão importante e como ele afeta nosso trabalho diário na rede. Acreditamos que ter conhecimento dos princípios básicos do funcionamento do DNS é um passo importante para entender não apenas os princípios de como a Internet funciona, mas também as questões relacionadas com a segurança e anonimato online. Compreender esses aspectos é especialmente relevante diante do constante aumento do número de ameaças cibernéticas e ataques direcionados à interrupção dos serviços de rede.

DNS - Domain Name System, que significa sistema de nomes de domínio. À primeira vista, o conceito pode parecer bastante abstrato, mas praticamente todos os usuários da internet lidam com isso diariamente. Graças ao DNS, podemos digitar nas barras de endereço palavras familiares, como google.com ou yandex.ru, em vez de memorizar sequências numéricas complexas de endereços IP.

Conceitos Principais

Para entender melhor esse assunto, vamos começar com os conceitos básicos.

Um nome de domínio é uma string facilmente legível que serve para identificar um recurso na rede. Por exemplo, o nome de domínio example.com corresponde a um determinado endereço IP, que é um identificador numérico de um computador na rede.

Endereços de IP podem ser de dois tipos:

IPv4 - um sistema clássico com quatro octetos (por exemplo, 192.168.0.1), e IPv6 - um sistema mais moderno que permite a definição de um número muito maior de endereços devido ao formato hexadecimal.

Como surgiu o DNS

A história da origem do DNS está intimamente ligada ao desenvolvimento da própria Internet. Nos primeiros anos da existência da rede, um sistema centralizado era utilizado, onde uma lista de correspondências entre nomes de domínio e endereços IP era mantida em um único arquivo grande. No entanto, com o aumento do número de dispositivos conectados à rede, ficou claro que essa abordagem era bastante inconveniente e não poderia ser escalada.

Por volta dos anos 1980, quando a Internet começou a se desenvolver rapidamente e ganhar impulso, a quantidade de informações aumentou consideravelmente, o que levou à necessidade de criar um sistema mais flexível e descentralizado para transformar nomes de domínio em endereços IP. Foi crucial projetar uma estrutura que pudesse funcionar de forma independente, garantindo acesso confiável e rápido a qualquer recurso na rede.

Primeira Aparição do DNS

O primeiro padrão que estabeleceu o início do sistema DNS moderno foi documentado na RFC 1034 e na RFC 1035. Esses documentos definiram a arquitetura e os protocolos nos quais o DNS moderno se baseia e tornaram-se o "ponto de partida" para o desenvolvimento contínuo do sistema.

Com o desenvolvimento da rede de internet, o DNS passou por uma série de mudanças e melhorias, surgindo novas capacidades, como cache distribuído, balanceamento de carga e mecanismos de proteção contra ataques. Hoje, o DNS é um dos elementos-chave da infraestrutura da Internet, garantindo roteamento rápido e confiável de solicitações em todo o mundo.

Como funciona o sistema DNS

Para entender como funciona o DNS, é importante compreender a sua arquitetura e os processos subjacentes à resolução de nomes de domínio.

Arquitetura DNS

DNS represents a hierarchical system consisting of multiple levels of servers:

Servidores raiz: Eles representam o nível mais alto da hierarquia do DNS e são responsáveis por encaminhar solicitações para servidores de nível superior.
Servidores de TLD (domínios de nível superior): Esses servidores gerenciam os domínios de primeiro nível, como .com, .ru, .net, e encaminham as solicitações para os servidores autoritativos correspondentes.
Servidores autoritativos: Eles mantêm informações atualizadas sobre os nomes de domínio e são responsáveis pela resolução final de nomes de domínio em endereços IP.

Além disso, há diferença entre servidores DNS locais e remotos. Os servidores locais costumam pertencer a provedores de internet ou organizações e são usados para acelerar o processamento de solicitações, utilizando o cache. Os servidores remotos podem estar em qualquer lugar do mundo e oferecem níveis adicionais de distribuição de carga.

Processo de Resolução de Nomes de Domínio

O processo de registro de um nome de domínio é uma série de etapas que podem ser divididas em várias etapas:

Pedido do cliente: Quando um usuário insere um nome de domínio em um navegador, seu dispositivo envia uma solicitação a um servidor DNS local.
Feedback de registros em cache: Se a informação necessária já estiver armazenada em cache, o servidor retorna instantaneamente o endereço IP correspondente, acelerando significativamente o processo.
Solicitação aos servidores raiz: Se a informação não for encontrada em cache, a solicitação é enviada aos servidores raiz, que a encaminham para os servidores TLD.
Solicitação aos servidores TLD e autoritativos de DNS: Nesta fase, a solicitação é encaminhada aos servidores TLD correspondentes e, em seguida, aos servidores autoritativos, onde a informação final sobre o domínio é armazenada.

Depois que o seu pedido passa por essa longa cadeia, a página solicitada por você aparece na sua tela.

Papel do cache

O caching desempenha um papel fundamental na aceleração do funcionamento do DNS. Ao armazenar os resultados de consultas anteriores, o cache permite reduzir significativamente o tempo de resposta (e, portanto, a velocidade de carregamento) e reduzir a carga nos servidores. No entanto, o caching pode causar problemas se os dados estiverem desatualizados, o que é especialmente crítico em condições de recursos em constante mudança.

Tipos de Registros DNS

No sistema DNS, vários tipos de registros são usados, cada um desempenhando sua própria função:

Registro A: Liga um nome de domínio a um endereço IPv4.
Registro AAAA: Liga um nome de domínio a um endereço IPv6.
Registro CNAME: Permite especificar um alias para um domínio.
Registro MX: Define os servidores de correio para um domínio.
Registro TXT: Armazena informações de texto, frequentemente usado para verificação e segurança.

Cada tipo de registro é importante para o funcionamento correto da rede e permite garantir a conversão precisa e rápida dos nomes de domínio em endereços IP.

Segurança no sistema DNS

Assim como qualquer outra tecnologia, o DNS não está isento de ameaças e vulnerabilidades. Interrupções no funcionamento do DNS podem levar a consequências graves tanto para usuários individuais quanto para grandes empresas.

Entre as vulnerabilidades de DNS mais conhecidas, podemos destacar:

DNS Spoofing (Falsificação de DNS): Um ataque no qual um invasor interfere intencionalmente no processo de resolução de nomes de domínio, substituindo respostas reais de DNS por falsas. Geralmente, isso é alcançado inserindo pacotes de DNS falsificados na rede antes que o servidor real consiga responder à solicitação. Como resultado, quando um usuário solicita acesso a um recurso específico, seu dispositivo recebe um endereço IP incorreto, levando ao redirecionamento para um site fraudulento. Esse site pode parecer quase idêntico ao original, permitindo que o invasor colete informações confidenciais, como nomes de usuário, senhas ou dados de cartões de crédito. Mecanismos de autenticação e assinatura digital de respostas de DNS são utilizados para combater esse tipo de ataque, no entanto, sem proteção adequada, o invasor pode facilmente contornar as medidas de segurança padrão.

Envenenamento de Cache DNS: Um mecanismo onde os invasores injetam registros maliciosos diretamente no cache do servidor DNS. Quando o servidor armazena esse registro falso, ele se torna disponível para todos os usuários atendidos por esse servidor. Mesmo que a consulta inicial tenha sido correta, solicitações subsequentes automaticamente recebem informações falsas, levando ao redirecionamento para sites falsos. As consequências de tal ataque podem ser extremamente abrangentes, pois imediatamente afetam centenas ou até milhares de usuários, até que o cache seja limpo ou sobrescrito. O envenenamento do cache é frequentemente usado em combinação com outros ataques, aumentando o efeito global e criando períodos prolongados durante os quais os usuários permanecem em risco.

Sequestro BGP: Embora este método não seja diretamente um ataque ao DNS, ele afeta significativamente o funcionamento correto dos servidores DNS. O protocolo BGP (Border Gateway Protocol) é responsável pela troca de informações sobre rotas entre sistemas autônomos na Internet. No sequestro BGP, os invasores alteram as rotas, redirecionando o tráfego através de seus próprios nós. Como resultado, solicitações DNS destinadas a servidores legítimos podem cair nas mãos dos invasores, permitindo-lhes interceptar, analisar ou modificar dados. Esse tipo de ataque pode causar interrupções em larga escala nos serviços e perturbar a estabilidade de segmentos inteiros da rede, especialmente se afetar servidores DNS criticamente importantes.

Ataques de DDoS: Os ataques de DDoS (Distributed Denial of Service) são um método de impacto distribuído, no qual um grande número de dispositivos, muitas vezes apenas bots, enviam solicitações simultaneamente a um ou mais servidores. O objetivo desse tipo de ataque é sobrecarregar o servidor a ponto de ele parar de responder a solicitações legítimas dos usuários. As consequências de um ataque de DDoS podem ser catastróficas: os serviços-alvo se tornam inacessíveis, o que leva a perdas para os negócios e à interrupção do funcionamento de sistemas críticos. Muitas vezes, ataques desse tipo podem ser combinados com outros métodos, como a falsificação de DNS, tornando-os especialmente perigosos e difíceis de reagir rapidamente.

As consequences de tais ataques podem ser muito devastadoras: os usuários podem perder o acesso aos recursos necessários, seus dados ficam ameaçados e a reputação das empresas sofre. Especialmente vulneráveis podem ser instituições financeiras, lojas online e serviços de segurança na internet, pois todos eles armazenam informações sensíveis (informações pessoais, documentos, contas bancárias, etc.), que, se caírem nas mãos de criminosos, podem causar danos financeiros, legais e, às vezes, até físicos.

Informações Históricas

Uma das maiores ofensivas aos servidores DNS foi um ataque que ocorreu em 18 de agosto de 2023. Naquela ocasião, o Google Cloud CDN se tornou alvo de hackers. Naquele dia, foi registrado um recorde de 398 milhões de solicitações por segundo. Este ataque não apenas estabeleceu um novo "recorde negativo", superando a marca anterior em 7,5 vezes, mas também demonstrou a evolução dos métodos dos criminosos, em particular o uso da técnica Rapid Reset.

O método Rapid Reset consiste em redefinir e restaurar rapidamente as conexões TCP, permitindo que os atacantes gerem uma grande quantidade de solicitações em um período muito curto de tempo. Graças a essa abordagem, em 2 minutos, os criminosos foram capazes de gerar tráfego equivalente ao volume de visualizações de publicações na Wikipedia durante todo o mês de setembro do mesmo ano. Essa eficácia indica que os ataques DDoS modernos estão se tornando cada vez mais sofisticados e capazes de contornar sistemas de proteção padrão, até mesmo de gigantes como o Google.

O incidente destacou que mesmo os sistemas de CDN distribuídos, projetados para absorver e minimizar os impactos de ataques em massa, podem enfrentar problemas quando o tráfego é gerado em tal velocidade e escala. Este caso tornou-se um sinal importante para toda a comunidade de TI, lembrando a necessidade de aprimoramento constante dos mecanismos de proteção, adaptação da infraestrutura e implementação de novas tecnologias para combater ameaças semelhantes.

Como se proteger?

Para aumentar a segurança na Internet, os especialistas recomendam o uso de tecnologias como o DNSSEC - um mecanismo de assinatura digital de registros DNS que ajuda a prevenir ataques de falsificação e envenenamento de cache. Além disso, o uso de VPN fornece um nível adicional de proteção, permitindo ocultar os endereços IP reais e aumentar a anonimidade na internet. Também é destacada a importância do uso de ferramentas especializadas, como o navegador anti-detecção - uma solução que permite ocultar informações sobre o navegador e garantir um nível adicional de proteção ao trabalhar em redes públicas.

O Futuro do DNS

O futuro do DNS está ligado à implementação de novas tecnologias e ao aprimoramento dos protocolos existentes, em meio a ameaças crescentes e ao aumento da carga na infraestrutura da Internet.

Algumas das novidades mais discutidas dos últimos anos são o ** DoH (DNS over HTTPS) ** e o ** DoT (DNS over TLS) **.

Estas tecnologias fornecem criptografia de solicitações DNS, o que aumenta significativamente o nível de privacidade e segurança dos dados:

DoH (DNS over HTTPS)- Criptografa pedidos DNS usando o protocolo HTTPS, o que ajuda a proteger os dados contra interceptação e análise. A vantagem deste método é a integração com os mecanismos de proteção HTTPS existentes.

DoT (DNS over TLS)- Similar ao DoH, o DoT utiliza criptografia através do TLS (Transport Layer Security), garantindo a proteção das solicitações e prevenindo interferências de invasores.

Em geral, o vetor de desenvolvimento do DNS no futuro estará relacionado com

Reforço da Segurança: Desenvolvimento de novos protocolos e métodos de proteção para minimizar vulnerabilidades e responder rapidamente a ataques.

Em busca das mais recentes soluções para escalar a infraestrutura: Com o aumento do número de dispositivos e volumes de dados, precisaremos de inovações capazes de garantir alta performance e resistência a falhas nos servidores DNS.

Estas inovações visam não só aumentar a segurança, mas também garantir anonimato na internet para os usuários, o que é especialmente importante dadas as constantes ameaças cibernéticas. A aplicação de tecnologias de criptografia e sistemas distribuídos permite criar uma infraestrutura mais robusta e segura, na qual cada servidor de DNS se torna um elo importante na cadeia de proteção de dados.

Conclusão

Ao concluir a nossa revisão, podemos afirmar com confiança que o DNS é uma tecnologia fundamental que sustenta o funcionamento da Internet moderna.

É importante lembrar que, apesar dos esforços empreendidos por grandes empresas e organizações sem fins lucrativos para aumentar a segurança na internet, cada usuário deve tomar medidas adicionais para proteger seus dados. A aplicação de tecnologias modernas de criptografia, como DNS sobre HTTPS e DNS sobre TLS, ajudará não só a garantir o bom funcionamento da rede, mas também a manter o anonimato na internet.

Esperamos que nossa análise tenha ajudado a entender melhor o que é o DNS, como ele funciona e por que sua segurança é tão importante nos dias de hoje. Instamos a prestar mais atenção à proteção de dados pessoais, lembrando que baixar um navegador anti-rastreamento e usar conexões proxy são passos importantes para garantir o bom funcionamento e a proteção das informações.