DNS сервера: история возникновения, принципы работы, влияние на безопасность в интернете.

Многие пользователи не до конца понимают, что такое DNS сервера, почему эта система так важна и как она влияет на нашу ежедневную безопасную работу в сети. Мы считаем, что знание основ работы DNS – это важный шаг к пониманию не только принципов функционирования Интернета, но и вопросов, связанных с безопасностью в интернете и анонимностью в интернете. Понимание этих аспектов особенно актуально в условиях постоянного роста числа киберугроз и атак, нацеленных на нарушение работы сетевых сервисов.

DNS – это аббревиатура от Domain Name System, что в переводе означает систему доменных имён. На первый взгляд понятие может показаться достаточно абстрактным, но практически каждый пользователь Интернета сталкивается с ним ежедневно. Ведь благодаря DNS серверам мы можем набирать в адресной строке привычные слова, такие как google.com или yandex.ru, вместо того чтобы запоминать сложные числовые последовательности IP-адресов.

Основные понятия

Чтобы лучше разобраться в данной теме, давай начнем с основных понятий.

Доменное имя – это удобно читаемая строка, которая служит для идентификации ресурса в сети. Например, доменное имя example.com соответствует определённому IP-адресу, который представляет собой числовой идентификатор компьютера в сети.

IP-адреса могут быть двух типов:

IPv4 – классическая система с четырьмя октетами (например, 192.168.0.1), и IPv6 – более современная система, позволяющая задавать гораздо больше адресов благодаря шестнадцатеричному формату.

Как возник DNS

История появления DNS неразрывно связана с развитием самого Интернета. В ранние годы существования сети использовалась централизованная система, где список соответствий между доменными именами и IP-адресами хранился в одном большом файле. Однако с ростом числа подключенных к сети устройств стало ясно, что такой подход достаточно неудобный и его невозможно масштабировать.

Ближе к 1980-х годов, когда Интернет начал стремительно развиваться и набирать обороты, информации стало появляться в разы больше, что привело к возникновению необходимости создания более гибкой, децентрализованной системы для преобразования доменных имён в IP-адреса. Было важно спроектировать такую структуру, которая могла бы работать независимо, обеспечивая надежный и быстрый доступ к любому ресурсу в сети.

Первое появление DNS

Первый стандарт, положивший начало современной системе DNS, был зафиксирован в документах RFC 1034 и RFC 1035. Эти документы определили архитектуру и протоколы, на которых базируется современный DNS, и стали “отправной точкой” для дальнейшего развития системы.

С развитием сети интернет DNS прошел через множество изменений и улучшений, появились новые возможности, такие как распределенное кэширование, балансировка нагрузки и механизмы защиты от атак. Сегодня DNS является одним из ключевых элементов инфраструктуры Интернета, обеспечивая, с помощью множества разнообразных днс серверов, быструю и надежную маршрутизацию запросов по всему миру.

Как функционирует система DNS

Чтобы понять, как работает DNS, важно разобраться в её архитектуре и процессах, лежащих в основе разрешения доменных имён.

Архитектура DNS

DNS представляет собой иерархическую систему, состоящую из нескольких уровней серверов:

• Корневые днс серверы: Они являются высшим уровнем иерархии DNS и отвечают за направление запросов к серверам верхнего уровня.
• TLD-серверы (серверы доменов верхнего уровня): Эти серверы управляют доменами первого уровня, такими как .com, .ru, .net, и перенаправляют запросы к соответствующим авторитетным серверам.
• Авторитетные DNS серверы: Они хранят актуальную информацию о доменных именах и отвечают за окончательное разрешение доменных имён в IP-адреса.

Кроме того, существует различие между локальными и удалёнными DNS-серверами. Локальные серверы, как правило, принадлежат интернет-провайдерам или организациям и служат для ускорения обработки запросов, используя кэширование. Удалённые днс серверы могут находиться в любой точке мира и предоставляют дополнительные уровни распределения нагрузки.

Процесс разрешения доменного имени

Разрешение доменного имени – это многоступенчатый процесс, который можно разделить на несколько этапов:

1. Запрос от клиента: Когда пользователь вводит в браузере доменное имя, его устройство отправляет запрос к локальному DNS-серверу.

2. Обратная связь от кэшированных записей: Если нужная информация уже сохранена в кэше, днс сервер мгновенно возвращает соответствующий IP-адрес, что значительно ускоряет процесс.

3. Запрос к корневым серверам: Если информация не найдена в кэше, запрос направляется к корневым серверам, которые перенаправляют его к серверам TLD.

4. Запрос к TLD и авторитетным DNS-серверам: На этом этапе запрос направляется к соответствующим TLD-серверам, а затем – к авторитетным днс серверам, где хранится окончательная информация о домене.

   После того, как твой запрос преодолел такую длинную цепочку, у тебя на экране появляется запрашиваемая тобой страница.

Роль кэширования

Кэширование играет ключевую роль в ускорении работы DNS. Сохраняя результаты предыдущих запросов, кэш позволяет существенно уменьшить время отклика (и скорость загрузки соответственно) и снизить нагрузку на серверы. Однако кэширование может вызывать проблемы, если данные устаревают, это особенно критично в условиях динамически изменяющихся ресурсов.

Типы записей DNS

В системе DNS используется множество типов записей, каждая из которых выполняет свою роль:

• A-запись: Связывает доменное имя с IPv4-адресом.
• AAAA-запись: Связывает доменное имя с IPv6-адресом.
• CNAME-запись: Позволяет указать псевдоним для домена.
• MX-запись: Определяет почтовые серверы для домена.
• TXT-запись: Хранит текстовую информацию, часто используемую для верификации и обеспечения безопасности.

Каждый тип записи важен для корректного функционирования сети и позволяет обеспечить точное и быстрое преобразование доменных имён в IP-адреса.

Безопасность в системе DNS

Как и любая другая технология, DNS не застрахована от угроз и уязвимостей. Нарушения в работе DNS могут привести к серьезным последствиям как для отдельных пользователей, так и для крупных компаний.

Среди наиболее известных уязвимостей DNS можно выделить:

DNS Spoofing (подделка DNS): Атака, при во время которой злоумышленник целенаправленно вмешивается в процесс разрешения доменных имен, подменяя реальные DNS-ответы на поддельные. Как правило, это достигается посредством ввода поддельных DNS-пакетов в сеть до того, как настоящий днс сервер успевает ответить на запрос. В результате, когда пользователь запрашивает доступ к определённому ресурсу, его устройство получает неверный IP-адрес, что приводит к перенаправлению на мошеннический сайт. Такой сайт может выглядеть почти идентично оригинальному, что позволяет злоумышленнику собирать конфиденциальную информацию, например, логины, пароли или данные кредитных карт. Для борьбы с этим видом атак применяются механизмы аутентификации и цифровой подписи DNS-ответов, однако без надлежащей защиты злоумышленник может легко обойти стандартные меры безопасности в интернете.

DNS Cache Poisoning (отравление кэша): Механизм, когда злоумышленники внедряют вредоносные записи непосредственно в кэш DNS-сервера. Когда сервер сохраняет такую поддельную запись, она становится доступной для всех пользователей, обслуживаемых этим днс сервером. Даже если первоначальный запрос был корректным, последующие обращения автоматически получают ложную информацию, что ведёт к перенаправлению на фальшивые сайты. Последствия такой атаки могут быть крайне масштабными, поскольку сразу затрагиваются сотни или даже тысячи пользователей, пока кэш не будет очищен или перезаписан. Отравление кэша зачастую используется в комбинации с другими атаками, усиливая общий эффект и создавая длительные периоды, в течение которых безопасность пользователей в сети остается под угрозой.

BGP Hijacking: Хотя данный метод напрямую не является атакой на DNS, он существенно влияет на корректную работу DNS-серверов. Протокол BGP (Border Gateway Protocol) отвечает за обмен информацией о маршрутах между автономными системами в Интернете. При BGP Hijacking злоумышленники изменяют маршруты, перенаправляя трафик через свои узлы. В результате, запросы, предназначенные для легитимных днс серверов, могут попасть в руки злоумышленников, что позволяет им перехватывать, анализировать или изменять данные. Такая атака может вызвать широкомасштабные перебои в работе сервисов и нарушить стабильность работы целых сегментов сети, особенно если затронуты критически важные DNS серверы.

DDoS-атаки: DDoS-атаки (Distributed Denial of Service) представляют собой метод распределенного воздействия, при котором большое количество устройств, зачастую это просто боты, одновременно отправляют запросы на один или несколько днс серверов. Цель такой атаки – перегрузить DNS сервер, до такой степени, что он перестает отвечать на легитимные запросы пользователей. Последствия DDoS-атаки могут быть катастрофическими: целевые сервисы становятся недоступными, что приводит к потерям для бизнеса и срыву работы критически важных систем. Очень часто атаки подобного рода могут комбинироваться с другими методами, например, с подделкой DNS, что делает их особенно опасными и трудными для оперативного реагирования.

Последствия подобных атак могут быть весьма разрушительными: пользователи могут потерять доступ к нужным ресурсам, их данные оказываются под угрозой, а репутация компаний страдает. Особенно уязвимыми могут оказаться финансовые учреждения, интернет-магазины и сервисы, обеспечивающие безопасность в интернете так как все они хранят чувствительную информацию (информацию о личности человека, его документах, банковских счетах и тд), попав в руки злоумышленников, эта информация может нанести финансовый, юридический а иногда даже и физический вред.

Иторическая справка

Одной из крупнейших атак на днс серверы была атака, которая произошла 18 августа 2023 года. Тогда Google Cloud CDN стал мишенью хакеров. В тот день был зафиксировав рекорд в 398 млн запросов в секунду. Эта атака не только установила новый «антирекорд», превысив предыдущий показатель в 7,5 раз, но и продемонстрировала эволюцию методов злоумышленников, в частности использование техники Rapid Reset.

Метод Rapid Reset заключается в быстром сбросе и восстановлении TCP-соединений, что позволяет атакующим генерировать огромное количество запросов за крайне короткий промежуток времени. Благодаря этому подходу за 2 минуты злоумышленники смогли создать трафик, равный объему просмотров публикаций на Wikipedia за весь сентябрь того же года. Такая эффективность говорит о том, что современные DDoS-атаки становятся все более изощренными и способны обходить стандартные системы защиты даже у гигантов, как Google.

Инцидент подчеркнул, что даже распределенные CDN-системы, разработанные для поглощения и минимизации последствий массовых атак, могут столкнуться с проблемами, когда трафик генерируется с такой скоростью и масштабом. Этот случай стал важным сигналом для всего IT-сообщества, напоминая о необходимости постоянного контроля безопасности в сети, совершенствования механизмов защиты, адаптации инфраструктуры и внедрения новых технологий для борьбы с подобными угрозами.

Как защитить себя?

Для повышения безопасности в интернете специалисты рекомендуют использовать такие технологии, как DNSSEC – механизм цифровой подписи DNS-записей, который помогает предотвратить атаки типа подделки и отравления кэша. Кроме того, использование VPN обеспечивает дополнительный уровень защиты, позволяя скрыть реальные IP-адреса и повысить анонимность в интернете. Мы также отмечаем важность применения специализированных инструментов, таких как антидетект браузер – решение, которое позволяет скрыть информацию о браузере и обеспечить дополнительный уровень защиты при работе через публичные сети.

Будущее DNS

Будущее DNS связано с внедрением новых технологий и совершенствованием существующих протоколов, в условиях возрастающих угроз и растущей нагрузки на интернет-инфраструктуру.

Одними из самых обсуждаемых новинок последних лет являются DoH (DNS over HTTPS) и DoT (DNS over TLS).

Эти технологии обеспечивают шифрование DNS-запросов, что значительно повышает уровень безопасности в сети за счет улучшения конфиденциальности и защищенности данных:

DoH (DNS over HTTPS)- Шифрует DNS-запросы с использованием протокола HTTPS, что позволяет защитить данные от перехвата и анализа. Преимуществом данного подхода является интеграция с уже существующими механизмами защиты HTTPS.

DoT (DNS over TLS)- Аналогично DoH, DoT использует шифрование через TLS (Transport Layer Security), обеспечивая защиту запросов и предотвращая вмешательство злоумышленников.

В целом, вектор развития DNS в будущем будет связан с

Усилением мер безопасности в интернете: Разработка новых протоколов и методов защиты, позволяющих минимизировать уязвимости и быстро реагировать на атаки.

Поиском новейших решений для масштабирования инфраструктуры: С учетом растущего количества устройств и объемов данных, нам будут необходимы инновации, способные обеспечить высокую производительность и отказоустойчивость DNS-серверов.

Эти инновации направлены не только на повышение безопасности, но и на обеспечение анонимности в интернете для пользователей, что особенно важно в условиях постоянного роста числа киберугроз. Применение технологий шифрования и распределенных систем позволяет создать более устойчивую и защищенную инфраструктуру, в которой каждый dns сервер становится важным звеном в цепи защиты данных.

Заключение

Подводя итоги нашего обзора, можно с уверенностью сказать, что DNS – это фундаментальная технология, лежащая в основе функционирования современного Интернета.

Важно помнить, что, несмотря на усилия, предпринимаемые как крупными компаниями, так и некоммерческими организациями для повышения безопасности в интернете, каждый пользователь должен принимать дополнительные меры для защиты своих данных. Применение современных технологий шифрования, таких как DoH и DoT, помогут не только обеспечить стабильную работу сети, но и сохранить анонимность в интернете.

Мы надеемся, что наш обзор помог вам лучше понять, что такое DNS, как он функционирует и почему его безопасность столь важна в современном мире. Призываем вас уделять больше внимания вопросам защиты личных данных, не забывая, что скачивание антидетект браузера и использование прокси-соединений – это важные шаги для обеспечения надежной работы и защиты информации.