DNS 工作原理是什么,域名劫持、域名欺骗、域名污染又是什么

转自互联网,作者不详,本文有删改

一、DNS是啥?

DNS是洋文“DomainNameSystem”的缩写,直译过来就是“域名系统”。

二、DNS有啥用?

咱们每天打交道的这个互联网,其底层的基石是“IP”。IP是“InternetProtocol”的缩写,中文就“互联网协议”(光看名字就知道这玩意儿很重要)。咱们日常用的那些互联网软件(浏览器、聊天工具、下载工具、等等)在工作时,必须依靠【IP地址】才能进行网络数据传输。

“IP地址”是设计给软件用滴——虽然软件很容易处理,但对于人类而言,却很难记忆。于是,后来又发明了DNS。有了DNS,人类就不需要记住长长的一串IP地址,而只需记住“域名”(域名通常更短,也更具有可读性,例如www.g.cn)。

比如你上网的时候,只需在地址栏输入网站的“域名”,而不用输入网站的“IP地址”。然后电脑系统会利用DNS来把“域名”翻译成“IP地址”。这个翻译的过程术语叫“域名解析/DNS解析”。

三、域名的结构是咋样滴?

域名是按照“树形结构”组织的。不懂得啥是“树形结构”的同学,可以对照一下电脑硬盘上的目录结构。域名的结构和目录结构很类似,目录结构是用“斜杠”作分隔符,而域名是用小数点作分隔符。两者的主要区别在于:目录结构名称的形式是从左到右(上级在左,下级在右),而域名是从右到左(上级在右,下级在左)。

以网易的域名为例:

3g.163.com的上级域名是.163.com

163.com的上级域名是.com

这里的.com就被称为顶级域名(Top-LevelDomain,简称TLD),跟.com类似的那些.net.org.gov也是顶级域名。还有那些以国家/地区的代码命名的(比如.cn.tw.hk.jp等等)也是顶级域名。

四、“域名解析”是咋实现滴

如果你曾经配置过电脑的网卡,应该记得上面除了有IP地址、掩码等设置,还有一项设置是“DNS服务器/域名服务器”。这项设置就是用来帮助你的电脑进行域名解析的。你可以把这个“DNS服务器”想象成114查号台。每当电脑需要翻译某个域名,就找这个域名服务器查询,然后域名服务器会告诉你的电脑,要查询的域名对应的IP地址是啥。

下面简单说一下,你的电脑进行域名解析的过程。

为了叙述方便,以网易为例。当你在浏览器的地址栏中输入www.163.com,然后敲回车,这时候电脑软件会进行如下一系列事情。

1.首先根据输入的网址,提取出域名(

2.如果你在系统中配置了Hosts文件,那么电脑会先查询Hosts文件,看这个www.163.com否已经在Hosts里面有了对应的记录。如果有,直接就可以拿到该记录中的IP地址,过程就结束了。

3.如果Hosts里面没有这个别名,那么电脑会看你有没有设置域名服务器(DNS服务器)。如果你的系统没有设置域名服务器,那电脑就没辙了,浏览器直接会报错,说网站的域名无法解析。过程就结束了。

4.如果你设置过“域名服务器”,那么电脑会向这个域名服务器发送一个域名查询(DNSquery)的请求,然后等候域名服务器的回应。

5.如果域名服务器始终没有回应(比如域名服务器挂了,或域名服务器的IP填错了,或请求被拦截了),那么电脑还是没辙(浏览器会报错)。

6.如果域名服务器回应了,那么你的电脑就可以根据域名服务器的应答信息,得到该域名的IP地址。之后浏览器就会向这个IP地址对应的Web端口发送HTTP请求。

通常情况下,电脑拿到的(DNS服务器)应答信息是正确的——也就是说,应答中的IP地址确实对应那个域名——这种情况下,你的网络软件就可以正常工作了。

但是在某些国家,例如CHAOXIAN,电脑拿到的DNS应答有可能是【错的】。为啥会这样捏,本文的后半部,俺会介绍一下“域名劫持”和“域名污染”。

五、域名服务器如何知道这些信息?

(一)域名的缓存

大伙儿平时使用的域名服务器,技术术语叫“递归域名服务器”。“递归服务器”是面向普通网友的。刚才介绍“域名解析”的时候提到的服务器就是“递归服务器”。

“递归服务器”的内部通常会有一个DNS记录的缓存——这个缓存是为了提高查询效率的。当某台电脑向递归服务器发起域名查询时,递归服务器首先看自己的缓存中有没有该域名的记录,如果有,直接就回复该记录给查询的电脑。

万一对方想要查询的域名没找到,咋办捏?这时候就要进行缓存的同步。

(二)缓存的同步

下面就拿网易的域名为例,说说这种情况的处理流程。

1.对方查询3g.163.com这个域名,“递归服务器”发现自己的缓存中没有

2.“递归服务器”会先去找“根域名服务器”帮忙,“根服务器”会告诉“递归服务器”说:这个域名属于com这个分支之下,你去找com这个域名的“权威服务器”,这个权威服务器的IP地址是xxx。

3.然后“递归服务器”根据拿到的这个xxx地址,又去找“com域名的权威服务器”。“com域名的权威服务器”告诉它:你应该去找“163.com域名的权威服务器”,这个权威服务器的IP地址是yyy

4.然后“递归服务器”又屁颠屁颠地去找“163.com域名的权威服务器”。这时候“163.com域名的权威服务器”才会告诉它,3g.163.com这个域名的IP地址到底是多少。

大伙儿看到没有?整个过程如同“踢皮球”,效率是很低的。所以俺前面提到,“递归域名服务器”必须得有一个缓存,以此来优化效率(不用每次查询都来一次“踢皮球”)。

(三)同步的周期

说完了“域名的同步”,顺便提一下“同步的周期”。

因为互联网上的域名信息是有可能发生变化的。比如增加了某个新域名,注销了某个旧域名,或者某个域名对应的IP地址变了。所以,“递归服务器”上保留的缓存中,每一条域名记录都有一个生命周期(可能是几分钟,也可能是几小时)。如果某条记录的生命周期过了,就会被删除,然后重新同步。

六、啥是“域名劫持”?

刚才说了,域名服务器上都会保存一大堆的域名记录(每条记录包含“域名”和“IP地址”)。当收到域名查询的时候,域名服务器会从这堆记录中找到对方想要的,然后回应给对方。

如果域名服务器上的某条记录被【人为修改】了(改成错的),那么一旦要查询这条记录,得到的就是错误的结果。这种情况称之为“域名劫持”。

★谁有“域名劫持”的企图?

“域名劫持”通常是电信运营商(ISP)干的好事儿。很多宽带用户用的域名服务器就是ISP提供给你的。

举例:

前几年曾经出现过:某个ISP跟某网站勾结,把维基百科的流量重定向到XX。具体搞法是:该ISP篡改自己的域名服务器的记录,把里面跟维基百科相关的域名记录的IP地址修改为XX的IP地址。如此一来,假设你用的是这个ISP的域名服务器,当你在浏览器输入http://zh.wikipedia.org/的时候,你的电脑查询到的IP地址其实是XX的IP地址,所以浏览器打开的是“XX”的主页。

★如何对付“域名劫持”?

刚才说了,“域名劫持”的根源在于:域名服务器上的记录被人给改了。要对付这种耍流氓,最直接的办法就是不要使用这种流氓ISP提供的域名服务器,改用国外那些比较靠谱的。目前口碑最好的,大概是Google提供的两个域名服务器,IP地址分别是8.8.8.8和8.8.4.4——这俩不光是地址好记,更重要的是,不会耍流氓。

七、啥是“域名污染”?

先提醒一下:“域名污染”这个词还有其它几个别名,分别是“域名欺骗”、“域名缓存投毒”(洋文叫:DNScachepoisoning)。今后看到这几个别名,要晓得是同一个意思。

“域名污染”的原理,简单说来是这样滴:当你的电脑向域名服务器发送了“域名查询”的请求,然后域名服务器把回应发送给你的电脑,这之间是有一个时间差的。如果某个攻击者能够在域名服务器的“DNS应答”还没有到达你的电脑之前,先伪造一个错误的“DNS应答”发给你电脑。那么你的电脑收到的就是错误的信息,并得到一个错误的IP地址。

★谁有“域名污染”的企图?

从技术上讲,只要攻击者能够位于“你”和“域名服务器”的传输线路中间,那么攻击者就有机会搞“域名污染”。能够做到这点的,可能是一个黑客/骇客,也可能是ISP。

★某国家防火墙的两种“域名污染”

刚才俺解释了“域名污染”的原理,那种形式不妨称为“直接污染”。由于某国家防火墙的特殊性,它不但可以做到“直接污染”,还可以做到“间接污染”。而普通的骇客顶多只能做到“直接污染”,难以做到“大范围的间接污染”。

那么这两种污染有啥区别捏?且听俺细细道来。

◇某国家防火墙部署在哪?

首先有必要先扫盲一下“某国家防火墙(其实是一种IDS,也就是入侵检测系统)的部署位置”。X国互联网只有少数几个国际出口(名气较大的是:A出口、B出口、C出口)。如果你要访问国外网站,你的网络数据流就必定会经过其中的某个“国际出口”。

◇某国家防火墙的直接污染

因为某国家防火墙部署在国际出口。如果你用的是【国外的】域名服务器,你的“DNS请求”必定会经过国际出口;同样,域名服务器的“DNS应答”必定也会经过国际出口才能到你的电脑。这一来一回就给某国家防火墙提供了机会。

这种污染就是俺所说的“直接污染”。

◇某国家防火墙的间接污染

刚才介绍了“使用国外域名服务器会被直接污染”。那如果你用的是【国内的】域名服务器捏?就会被“间接污染”。过程如下:

1.比方说你用的是某运营商的DNS服务器,然后你想要访问某个被不受欢迎的网站。

2.对于不受欢迎的网站,其网站服务器必定在国外,而且网站的域名肯定也不会使用CN之下的域名。所以,被封锁的网站,其上级域名的“权威域名服务器”肯定也是在国外。

3.当你向“某运营商的DNS服务器”查询不受欢迎的网站的域名,这台“某运营商DNS服务器”就会去找这个不受欢迎的网站的上一级域名对应的“权威域名服务器”去进行“域名查询”。

4.因为是从国外进行域名查询,相关的数据流必定要经过国际出口。一旦经过国际出口,就会被某国家防火墙污染。

5.如此一来,“某运营商的域名服务器”拿到的是已经被污染的域名记录(里面的IP是错的)。而且“某运营商的域名服务器”会把这条错误的记录保存在自己的域名缓存中。

6.下次如果有另一个网友也找这台“某运营商的域名服务”查询这个不受欢迎的网站,也会查到错误的结果。

上述过程不断重复,最终会导致:全国所有的域名服务器,它们的缓存中只要是包含了不受欢迎的网站的记录,记录中的IP地址必定是错的(这个错误的IP地址也就是某国家防火墙伪造的那个)。所以说“间接污染”是很牛逼的,可以把错误的域名记录扩散到全国。

刚才俺说了,“域名污染”也叫“域名缓存投毒”。“投毒”一词真的非常形象——就好象在某条河流的源头下毒,从而把整条河流的水都污染。“域名污染”直接破坏了互联网的基础设施。

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