Как спрятать DNS-запросы от любопытных глаз провайдера
Шифрование трафика между вашим устройством и DNS-сервисом помешает посторонним лицам отслеживать трафик или подменить адрес
DNS — это телефонный справочник Сети, выдающий фактический сетевой адрес IP, связанный с хостингом и доменными именами сайтов и других интернет-служб. Например, он превращает arstechnica.com в 50.31.169.131. Ваш интернет-провайдер предлагает DNS в пакете услуг, но он также может журналировать DNS-трафик — по сути, записывать историю ваших действий в интернете.
«Открытые» DNS-сервисы позволяют обходить сервисы провайдеров ради конфиденциальности и безопасности, а кое в каких странах — уклоняться от фильтрации контента, слежки и цензуры. 1 апреля (не шутка) компания Cloudflare запустила свой новый, бесплатный и высокопроизводительный DNS-сервис, предназначенный для повышения конфиденциальности пользователей в интернете. Он также обещает полностью скрыть DNS-трафик от посторонних глаз, используя шифрование.
Названный по своему IP-адресу, сервис 1.1.1.1 — это результат партнёрства с исследовательской группой APNIC, Азиатско-Тихоокеанским сетевым информационным центром, одним из пяти региональных интернет-регистраторов. Хотя он также доступен как «открытый» обычный DNS-резолвер (и очень быстрый), но Cloudflare ещё поддерживает два протокола шифрования DNS.
Хотя и разработанный с некоторыми уникальными «плюшками» от Cloudflare, но 1.1.1.1 — никак не первый DNS-сервис с шифрованием. Успешно работают
Cloudflare пообещал не журналировать DNS-трафик и нанял стороннюю фирму для аудита. Джефф Хастон из APNIC сообщил, что APNIC собирается использовать данные
Для пользователей подключить DNS-шифрование не так просто, как изменить адрес в настройках сети. В настоящее время ни одна ОС напрямую не поддерживает шифрование DNS без дополнительного программного обеспечения. И не все сервисы одинаковы с точки зрения софта и производительности.
Но учитывая важность вопроса — в последнее время во всех новостях говорят о превращении пользовательских данных в продукт — я решил посмотреть, как работает DNS-шифрование у Cloudflare. В итоге моя внутренняя лабораторная крыса победила — и я обнаружил, что тестирую и разбираю клиенты для нескольких провайдеров DNS через три протокола DNS-шифрования: DNSCrypt, DNS по TLS и DNS по HTTPS. Все они работоспособны, но предупреждаю: хотя процедура становится проще, но вряд ли вы сможете объяснить шифрование DNS родителям по телефону (если только они не опытные пользователи командной строки Linux).
Зачем мы это делаем?
Есть много причин для лучшей защиты DNS-трафика. Хотя веб-трафик и другие коммуникации могут быть защищены криптографическими протоколами, такими как Transport Layer Security (TLS), но почти весь трафик DNS передаётся незашифрованным. Это означает, что ваш провайдер (или кто-то другой между вами и интернетом) может регистрировать посещаемые сайты даже при работе через сторонний DNS — и использовать эти данных в своих интересах, включая фильтрацию контента и сбор данных в рекламных целях.
«У нас есть проблема “последней мили” в DNS, — говорил Крикет Лю, главный архитектор DNS в компании Infoblox, которая занимается информационной безопасностью. — Большинство наших механизмов безопасности решают вопросы коммуникаций между серверами. Но есть проблема с суррогатами резолверов на различных операционных системах. В реальности мы не можем их защитить». Проблема особенно заметна в странах, где власти более враждебно относятся к интернету.
В некоторой степени помогает использование DNS, который не ведёт логи. Но это всё равно не мешает злоумышленнику фильтровать запросы по контенту или перехватывать адреса методом пакетного перехвата или глубокой инспекции пакетов. Кроме пассивной прослушки есть угроза более активных атак на ваш DNS-трафик — спуфинг DNS-сервера со стороны провайдера или спецслужб с перенаправлением на собственный сервер для отслеживания или блокировки трафика. Что-то подобное (хотя, по-видимому, не злонамеренно), похоже, происходит со
Наиболее очевидный способ уклонения от слежки — использование VPN. Но хотя VPN скрывают содержимое вашего трафика, для подключения к VPN может потребоваться запрос DNS. И в ходе VPN-сеанса запросы DNS тоже могут иногда направляться веб-браузерами или другим софтом за пределы VPN-тоннеля, создавая
Вот где вступают в игру протоколы шифрования DNS: это DNSCrypt (среди прочих, его поддерживает OpenDNS от Cisco),
Однако эта опция защиты недоступна массовому пользователю. Ни один из этих протоколов нативно не поддерживается ни одним DNS-резолвером, который идёт в комплекте с ОС. Все они требуют установки (и, вероятно, компиляции) клиентского приложения, которое действует как локальный «сервер» DNS, ретранслируя запросы, сделанные браузерами и другими приложениями вверх по течению к безопасному провайдеру DNS по вашему выбору. И хотя две из трёх данных технологий предлагаются на роль стандартов, ни один из проверенных нами вариантов пока не представлен в окончательном виде.
Поэтому если хотите погрузиться в шифрование DNS, то лучше взять для DNS-сервера в домашней сети Raspberry Pi или другое отдельное устройство. Потому что вы наверняка обнаружите, что настройка одного из перечисленных клиентов — это уже достаточно хакерства, чтобы не захотеть повторять процесс заново. Проще запросить настройки DHCP по локальной сети — и указать всем компьютерам на одну успешную установку DNS-сервера. Я много раз повторял себе это во время тестирования, наблюдая падение одного за другим клиентов под Windows и погружение в спячку клиентов под MacOS.
Шифруемся
Для полноты картины в исторической перспективе начнём обзор с самой первой технологии шифрования DNS — DNSCrypt. Впервые представленный в 2008 году на BSD Unix, инструмент DNSCrypt изначально предназначался для защиты не от прослушки, а от DNS-спуфинга. Тем не менее, его можно использовать как часть системы обеспечения конфиденциальности — особенно в сочетании с DNS-сервером без логов. Как отметил разработчик DNSCrypt Фрэнк Денис,
«DNSCrypt — это немного больше, чем просто протокол, — говорит Фрэнк Денис. — Сейчас сообщество и активные проекты характеризуют его гораздо лучше, чем мой изначальный протокол, разработанный в выходные». Сообщество DNSCrypt создало простые в использовании клиенты, такие как
«DNSCrypt — это не подключение к серверам конкретной компании, — сказал Денис. — Мы призываем всех поднимать собственные сервера. Сделать это очень дёшево и легко. Теперь, когда у нас есть безопасные резолверы, я пытаюсь решить задачу фильтрации контента с учётом конфиденциальности».
Для тех, кто хочет запустить DNS-сервер с поддержкой DNSCrypt для всей своей сети, лучшим клиентом будет
Опыт сообщества DNSCrypt по защите конфиденциальности воплощён в DNSCrypt Proxy. Программа легко настраивается, поддерживает ограничения по времени доступа, шаблоны для доменов и чёрный список IP-адресов, журнал запросов и другие функции довольно мощного локального DNS-сервера. Но для начала работы достаточно самой базовой конфигурации. Есть пример файла конфигурации в формате TOML (
По умолчанию прокси-сервер использует открытый DNS-резолвер Quad9 для поиска и получения
Для своего тестирования DNSCrypt я использовал OpenDNS от Cisco в качестве удалённого DNS-сервиса. При первых запросах производительность DNSCrypt оказалась немного хуже, чем у обычного DNS, но затем DNSCrypt Proxy кэширует результаты. Самые медленные запросы обрабатывались в районе 200 мс, в то время как средние — примерно за 30 мс. (У вас результаты могут отличаться в зависимости от провайдера, рекурсии при поиске домена и других факторов). В целом, я не заметил замедления скорости при просмотре веб-страниц.
Основное преимущество DNSCrypt в том, что он похож на «обычный» DNS. Хорошо это или плохо, но он передаёт UDP-трафик по порту 443 — тот же порт используется для безопасных веб-соединений. Это даёт относительно быстрый резолвинг адресов и снижает вероятность блокировки на файрволе провайдера. Чтобы ещё больше снизить вероятность блокировки, можно изменить конфигурацию клиента и передавать запросы по TCP/IP (как показало тестирование, это минимально влияет на время отклика). Так шифрованный DNS-трафик для большинства сетевых фильтров похож на трафик HTTPS — по крайней мере, с виду.
С другой стороны, DNSCrypt для шифрования не полагается на доверенные центры сертификации — клиент должен доверять открытому ключу подписи, выданному провайдером. Этот ключ подписи используется для проверки сертификатов, которые извлекаются с помощью обычных (нешифрованных) DNS-запросов и используются для обмена ключами с использованием
С точки зрения разработчика немного сложно работать с DNSCrypt. «DNSCrypt не особенно хорошо документирован, и не так много его реализаций», — говорит Крикет Лю из Infoblox. На самом деле мы смогли найти только единственный клиент в активной разработке — это DNSCrypt Proxy, а OpenDNS прекратил поддерживать его разработку.
Интересный выбор криптографии в DNSCrypt может напугать некоторых разработчиков. Протокол использует Curve25519 (RFC 8032), X25519 (RFC 8031) и Chacha20Poly1305 (RFC 7539). Одна реализация алгоритма X24419 в
Разработчик говорит, что DNSCrypt никогда не считался стандартом IETF, потому что был создан добровольцами без корпоративной «крыши». Представление его в качестве стандарта «потребовало бы времени, а также защиты на заседаниях IETF», — сказал он. «Я не могу себе этого позволить, как и другие разработчики, которые работают над ним в свободное время. Практически все ратифицированные спецификации, связанные с DNS, фактически написаны людьми из одних и тех же нескольких компаний, из года в год. Если ваш бизнес не связан с DNS, то действительно тяжело получить право голоса».
Хотя
Скрещивание с TLS
У DNS по TLS (Transport Layer Security) несколько преимуществ перед DNSCrypt. Во-первых, это
Существует несколько рабочих клиентов для DNS по TLS. Самый лучший вариант, который я нашел, называется Stubby, он разработан в рамках проекта
Хотя мне удалось стабильно запускать Stubby на Debian после сражения с некоторыми зависимостями, этот клиент регулярно падал в Windows 10 и имеет тенденцию зависать на MacOS. Если вы ищете хорошее руководство по установке Stubby на Linux, то лучшая найденная мной документация — это
Положительный момент в том, что Stubby допускает конфигурации с использованием нескольких служб на основе DNS по TLS. Файл конфигурации на YAML позволяет настроить несколько служб IPv4 и IPv6 и включает в себя настройки для SURFNet, Quad9 и других сервисов. Однако реализация YAML, используемая Stubby, чувствительна к пробелам, поэтому будьте осторожны при добавлении новой службы (например, Cloudflare). Сначала я использовал табы — и всё поломал.
Клиенты DNS по TLS при подключении к серверу DNS осуществляют аутентификацию с помощью
upstream_recursive_servers:
#IPv4
#Cloudflare DNS over TLS server
- address_data: 1.1.1.1
tls_auth_name: "cloudflare-dns.com"
tls_pubkey_pinset:
- digest: "sha256"
value: yioEpqeR4WtDwE9YxNVnCEkTxIjx6EEIwFSQW+lJsbc=
- address_data: 1.0.0.1
tls_auth_name: "cloudflare-dns.com"
tls_pubkey_pinset:
- digest: "sha256"
value: yioEpqeR4WtDwE9YxNVnCEkTxIjx6EEIwFSQW+lJsbc=
После установления TCP-соединения клиента с сервером через порт 853 сервер представляет свой сертификат, а клиент сверяет его с хэшем. Если всё в порядке, то клиент и сервер производят рукопожатие TLS, обмениваются ключами и запускают зашифрованный сеанс связи. С этого момента данные в зашифрованной сессии следуют тем же правилам, что и в DNS по TCP.
После успешного запуска Stubby я изменил сетевые настройки сети DNS, чтобы направлять запросы на 127.0.0.1 (localhost). Сниффер Wireshark хорошо показывает этот момент переключения, когда трафик DNS становится невидимым.
Хотя DNS по TLS может работать как DNS по TCP, но шифрование TLS немного сказывается на производительности. Запросы dig к Cloudflare через Stubby у меня выполнялись в среднем около 50 миллисекунд (у вас результат может отличаться), в то время как простые DNS-запросы к Cloudflare получают ответ менее чем за 20 мс.
Частично замедление работы происходит на стороне сервера из-за лишнего использования TCP. Обычно DNS работает по быстрому протоколу UDP: отправил и забыл, в то время как сообщение TCP требует согласования соединения и проверки получения пакета. Основанная на UDP версия DNS по TLS под названием
Здесь тоже имеется проблема с управлением сертификатами. Если провайдер удалит сертификат и начнёт использовать новый, то в настоящее время нет чистого способа обновления данных SPKI на клиентах, кроме вырезания старого и вставки нового сертификата в файл конфигурации. Прежде чем с этим разберутся, было бы полезно использовать какую-то схему управления ключами. И поскольку сервис работает на редком порту 853, то с высокой вероятностью DNS по TLS могут заблокировать на файрволе.
Но это не проблема для лидера нашего хит-парада — DNS по HTTPS. Он проходит через большинство файрволов, словно тех не существует.
DNS по HTTPS: DoH!
И Google, и Cloudflare, кажется, видят протокол DNS по HTTPS, также известный как DoH, как самый перспективный вариант для шифрования DNS. Опубликованный в виде
Запросы отправляются как HTTP POST или GET с телом в
HTTPS — довольно громоздкий протокол для запросов DNS, особенно в формате JSON, поэтому придётся смириться с некоторым снижением производительности. Необходимые ресурсы на стороне сервера почти наверняка заставят прослезиться администратора обычного DNS-сервера. Но простота работы с хорошо понятными веб-протоколами делает разработку как клиентского, так и серверного кода для DoH намного более доступной для разработчиков, собаку съевших на веб-приложениях (всего несколько недель назад инженеры Facebook выпустили
В результате, хотя на спецификациях RFC для DoH ещё не просохли чернила, уже готов к работе целый ряд клиентов DNS по HTTPS. Правда, некоторые из них заточены под конкретных провайдеров DNS. Потеря производительности во многом зависит от сервера и от качества конкретного клиента.
Например, возьмём
По умолчанию, если запустить Argo из командной строки (в Linux и MacOS для этого нужны привилегии суперпользователя, а на Windows нужно запускать клиента из PowerShell от имени администратора), то он направляет DNS-запросы на
Это можно исправить одним из трёх способов. Первый вариант: установить устройство с локальным хостом (127.0.0.1 для IPv4 и ::1 для IPv6) как основной DNS-сервер в сетевой конфигурации, а затем добавить 1.1.1.1 в качестве дополнительного резолвера. Это рабочий вариант, но он не идеален с точки зрения приватности и производительности. Лучше добавить URL сервера из командной строки при загрузке:
$ sudo cloudflared proxy-dns --upstream
Если вы уверены, что хотите перейти на DNS-сервер от Cloudflare, что даёт преимущество автоматического обновления, — то можете настроить его в качестве службы в Linux, используя YAML-файл конфигурации, содержащий адреса IPv4 и IPv6 службы DNS от Cloudflare:
proxy-dns: true
proxy-dns-upstream:
-
-
При настройке с правильной восходящей адресацией производительность dig-запросов через Argo широко варьируется: от 12 мс для популярных доменов аж до 131 мс. Страницы с большим количеством межсайтового контента загружаются… немного дольше обычного. Опять же, ваш результат может быть другим — вероятно, он зависит от вашего местоположения и связности. Но это примерно то, чего я ожидал от мрачного протокол DoH.
Дабы убедиться, что проблема именно в протоколе DoH, а не в программистах Cloudflare, я испытал два других инструмента. Во-первых, прокси-сервер от Google под названием
Во время проверки обработки стандартных запросов службой dns.google.com я наткнулся на альтернативу дефолтному адресу 8.8.8.8 от Google (172.217.8.14, если знаете). Я добавил его в Dingo из командной строки:
$ sudo ./dingo-linux-amd64 -port=53 -gdns:server=172.216.8.14
Это сократило время отклика примерно на 20%, то есть примерно до того показателя, как у Argo.
А оптимальную производительность DoH неожиданно показал DNSCrypt Proxy 2. После недавнего добавления DoH Cloudflare в курируемый список публичных DNS-сервисов DNSCrypt Proxy почти всегда по умолчанию подключается к Cloudflare из-за низкой задержки этого сервера. Чтобы убедиться, я даже вручную сконфигурировал его под резолвер Cloudflare для DoH, прежде чем запустить батарею dig-запросов.
Все запросы обрабатывались менее чем за 45 миллисекунд — это быстрее, чем собственный клиент Cloudflare, причём с большим отрывом. С сервисом DoH от Google производительность оказалась похуже: запросы обрабатывались в среднем около 80 миллисекунд. Это показатель без оптимизации на ближайший DNS-сервер от Google.
В целом производительность DNSCrypt Proxy по DoH практически неотличима от резолвера DNS по TLS, который я проверял ранее. На самом деле он даже быстрее. Я не уверен, то ли это из-за какой-то особой реализации DoH — может быть, из-за использования стандартного формата сообщений DNS, инкапсулированных в HTTPS, вместо формата JSON — то ли связано с тем, как Cloudflare обрабатывает два разных протокола.
Зачем так мучиться?
Я профессиональный параноик.
Тем не менее, важно отметить, что одно лишь шифрование DNS не скроет ваши действия в интернете. Если на сервере хостятся несколько сайтов, то расширение TLS под названием Server Name Indicator (SNI), используемое в соединениях HTTPS, всё равно может показать открытым текстом название сайта, на который вы зашли. Для полной конфиденциальности всё равно нужно использовать VPN (или Tor) для такой инкапсуляции трафика, чтобы провайдер или какая-либо другая шпионящая сторона не могла вытянуть метаданные из пакетов. Но ни один из перечисленных сервисов не работает с Tor. И если против вас работает правительственное агентство, то ни в чём нельзя быть уверенным.
Другая проблема в том, что, хотя прекрасные ребята из сообщества DNSCrypt проделали большую работу, но такая приватность по-прежнему слишком сложна для обычных людей. Хотя некоторые из этих DNS-клиентов для шифрования оказалось относительно легко настроить, но ни один из них нельзя назвать гарантированно простым для нормальных пользователей. Чтобы эти услуги стали действительно полезными, их следует плотнее интегрировать в железо и софт, который покупают люди — домашние маршрутизаторы, операционные системы для персональных компьютеров и мобильных устройств.
Интернет-провайдеры наверняка постараются активнее монетизировать обычный DNS-трафик, и никуда не исчезнут государственные агентства и преступники, которые стремятся использовать его во вред пользователю. Но маловероятно, что крупные разработчики ОС стремятся надёжно защитить DNS доступным для большинства людей способом, потому что они часто заинтересованы в монетизации, как и интернет-провайдеры. Кроме того, эти разработчики могут столкнуться с сопротивлением изменениям со стороны некоторых правительств, которые хотят сохранить возможности мониторинга DNS.
Так что в ближайшее время эти протоколы останутся инструментом для тех немногих людей, кто реально заботится о конфиденциальности своих данных и готов для этого немного потрудиться. Надеюсь, сообщество вокруг DNSCrypt продолжит свою активность и продвинет ситуацию вперёд.
Шифрование трафика между вашим устройством и DNS-сервисом помешает посторонним лицам отслеживать трафик или подменить адрес
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
и ослабление правил для интернет-провайдеров по обработке сетевого трафика вызвали немало опасений по поводу конфиденциальности. У провайдеров (и других посторонних лиц, которые наблюдают за проходящим трафиком) уже давно есть инструмент, позволяющий легко отслеживать поведение людей в интернете: это их серверы доменных имен (DNS). Даже если они до сих пор не монетизировали эти данные (или не подменяли трафик), то наверняка скоро начнут.DNS — это телефонный справочник Сети, выдающий фактический сетевой адрес IP, связанный с хостингом и доменными именами сайтов и других интернет-служб. Например, он превращает arstechnica.com в 50.31.169.131. Ваш интернет-провайдер предлагает DNS в пакете услуг, но он также может журналировать DNS-трафик — по сути, записывать историю ваших действий в интернете.
«Открытые» DNS-сервисы позволяют обходить сервисы провайдеров ради конфиденциальности и безопасности, а кое в каких странах — уклоняться от фильтрации контента, слежки и цензуры. 1 апреля (не шутка) компания Cloudflare запустила свой новый, бесплатный и высокопроизводительный DNS-сервис, предназначенный для повышения конфиденциальности пользователей в интернете. Он также обещает полностью скрыть DNS-трафик от посторонних глаз, используя шифрование.
Названный по своему IP-адресу, сервис 1.1.1.1 — это результат партнёрства с исследовательской группой APNIC, Азиатско-Тихоокеанским сетевым информационным центром, одним из пяти региональных интернет-регистраторов. Хотя он также доступен как «открытый» обычный DNS-резолвер (и очень быстрый), но Cloudflare ещё поддерживает два протокола шифрования DNS.
Хотя и разработанный с некоторыми уникальными «плюшками» от Cloudflare, но 1.1.1.1 — никак не первый DNS-сервис с шифрованием. Успешно работают
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, OpenDNS от Cisco, сервис 8.8.8.8 от Google и множество более мелких сервисов с поддержкой различных схем полного шифрования DNS-запросов. Но шифрование не обязательно означает, что ваш трафик невидим: некоторые службы DNS с шифрованием всё равно записывают ваши запросы в лог для различных целей.Cloudflare пообещал не журналировать DNS-трафик и нанял стороннюю фирму для аудита. Джефф Хастон из APNIC сообщил, что APNIC собирается использовать данные
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
: диапазоны 1.0.0.0/24 и 1.1.1.0/24 изначально были сконфигурированы как адреса для «чёрного» трафика. Но APNIC не получит доступ к зашифрованному трафику DNS.Для пользователей подключить DNS-шифрование не так просто, как изменить адрес в настройках сети. В настоящее время ни одна ОС напрямую не поддерживает шифрование DNS без дополнительного программного обеспечения. И не все сервисы одинаковы с точки зрения софта и производительности.
Но учитывая важность вопроса — в последнее время во всех новостях говорят о превращении пользовательских данных в продукт — я решил посмотреть, как работает DNS-шифрование у Cloudflare. В итоге моя внутренняя лабораторная крыса победила — и я обнаружил, что тестирую и разбираю клиенты для нескольких провайдеров DNS через три протокола DNS-шифрования: DNSCrypt, DNS по TLS и DNS по HTTPS. Все они работоспособны, но предупреждаю: хотя процедура становится проще, но вряд ли вы сможете объяснить шифрование DNS родителям по телефону (если только они не опытные пользователи командной строки Linux).
Зачем мы это делаем?
Есть много причин для лучшей защиты DNS-трафика. Хотя веб-трафик и другие коммуникации могут быть защищены криптографическими протоколами, такими как Transport Layer Security (TLS), но почти весь трафик DNS передаётся незашифрованным. Это означает, что ваш провайдер (или кто-то другой между вами и интернетом) может регистрировать посещаемые сайты даже при работе через сторонний DNS — и использовать эти данных в своих интересах, включая фильтрацию контента и сбор данных в рекламных целях.
«У нас есть проблема “последней мили” в DNS, — говорил Крикет Лю, главный архитектор DNS в компании Infoblox, которая занимается информационной безопасностью. — Большинство наших механизмов безопасности решают вопросы коммуникаций между серверами. Но есть проблема с суррогатами резолверов на различных операционных системах. В реальности мы не можем их защитить». Проблема особенно заметна в странах, где власти более враждебно относятся к интернету.
В некоторой степени помогает использование DNS, который не ведёт логи. Но это всё равно не мешает злоумышленнику фильтровать запросы по контенту или перехватывать адреса методом пакетного перехвата или глубокой инспекции пакетов. Кроме пассивной прослушки есть угроза более активных атак на ваш DNS-трафик — спуфинг DNS-сервера со стороны провайдера или спецслужб с перенаправлением на собственный сервер для отслеживания или блокировки трафика. Что-то подобное (хотя, по-видимому, не злонамеренно), похоже, происходит со
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, судя по сообщениям на форумах DSLReports.Наиболее очевидный способ уклонения от слежки — использование VPN. Но хотя VPN скрывают содержимое вашего трафика, для подключения к VPN может потребоваться запрос DNS. И в ходе VPN-сеанса запросы DNS тоже могут иногда направляться веб-браузерами или другим софтом за пределы VPN-тоннеля, создавая
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, которые раскрывают посещённые сайты.Вот где вступают в игру протоколы шифрования DNS: это DNSCrypt (среди прочих, его поддерживает OpenDNS от Cisco),
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
(поддерживается Сloudflare, Google, Quad9, OpenDNS) и Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
(поддерживается Сloudflare, Google и сервисом блокировки «взрослого» контента Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
). Шифрование гарантирует, что трафик не просканируют и не изменят, и что запросы не получит и не обработает поддельный DNS-сервер. Это защищает от атак MiTM и шпионажа. DNS-прокси с одной из этих служб (непосредственно на устройстве или на «сервере» в локальной сети) поможет предотвратить DNS-утечки через VPN, поскольку прокси-сервер всегда будет самым быстрым DNS-сервером среди всех доступных.Однако эта опция защиты недоступна массовому пользователю. Ни один из этих протоколов нативно не поддерживается ни одним DNS-резолвером, который идёт в комплекте с ОС. Все они требуют установки (и, вероятно, компиляции) клиентского приложения, которое действует как локальный «сервер» DNS, ретранслируя запросы, сделанные браузерами и другими приложениями вверх по течению к безопасному провайдеру DNS по вашему выбору. И хотя две из трёх данных технологий предлагаются на роль стандартов, ни один из проверенных нами вариантов пока не представлен в окончательном виде.
Поэтому если хотите погрузиться в шифрование DNS, то лучше взять для DNS-сервера в домашней сети Raspberry Pi или другое отдельное устройство. Потому что вы наверняка обнаружите, что настройка одного из перечисленных клиентов — это уже достаточно хакерства, чтобы не захотеть повторять процесс заново. Проще запросить настройки DHCP по локальной сети — и указать всем компьютерам на одну успешную установку DNS-сервера. Я много раз повторял себе это во время тестирования, наблюдая падение одного за другим клиентов под Windows и погружение в спячку клиентов под MacOS.
Шифруемся
Для полноты картины в исторической перспективе начнём обзор с самой первой технологии шифрования DNS — DNSCrypt. Впервые представленный в 2008 году на BSD Unix, инструмент DNSCrypt изначально предназначался для защиты не от прослушки, а от DNS-спуфинга. Тем не менее, его можно использовать как часть системы обеспечения конфиденциальности — особенно в сочетании с DNS-сервером без логов. Как отметил разработчик DNSCrypt Фрэнк Денис,
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, чем любой другой вид шифрования DNS.«DNSCrypt — это немного больше, чем просто протокол, — говорит Фрэнк Денис. — Сейчас сообщество и активные проекты характеризуют его гораздо лучше, чем мой изначальный протокол, разработанный в выходные». Сообщество DNSCrypt создало простые в использовании клиенты, такие как
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
для Windows и Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, что делает шифрование DNS доступнее для нетехнических людей. Другие активисты подняли независимую сеть приватных DNS-серверов на основе протокола, помогающего пользователям уклониться от использования корпоративных DNS-систем.«DNSCrypt — это не подключение к серверам конкретной компании, — сказал Денис. — Мы призываем всех поднимать собственные сервера. Сделать это очень дёшево и легко. Теперь, когда у нас есть безопасные резолверы, я пытаюсь решить задачу фильтрации контента с учётом конфиденциальности».
Для тех, кто хочет запустить DNS-сервер с поддержкой DNSCrypt для всей своей сети, лучшим клиентом будет
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Старая версия DNSCrypt Proxy по-прежнему доступна как пакет для большинства основных дистрибутивов Linux, но лучше загрузить бинарник новой версии непосредственно с официального репозитория на GitHub. Есть версии для Windows, MacOS, BSD и Android.Опыт сообщества DNSCrypt по защите конфиденциальности воплощён в DNSCrypt Proxy. Программа легко настраивается, поддерживает ограничения по времени доступа, шаблоны для доменов и чёрный список IP-адресов, журнал запросов и другие функции довольно мощного локального DNS-сервера. Но для начала работы достаточно самой базовой конфигурации. Есть пример файла конфигурации в формате TOML (
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, созданный соучредителем GitHub Томом Престоном-Вернером). Можете просто переименовать его перед запуском DNSCrypt Proxy — и он станет рабочим файлом конфигурации.По умолчанию прокси-сервер использует открытый DNS-резолвер Quad9 для поиска и получения
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
курируемого списка открытых DNS-сервисов. Затем подключается к серверу с самым быстрым откликом. При необходимости можно изменить конфигурацию и выбрать конкретный сервис. Информация о серверах в списке кодируется как Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Он содержит IP-адрес поставщика, открытый ключ, информацию, поддерживает ли сервер DNSSEC, хранит ли провайдер логи и блокирует ли какие-нибудь домены. (Если не хотите зависеть от удалённого файла при установке, то можно запустить Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
).Для своего тестирования DNSCrypt я использовал OpenDNS от Cisco в качестве удалённого DNS-сервиса. При первых запросах производительность DNSCrypt оказалась немного хуже, чем у обычного DNS, но затем DNSCrypt Proxy кэширует результаты. Самые медленные запросы обрабатывались в районе 200 мс, в то время как средние — примерно за 30 мс. (У вас результаты могут отличаться в зависимости от провайдера, рекурсии при поиске домена и других факторов). В целом, я не заметил замедления скорости при просмотре веб-страниц.
Основное преимущество DNSCrypt в том, что он похож на «обычный» DNS. Хорошо это или плохо, но он передаёт UDP-трафик по порту 443 — тот же порт используется для безопасных веб-соединений. Это даёт относительно быстрый резолвинг адресов и снижает вероятность блокировки на файрволе провайдера. Чтобы ещё больше снизить вероятность блокировки, можно изменить конфигурацию клиента и передавать запросы по TCP/IP (как показало тестирование, это минимально влияет на время отклика). Так шифрованный DNS-трафик для большинства сетевых фильтров похож на трафик HTTPS — по крайней мере, с виду.
С другой стороны, DNSCrypt для шифрования не полагается на доверенные центры сертификации — клиент должен доверять открытому ключу подписи, выданному провайдером. Этот ключ подписи используется для проверки сертификатов, которые извлекаются с помощью обычных (нешифрованных) DNS-запросов и используются для обмена ключами с использованием
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. В некоторых (более старых) реализациях DNSCrypt есть условие для сертификата на стороне клиента, который может использоваться в качестве схемы управления доступом. Это позволяет им журналировать ваш трафик независимо от того, с какой IP-адреса вы пришли, и связывать его с вашим аккаунтом. Такая схема не используется в DNSCrypt 2.С точки зрения разработчика немного сложно работать с DNSCrypt. «DNSCrypt не особенно хорошо документирован, и не так много его реализаций», — говорит Крикет Лю из Infoblox. На самом деле мы смогли найти только единственный клиент в активной разработке — это DNSCrypt Proxy, а OpenDNS прекратил поддерживать его разработку.
Интересный выбор криптографии в DNSCrypt может напугать некоторых разработчиков. Протокол использует Curve25519 (RFC 8032), X25519 (RFC 8031) и Chacha20Poly1305 (RFC 7539). Одна реализация алгоритма X24419 в
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
помечена как «криптографически опасная», потому что с ней очень легко ошибиться в настройках. Но основной используемый криптографический алгоритм Curve25519, является «одной из самых простых эллиптических кривых для безопасного использования», — сказал Денис.Разработчик говорит, что DNSCrypt никогда не считался стандартом IETF, потому что был создан добровольцами без корпоративной «крыши». Представление его в качестве стандарта «потребовало бы времени, а также защиты на заседаниях IETF», — сказал он. «Я не могу себе этого позволить, как и другие разработчики, которые работают над ним в свободное время. Практически все ратифицированные спецификации, связанные с DNS, фактически написаны людьми из одних и тех же нескольких компаний, из года в год. Если ваш бизнес не связан с DNS, то действительно тяжело получить право голоса».
Хотя
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
(например, CleanBrowsing для блокировки «взрослого» контента и Cisco OpenDNS для блокировки вредоносных доменов), новые ориентированные на приватность DNS-провайдеры (в том числе Google, Cloudflare и Quad9) отказались от DNSCrypt и выбрали одну из других, одобренных группой IETF технологий: DNS по TLS и DNS по HTTPS. Сейчас DNSCrypt Proxy поддерживает DNS по HTTPS и указывает Cloudflare, Google и Quad9 в настройках по умолчанию.Скрещивание с TLS
У DNS по TLS (Transport Layer Security) несколько преимуществ перед DNSCrypt. Во-первых, это
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Также он довольно просто работает по своей сути — принимает запросы стандартного формата DNS и инкапсулирует их в зашифрованный TCP-трафик. Кроме шифрования на основе TLS, это по существу то же самое, что и отправка DNS по TCP/IP вместо UDP.Существует несколько рабочих клиентов для DNS по TLS. Самый лучший вариант, который я нашел, называется Stubby, он разработан в рамках проекта
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Stubby распространяется в составе пакета Linux, но есть также версия для MacOS (устанавливается с помощью Homebrew) и версия для Windows, хотя работа над последней ещё не завершена.Хотя мне удалось стабильно запускать Stubby на Debian после сражения с некоторыми зависимостями, этот клиент регулярно падал в Windows 10 и имеет тенденцию зависать на MacOS. Если вы ищете хорошее руководство по установке Stubby на Linux, то лучшая найденная мной документация — это
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Он также написал shell скрипт для установки на Raspberry Pi.Положительный момент в том, что Stubby допускает конфигурации с использованием нескольких служб на основе DNS по TLS. Файл конфигурации на YAML позволяет настроить несколько служб IPv4 и IPv6 и включает в себя настройки для SURFNet, Quad9 и других сервисов. Однако реализация YAML, используемая Stubby, чувствительна к пробелам, поэтому будьте осторожны при добавлении новой службы (например, Cloudflare). Сначала я использовал табы — и всё поломал.
Клиенты DNS по TLS при подключении к серверу DNS осуществляют аутентификацию с помощью
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
(Simple Public Key Infrastructure, SPKI). SPKI использует локальный криптографический хэш сертификата провайдера, обычно на Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. В Stubby этот хэш хранится как часть описания сервера в файле конфигурации YAML, как показано ниже:upstream_recursive_servers:
#IPv4
#Cloudflare DNS over TLS server
- address_data: 1.1.1.1
tls_auth_name: "cloudflare-dns.com"
tls_pubkey_pinset:
- digest: "sha256"
value: yioEpqeR4WtDwE9YxNVnCEkTxIjx6EEIwFSQW+lJsbc=
- address_data: 1.0.0.1
tls_auth_name: "cloudflare-dns.com"
tls_pubkey_pinset:
- digest: "sha256"
value: yioEpqeR4WtDwE9YxNVnCEkTxIjx6EEIwFSQW+lJsbc=
После установления TCP-соединения клиента с сервером через порт 853 сервер представляет свой сертификат, а клиент сверяет его с хэшем. Если всё в порядке, то клиент и сервер производят рукопожатие TLS, обмениваются ключами и запускают зашифрованный сеанс связи. С этого момента данные в зашифрованной сессии следуют тем же правилам, что и в DNS по TCP.
После успешного запуска Stubby я изменил сетевые настройки сети DNS, чтобы направлять запросы на 127.0.0.1 (localhost). Сниффер Wireshark хорошо показывает этот момент переключения, когда трафик DNS становится невидимым.
Хотя DNS по TLS может работать как DNS по TCP, но шифрование TLS немного сказывается на производительности. Запросы dig к Cloudflare через Stubby у меня выполнялись в среднем около 50 миллисекунд (у вас результат может отличаться), в то время как простые DNS-запросы к Cloudflare получают ответ менее чем за 20 мс.
Частично замедление работы происходит на стороне сервера из-за лишнего использования TCP. Обычно DNS работает по быстрому протоколу UDP: отправил и забыл, в то время как сообщение TCP требует согласования соединения и проверки получения пакета. Основанная на UDP версия DNS по TLS под названием
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
сейчас в экспериментальной разработке — она может увеличить производительность протокола.Здесь тоже имеется проблема с управлением сертификатами. Если провайдер удалит сертификат и начнёт использовать новый, то в настоящее время нет чистого способа обновления данных SPKI на клиентах, кроме вырезания старого и вставки нового сертификата в файл конфигурации. Прежде чем с этим разберутся, было бы полезно использовать какую-то схему управления ключами. И поскольку сервис работает на редком порту 853, то с высокой вероятностью DNS по TLS могут заблокировать на файрволе.
Но это не проблема для лидера нашего хит-парада — DNS по HTTPS. Он проходит через большинство файрволов, словно тех не существует.
DNS по HTTPS: DoH!
И Google, и Cloudflare, кажется, видят протокол DNS по HTTPS, также известный как DoH, как самый перспективный вариант для шифрования DNS. Опубликованный в виде
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, протокол DoH инкапсулирует DNS-запросы в пакеты HTTPS, превращения их в обычный зашифрованный веб-трафик.Запросы отправляются как HTTP POST или GET с телом в
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
(датаграммы из обычных DNS-запросов) или как Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
(если вы не против небольшого оверхеда). И здесь нет никаких проблем с управлением сертификатами. Как и при обычном веб-трафике HTTPS, для подключения через DoH не требуется аутентификация, а сертификат проверяется центром сертификации.
HTTPS — довольно громоздкий протокол для запросов DNS, особенно в формате JSON, поэтому придётся смириться с некоторым снижением производительности. Необходимые ресурсы на стороне сервера почти наверняка заставят прослезиться администратора обычного DNS-сервера. Но простота работы с хорошо понятными веб-протоколами делает разработку как клиентского, так и серверного кода для DoH намного более доступной для разработчиков, собаку съевших на веб-приложениях (всего несколько недель назад инженеры Facebook выпустили
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
).В результате, хотя на спецификациях RFC для DoH ещё не просохли чернила, уже готов к работе целый ряд клиентов DNS по HTTPS. Правда, некоторые из них заточены под конкретных провайдеров DNS. Потеря производительности во многом зависит от сервера и от качества конкретного клиента.
Например, возьмём
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
от Cloudflare (aka Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
). Это Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
, предназначенный в первую очередь для установления безопасного канала для связи веб-серверов с CDN-сетью Cloudflare. DNS по HTTPS — просто ещё одна служба, которую теперь поддерживает CDN.По умолчанию, если запустить Argo из командной строки (в Linux и MacOS для этого нужны привилегии суперпользователя, а на Windows нужно запускать клиента из PowerShell от имени администратора), то он направляет DNS-запросы на
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Если не настроен обычный DNS, то возможна небольшая проблемка, потому что данный адрес должен резолвиться в 1.1.1.1, иначе Argo не запустится.Это можно исправить одним из трёх способов. Первый вариант: установить устройство с локальным хостом (127.0.0.1 для IPv4 и ::1 для IPv6) как основной DNS-сервер в сетевой конфигурации, а затем добавить 1.1.1.1 в качестве дополнительного резолвера. Это рабочий вариант, но он не идеален с точки зрения приватности и производительности. Лучше добавить URL сервера из командной строки при загрузке:
$ sudo cloudflared proxy-dns --upstream
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
Если вы уверены, что хотите перейти на DNS-сервер от Cloudflare, что даёт преимущество автоматического обновления, — то можете настроить его в качестве службы в Linux, используя YAML-файл конфигурации, содержащий адреса IPv4 и IPv6 службы DNS от Cloudflare:
proxy-dns: true
proxy-dns-upstream:
-
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
-
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
При настройке с правильной восходящей адресацией производительность dig-запросов через Argo широко варьируется: от 12 мс для популярных доменов аж до 131 мс. Страницы с большим количеством межсайтового контента загружаются… немного дольше обычного. Опять же, ваш результат может быть другим — вероятно, он зависит от вашего местоположения и связности. Но это примерно то, чего я ожидал от мрачного протокол DoH.
Дабы убедиться, что проблема именно в протоколе DoH, а не в программистах Cloudflare, я испытал два других инструмента. Во-первых, прокси-сервер от Google под названием
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
. Его написал Павел Форемски, интернет-исследователь из Института теоретической и прикладной информатики Академии наук Польши. Dingo работает только с реализацией DoH от Google, но его можно настроить на ближайшую службу Google DNS. Это хорошо, потому что без такой оптимизации Dingo сожрал всю производительность DNS. Запросы dig в среднем выполнялись более 100 миллисекунд.Во время проверки обработки стандартных запросов службой dns.google.com я наткнулся на альтернативу дефолтному адресу 8.8.8.8 от Google (172.217.8.14, если знаете). Я добавил его в Dingo из командной строки:
$ sudo ./dingo-linux-amd64 -port=53 -gdns:server=172.216.8.14
Это сократило время отклика примерно на 20%, то есть примерно до того показателя, как у Argo.
А оптимальную производительность DoH неожиданно показал DNSCrypt Proxy 2. После недавнего добавления DoH Cloudflare в курируемый список публичных DNS-сервисов DNSCrypt Proxy почти всегда по умолчанию подключается к Cloudflare из-за низкой задержки этого сервера. Чтобы убедиться, я даже вручную сконфигурировал его под резолвер Cloudflare для DoH, прежде чем запустить батарею dig-запросов.
Все запросы обрабатывались менее чем за 45 миллисекунд — это быстрее, чем собственный клиент Cloudflare, причём с большим отрывом. С сервисом DoH от Google производительность оказалась похуже: запросы обрабатывались в среднем около 80 миллисекунд. Это показатель без оптимизации на ближайший DNS-сервер от Google.
В целом производительность DNSCrypt Proxy по DoH практически неотличима от резолвера DNS по TLS, который я проверял ранее. На самом деле он даже быстрее. Я не уверен, то ли это из-за какой-то особой реализации DoH — может быть, из-за использования стандартного формата сообщений DNS, инкапсулированных в HTTPS, вместо формата JSON — то ли связано с тем, как Cloudflare обрабатывает два разных протокола.
Зачем так мучиться?
Я профессиональный параноик.
Пожалуйста,
Вход
или
Регистрация
для просмотра содержимого URL-адресов!
отличается от вашей, и я предпочел бы сохранить в безопасности как можно больше своих действий в онлайне. Но учитывая количество нынешних угроз приватности и безопасности из-за манипуляций с трафиком DNS, у многих людей есть веские основания использовать какую-либо форму шифрования DNS. Я с удовольствием обнаружил, что некоторые реализации всех трёх протоколов не оказывают сильно негативного влияния на скорость передачи трафика.Тем не менее, важно отметить, что одно лишь шифрование DNS не скроет ваши действия в интернете. Если на сервере хостятся несколько сайтов, то расширение TLS под названием Server Name Indicator (SNI), используемое в соединениях HTTPS, всё равно может показать открытым текстом название сайта, на который вы зашли. Для полной конфиденциальности всё равно нужно использовать VPN (или Tor) для такой инкапсуляции трафика, чтобы провайдер или какая-либо другая шпионящая сторона не могла вытянуть метаданные из пакетов. Но ни один из перечисленных сервисов не работает с Tor. И если против вас работает правительственное агентство, то ни в чём нельзя быть уверенным.
Другая проблема в том, что, хотя прекрасные ребята из сообщества DNSCrypt проделали большую работу, но такая приватность по-прежнему слишком сложна для обычных людей. Хотя некоторые из этих DNS-клиентов для шифрования оказалось относительно легко настроить, но ни один из них нельзя назвать гарантированно простым для нормальных пользователей. Чтобы эти услуги стали действительно полезными, их следует плотнее интегрировать в железо и софт, который покупают люди — домашние маршрутизаторы, операционные системы для персональных компьютеров и мобильных устройств.
Интернет-провайдеры наверняка постараются активнее монетизировать обычный DNS-трафик, и никуда не исчезнут государственные агентства и преступники, которые стремятся использовать его во вред пользователю. Но маловероятно, что крупные разработчики ОС стремятся надёжно защитить DNS доступным для большинства людей способом, потому что они часто заинтересованы в монетизации, как и интернет-провайдеры. Кроме того, эти разработчики могут столкнуться с сопротивлением изменениям со стороны некоторых правительств, которые хотят сохранить возможности мониторинга DNS.
Так что в ближайшее время эти протоколы останутся инструментом для тех немногих людей, кто реально заботится о конфиденциальности своих данных и готов для этого немного потрудиться. Надеюсь, сообщество вокруг DNSCrypt продолжит свою активность и продвинет ситуацию вперёд.