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SSL/TLS的原理以及互联网究竟是如何工作的（5）—DNS和他的兄弟
我：话说上次好不容易送走了TLS，这次......
DNS：（突然蹦出来）这次当然是我的专场啦！大家好，我叫DNS（Domain Name System，域名系统），我出生于1987年，在我出生之前计算机科学家们是用hosts.txt文件解决主机名与对应IP地址的对应问题的，但随着互联网中主机数量的增长，hosts文件变得越来越臃肿，也越来越用户不友好，我就横空出世啦！（不过各操作系统中的hosts文件依旧保留至今，历史的遗迹啊）
我主要工作在UDP/IP协议之上，实质是一个分布式的公开数据库系统，存储着各网站域名和IP地址对应的数据，又称作RRsets（Resourse Record，资源记录集合），这里面域名和对应IP地址形成了映射......
我：D！N！S！为什么你们这些协议都有着爱打断别人的话的毛病啊？还有，你不必在这叽里呱啦了，我已经让你出场过两次了！
DNS：不行，我这次还就不走了，因为：1，你在这大肆嘲笑我，说我傻乎乎的工作在不可靠无连接的UDP之上从而让GFW很轻易的就能钻空子；2，我有一个兄弟你没有提到，今天我一定要把他介绍给大家，让大家看看我们DNS家族没有你想象的那么弱不经风！
我：关于第一点，我想我说的一点都没错：你工作在不可靠的UDP之上，没有任何安全机制，的确是很傻啊：）
DNS：难道你就没有想过我为什么主要工作在UDP之上呢？
我：很简单，因为面向连接的TCP工作时需要经历复杂的建立连接和拆除连接的过程，建立一条逻辑上的“专线”（Virtual circuit，虚电路，或者直接叫做Connection）以保证数据传输的可靠性，而UDP就没有这些工作步骤了，只管发送不管到达。而你这个懒鬼不肯经历TCP那些麻烦的工作步骤，所以就选择了UDP啊......
DNS：住口！我才不是什么懒鬼呢！你想过没有，TCP那复杂的连接建立与拆除过程是要消耗相当数量的资源的？ 你想过没有，每一个Resolver（域名解析服务器，负责和客户端通信）和Name Server（域名权威服务器，储存有RRsets，负责和Resolver通信）每天都要面对着极大量的查询请求？你想过没有，域名解析是一个非常短暂的过程，如果采用TCP，那么很多时候连接建立和拆除的过程都比查询过程要长！
我：......如果采用TCP，那么每一个相关的服务器消耗的计算资源都会疯涨，而1987年服务器的计算能力怕是连今天的PC都赶不上，再加上连接建立与拆除的时间，用户体验会变得极为糟糕的，服务器维护成本也会暴增......OK，我明白了，对不起，DNS。
DNS：你明白就好。说起来，我没有任何安全机制很大程度上也是因为性能。不过我的创造者们也的确太欠考虑了，我在互联网中是极为关键的一环，没有任何安全机制的确是说不过去，所以我这回把我的兄弟DNSSEC叫来了。
我：DNSSEC？DNS Security Extension Protocol（DNS安全扩展协议）？
DNSSEC：正是本人。我出生于1999年，可惜迄今为止还是没有被大规模部署，懒惰的人类啊，一个个拖延症都那么重！
我：（汗）哈哈，是的，不过言归正传吧，上次我在这里]就提到了几条应对针对DNS的攻击的思路，你实现了几条呢？
DNSSEC：让我看看......我添加了身份认证机制，还有就是端到端的完整性校验了，我没有加密，也没有基于TCP工作......
我：添加了身份认证机制？这样倒是可以使GFW伪造查询结果的手段失效了，可是如果说没有加密的话，还是无法防止真正的查询结果被篡改啊......
DNSSEC：不，我可以防止真正的查询结果被篡改的！
我：怎么说？
DNSSEC：重点在于我实现了“端到端的完整性校验”，听说过数字签名吗？我就是利用了数字签名的机制进行完整性校验的，从而保证了服务器传回的查询结果没有被篡改。
我：我不清楚“端到端”是什么意思。
DNSSEC：所谓的“端到端（end-to-end）”是和“跳板到跳板（hop-to-hop）”对应的，hop-to-hop是指这样一种机制：在计算机网络中一个路由器p收到了一条分组(massage)m，p可以确定分组m的确来自于合法通信方路由器q，而且m既没有被篡改也不是被攻击者重放的旧消息（有空我会介绍一下重放攻击）；p和q都是负责存储转发的路由器，起到了信息跳板的作用，所以叫做“跳板到跳板”。
而end-to-end则是指客户端可以确认收到的分组的确是来自于目标服务器的，没有被篡改也不是重放的消息；客户端和目标服务器都是通信终端，所以被称作“端到端”。
我：这样啊。我看了一下，数字签名和散列值是用来进行文件完整性校验的，也能用于查询结果啊？
DNSSEC：当然可以啦！我的身份认证机制也是通过数字签名实现的，GFW可出示不了等价的有效数字签名呢！包括在进行缓存动态更新的时候，我也可以通过同样的机制来防止缓存投毒！
我：听起来不错，但你能对付流氓ISP的DNS劫持吗？
DNSSEC：这......我对付不了，因为DNS是公开的分布式数据库......
我：“公开的”意思就是没有权限限制，任何人都能查看修改数据是吧！好吧，这一点都不奇怪。不过如果服务器本身就不靠谱，那么其他安全机制再完善都没用了。
DNSSEC：不是这样的！没有权限限制和随便什么人都能查看修改数据可不是一回事！我的意思是，我可以通过检验缓存中的RRsets的数字签名来确认服务器缓存是否被投毒了，但这前提是服务器已经运行了一段时间了！第一次运行的时候，我可没地方去比对数字签名！
我：看来你离完美很远呢......
DNSSEC：这个世界上没有完美！
我：我知道，但你为什么不加密呢？就你这样，虽说GFW无法玩伪造和篡改的花招了，但用户请求内容还是被GFW知道了啊！
DNSSEC：这我也没办法，当初我的设计者出于性能考虑放弃了加密了，而且也没让我工作在TCP之上。
我：真的应该好好改造你！我还以为以不靠谱著称的DNS家族终于有了一个例外呢，原来还是个水货！行了，你们DNS家族的出场机会用光了，回应用层工作室去吧！
TLS：下次是不是应该讲讲我的兄弟DTLS了？
我：对不起，不行！下次是IP的专场！
（IP：终于想起我来了，感动啊！）
DNS：（突然蹦出来）这次当然是我的专场啦！大家好，我叫DNS（Domain Name System，域名系统），我出生于1987年，在我出生之前计算机科学家们是用hosts.txt文件解决主机名与对应IP地址的对应问题的，但随着互联网中主机数量的增长，hosts文件变得越来越臃肿，也越来越用户不友好，我就横空出世啦！（不过各操作系统中的hosts文件依旧保留至今，历史的遗迹啊）
我主要工作在UDP/IP协议之上，实质是一个分布式的公开数据库系统，存储着各网站域名和IP地址对应的数据，又称作RRsets（Resourse Record，资源记录集合），这里面域名和对应IP地址形成了映射......
我：D！N！S！为什么你们这些协议都有着爱打断别人的话的毛病啊？还有，你不必在这叽里呱啦了，我已经让你出场过两次了！
DNS：不行，我这次还就不走了，因为：1，你在这大肆嘲笑我，说我傻乎乎的工作在不可靠无连接的UDP之上从而让GFW很轻易的就能钻空子；2，我有一个兄弟你没有提到，今天我一定要把他介绍给大家，让大家看看我们DNS家族没有你想象的那么弱不经风！
我：关于第一点，我想我说的一点都没错：你工作在不可靠的UDP之上，没有任何安全机制，的确是很傻啊：）
DNS：难道你就没有想过我为什么主要工作在UDP之上呢？
我：很简单，因为面向连接的TCP工作时需要经历复杂的建立连接和拆除连接的过程，建立一条逻辑上的“专线”（Virtual circuit，虚电路，或者直接叫做Connection）以保证数据传输的可靠性，而UDP就没有这些工作步骤了，只管发送不管到达。而你这个懒鬼不肯经历TCP那些麻烦的工作步骤，所以就选择了UDP啊......
DNS：住口！我才不是什么懒鬼呢！你想过没有，TCP那复杂的连接建立与拆除过程是要消耗相当数量的资源的？ 你想过没有，每一个Resolver（域名解析服务器，负责和客户端通信）和Name Server（域名权威服务器，储存有RRsets，负责和Resolver通信）每天都要面对着极大量的查询请求？你想过没有，域名解析是一个非常短暂的过程，如果采用TCP，那么很多时候连接建立和拆除的过程都比查询过程要长！
我：......如果采用TCP，那么每一个相关的服务器消耗的计算资源都会疯涨，而1987年服务器的计算能力怕是连今天的PC都赶不上，再加上连接建立与拆除的时间，用户体验会变得极为糟糕的，服务器维护成本也会暴增......OK，我明白了，对不起，DNS。
DNS：你明白就好。说起来，我没有任何安全机制很大程度上也是因为性能。不过我的创造者们也的确太欠考虑了，我在互联网中是极为关键的一环，没有任何安全机制的确是说不过去，所以我这回把我的兄弟DNSSEC叫来了。
我：DNSSEC？DNS Security Extension Protocol（DNS安全扩展协议）？
DNSSEC：正是本人。我出生于1999年，可惜迄今为止还是没有被大规模部署，懒惰的人类啊，一个个拖延症都那么重！
我：（汗）哈哈，是的，不过言归正传吧，上次我在这里]就提到了几条应对针对DNS的攻击的思路，你实现了几条呢？
DNSSEC：让我看看......我添加了身份认证机制，还有就是端到端的完整性校验了，我没有加密，也没有基于TCP工作......
我：添加了身份认证机制？这样倒是可以使GFW伪造查询结果的手段失效了，可是如果说没有加密的话，还是无法防止真正的查询结果被篡改啊......
DNSSEC：不，我可以防止真正的查询结果被篡改的！
我：怎么说？
DNSSEC：重点在于我实现了“端到端的完整性校验”，听说过数字签名吗？我就是利用了数字签名的机制进行完整性校验的，从而保证了服务器传回的查询结果没有被篡改。
我：我不清楚“端到端”是什么意思。
DNSSEC：所谓的“端到端（end-to-end）”是和“跳板到跳板（hop-to-hop）”对应的，hop-to-hop是指这样一种机制：在计算机网络中一个路由器p收到了一条分组(massage)m，p可以确定分组m的确来自于合法通信方路由器q，而且m既没有被篡改也不是被攻击者重放的旧消息（有空我会介绍一下重放攻击）；p和q都是负责存储转发的路由器，起到了信息跳板的作用，所以叫做“跳板到跳板”。
而end-to-end则是指客户端可以确认收到的分组的确是来自于目标服务器的，没有被篡改也不是重放的消息；客户端和目标服务器都是通信终端，所以被称作“端到端”。
我：这样啊。我看了一下，数字签名和散列值是用来进行文件完整性校验的，也能用于查询结果啊？
DNSSEC：当然可以啦！我的身份认证机制也是通过数字签名实现的，GFW可出示不了等价的有效数字签名呢！包括在进行缓存动态更新的时候，我也可以通过同样的机制来防止缓存投毒！
我：听起来不错，但你能对付流氓ISP的DNS劫持吗？
DNSSEC：这......我对付不了，因为DNS是公开的分布式数据库......
我：“公开的”意思就是没有权限限制，任何人都能查看修改数据是吧！好吧，这一点都不奇怪。不过如果服务器本身就不靠谱，那么其他安全机制再完善都没用了。
DNSSEC：不是这样的！没有权限限制和随便什么人都能查看修改数据可不是一回事！我的意思是，我可以通过检验缓存中的RRsets的数字签名来确认服务器缓存是否被投毒了，但这前提是服务器已经运行了一段时间了！第一次运行的时候，我可没地方去比对数字签名！
我：看来你离完美很远呢......
DNSSEC：这个世界上没有完美！
我：我知道，但你为什么不加密呢？就你这样，虽说GFW无法玩伪造和篡改的花招了，但用户请求内容还是被GFW知道了啊！
DNSSEC：这我也没办法，当初我的设计者出于性能考虑放弃了加密了，而且也没让我工作在TCP之上。
我：真的应该好好改造你！我还以为以不靠谱著称的DNS家族终于有了一个例外呢，原来还是个水货！行了，你们DNS家族的出场机会用光了，回应用层工作室去吧！
TLS：下次是不是应该讲讲我的兄弟DTLS了？
我：对不起，不行！下次是IP的专场！
（IP：终于想起我来了，感动啊！）
SSL/TLS的原理以及互联网究竟是如何工作的（5）—DNS和他的兄弟
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