今年以來,全國人大《數(shù)據(jù)安全法》出臺、國務(wù)院發(fā)布《關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)條例》、工信部公布《工業(yè)和信息化領(lǐng)域數(shù)據(jù)安全管理辦法(試行)(征求意見稿)》等,都充分表明了在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中統(tǒng)籌安全和發(fā)展,以數(shù)據(jù)安全(特別是核心數(shù)據(jù)安全)為先,充分體現(xiàn)了國家堅定不移地維護(hù)主權(quán)、安全、發(fā)展利益的戰(zhàn)略思維、戰(zhàn)略決心和戰(zhàn)略自信。
經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展演進(jìn),因特網(wǎng)(Internet,下同)成為全球數(shù)以萬計的自治或非自治網(wǎng)絡(luò)(AS Networks)互聯(lián)所形成的網(wǎng)絡(luò),其承載的數(shù)字化業(yè)務(wù)和應(yīng)用的具體表現(xiàn)形式,是互通的網(wǎng)絡(luò)化(Networked)數(shù)據(jù)。
雖然因特網(wǎng)的互聯(lián)和互通已有30多年的歷史,仍在不斷地演變和發(fā)展。因特網(wǎng)的管理,最初僅僅是少數(shù)專業(yè)計算機(jī)工程師的專長,標(biāo)準(zhǔn)化似乎只是一個技術(shù)性和協(xié)調(diào)性的問題。如今,對互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的治理,已經(jīng)成為全球性爭論的焦點(diǎn)和探討的熱點(diǎn),甚至被作為是地緣政治和地緣戰(zhàn)略的支點(diǎn)之一。
其中最為顯著的標(biāo)的,是因特網(wǎng)的域名系統(tǒng)(DNS)。我們在之前發(fā)表的《域名系統(tǒng)DNS安全的正本清源》文章中,以敘事方式分析了DNS從來就是“固有政治”的技術(shù),以及DNS的一個直觀且簡單的轉(zhuǎn)型是:DNS從被作為因特網(wǎng)的“電話簿”(文件系統(tǒng)),演變?yōu)榛ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)的“中樞”(指揮和控制系統(tǒng))和“制高點(diǎn)”(定位和重定向的導(dǎo)航系統(tǒng))。同時,DNS還被利用作為搭載惡意勒索軟件、承載釣魚郵件入侵、實(shí)載域名放大攻擊等威脅及危害網(wǎng)絡(luò)信息安全的手段和工具。
必須指出的是,因特網(wǎng)DNS的轉(zhuǎn)型和演變,是基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的發(fā)展以及滿足業(yè)務(wù)和應(yīng)用的需求,而并不止于對漏洞的補(bǔ)丁、不限于對騷擾的處置,且不糾纏于“你有我也有”的無序競爭。
保障國家數(shù)據(jù)(特別是核心數(shù)據(jù))安全,首要的是數(shù)據(jù)治理和風(fēng)險管理。當(dāng)且僅當(dāng)“辨癥施治”,方能“對癥下藥”。DNS安全(以及諸如域名安全、郵件安全、網(wǎng)站安全、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN安全等)技術(shù),應(yīng)該且必須是服務(wù)于、服從于治理和管理。沒有任何一項技術(shù)能夠單獨(dú)地有效應(yīng)對數(shù)據(jù)安全所面臨的動態(tài)挑戰(zhàn);否則,難以避免“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”,誤入歧途(或滿足于“馬甲”式的包裝)。
一、DNS的變異與新的安全威脅
微軟公司在2021年10月2日發(fā)布“2021年數(shù)字化防御報告”(Digital Defense Report),10月5日發(fā)布了Windows 11。據(jù)統(tǒng)計,微軟的操作系統(tǒng)全球市場占有率超過77%,電子郵件系統(tǒng)(MS Exchange)的全球市場(用戶端)占有率超過78%。
顯然,微軟掌握了大量的第一手?jǐn)?shù)據(jù)和信息,鑒于此,“2021年數(shù)字化防御報告”值得參考。其中指出:區(qū)塊鏈域名和DNS是逃避監(jiān)管的新興安全威脅。
1)DNS的變異
不同于正常域名的注冊和管理,“區(qū)塊鏈域名”不受任何集中式域名注冊機(jī)構(gòu)(如ICANN)的約束,規(guī)避了對域名濫用的監(jiān)管以及逃避執(zhí)法的查封。
在過去的兩年中,區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用在許多垂直業(yè)務(wù)領(lǐng)域快速發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中區(qū)塊鏈技術(shù)涵蓋了供應(yīng)鏈管理、身份識別管理、域名體系架構(gòu)等。但是,已觀察到“區(qū)塊鏈域名”被集成到網(wǎng)信罪犯(Cyber Criminals)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行操作中。
例如,在調(diào)查Necurs僵尸網(wǎng)絡(luò)時發(fā)現(xiàn),“區(qū)塊鏈域名”被大規(guī)模地運(yùn)用。Necurs僵尸網(wǎng)絡(luò)多年來一直在全球范圍內(nèi)主導(dǎo)著網(wǎng)絡(luò)恐怖活動,不僅發(fā)送惡意的垃圾郵件,而且通常承載惡意勒索軟件。Necurs有一個強(qiáng)大的“另類”(alternative)系統(tǒng),包含一組“域名生成算法”(DGA);其中的一個DGA,大約每30天從43個不同的頂級域名(TLD)生成2,048個新域名,其中包括區(qū)塊鏈頂級域名“.bit”。
在一般情況下,“區(qū)塊鏈域名”是通過加密數(shù)字貨幣向區(qū)塊鏈DNS提供商購買和交易。加密數(shù)字貨幣(錢包)使用非對稱密碼,其中涉及區(qū)塊鏈交易密碼的私鑰和公鑰。完成交易后,域名和關(guān)聯(lián)的IP地址以及交易的哈希值被記錄到區(qū)塊鏈中。進(jìn)而,擁有數(shù)字貨幣錢包和密碼私鑰并進(jìn)行購買域名初始交易的人,是唯一可以更改區(qū)塊鏈上的IP地址記錄的實(shí)體。
“區(qū)塊鏈域名”的不同應(yīng)用方式,對安全監(jiān)管和執(zhí)法都帶來了挑戰(zhàn)。一方面,“區(qū)塊鏈域名”通過惡意軟件和瀏覽器的插件或遞歸域名解析服務(wù)的代理得以應(yīng)用。另一方面,網(wǎng)信罪犯在“區(qū)塊鏈域名”方面所面臨的問題,是從區(qū)塊鏈上獲取更新的IP地址,并將區(qū)塊鏈域名映射解析為新的IP地址。由于區(qū)塊鏈域名是在非正常的DNS模式下運(yùn)作,惡意軟件的制作者就不得不使被感染的受害者執(zhí)行附加的域名解析指令;這些指令通常是被嵌入在惡意軟件中,通過篡改被感染受害者的系統(tǒng)設(shè)置,以指向區(qū)塊鏈的代理域名解析服務(wù)器的IP地址。
多年來,在互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)幾個自發(fā)項目,提供不受監(jiān)管的免費(fèi)DNS并支持區(qū)塊鏈域名的解析服務(wù)。其中,創(chuàng)建于2000年6月1日的Open Nic項目,作為“互聯(lián)網(wǎng)域名與數(shù)字地址分配機(jī)構(gòu)”(ICANN)管理的DNS網(wǎng)絡(luò)的一個“另類”方案,主要側(cè)重于支持去中心化的頂級域(例如“.null”等);其聲稱,該項目是以“DNS中立并提供不受監(jiān)管的DNS訪問”為使命,運(yùn)行并承擔(dān)了解析另類頂級域名“.bit”的加密域名服務(wù)。但是,由于“.bit”域名被廣泛地濫用,2019年6月25日,Open Nic項目決定停止對“.bit”域名的解析服務(wù)。
2)源于區(qū)塊鏈域名的重大威脅
網(wǎng)信罪犯的安全威脅格局在不斷變化,以避免惡意行為被發(fā)現(xiàn)和被阻止。在過去的一年里,互聯(lián)網(wǎng)上一些較突出的安全威脅者們,已經(jīng)開始利用區(qū)塊鏈域名作為其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分。“Trickbot”是金融行業(yè)中臭名昭著的一種“木馬”,其不法獲利模式已經(jīng)演變到惡意勒索軟件領(lǐng)域,利用由Emercoin區(qū)塊鏈DNS提供的“.bazar”域名,對高價值目標(biāo)入侵和勒索。
2020年4月發(fā)現(xiàn)的惡意軟件“Bazarloader”與“Trickbot”,不僅存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,而且都是利用“.bazar”域名以及使用定制版本的“域名生成算法”(DGA)。
調(diào)查區(qū)塊鏈域名存在一個特有的挑戰(zhàn),由于沒有集中的“WHOIS”域名注冊數(shù)據(jù)庫,使得無法跟蹤是誰注冊了域名以及注冊時間。幸運(yùn)的是,一些區(qū)塊鏈DNS提供商(如Emercoin)提供了對區(qū)塊鏈瀏覽工具的訪問,借助于這些工具搜索域名、交易哈希值和其他可能存儲在區(qū)塊鏈中的有用信息。雖然Emercoin區(qū)塊鏈?zhǔn)欠菍?shí)名(Pseudo Anonymous),但是可以顯示有關(guān)區(qū)塊鏈域名的一些關(guān)聯(lián)信息,例如IP地址和交易日期。
3)應(yīng)對區(qū)塊鏈域名的一般性方法
由于區(qū)塊鏈域名可以被用來建立難以監(jiān)控和審查的網(wǎng)站,并簡化加密數(shù)字貨幣的支付,同時在一定程度上提供了匿名性,正越來越多地被網(wǎng)信罪犯利用。這種利用區(qū)塊鏈域名作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全威脅趨勢,以及所發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)罪犯的無可辯駁證據(jù),必須得到重視。
區(qū)塊鏈域名的弱點(diǎn),是需要第三方的代理服務(wù)或?yàn)g覽器插件,以將區(qū)塊鏈域名解析為IP地址。阻止或攔截區(qū)塊鏈的代理解析服務(wù)以及禁用瀏覽器插件,將使區(qū)塊鏈域名的解析能力失效。許多安全威脅情報提供惡意URL摘要,其中有時包括區(qū)塊鏈域名的解析代理或區(qū)塊鏈域名本身。
二、區(qū)塊鏈DNS的態(tài)勢與趨勢
近年來,隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了新的價值交換方式,特別是標(biāo)記化(tokenization)、加密資產(chǎn)(數(shù)字化錢包)和去中心化的應(yīng)用程序(簡稱dAPPs),以及Web 3.0,或價值化互聯(lián)網(wǎng)(Internet of Value)。
數(shù)字化錢包和去中心化的應(yīng)用程序,使用難以被第三方破解的標(biāo)識符;例如,數(shù)字化錢包地址的標(biāo)識是:
“0x483add28edbd9f83fb5db0289c7ed48c83f55982”。
可以想象,在一個通用的域名解析系統(tǒng)中,能夠?qū)⑦@種類型的地址與域名相關(guān)聯(lián),可能對未來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用具有實(shí)用意義;或是在域名后面直接配置一個加密資產(chǎn)的錢包(wallet),或添加一個去中心化的應(yīng)用程序(dAPP),這對某些企業(yè)及其品牌的數(shù)字標(biāo)識也會很有用。
根據(jù)查詢美國專利和商標(biāo)局(USPTO)的數(shù)據(jù)庫,目前已授權(quán)的有關(guān)區(qū)塊鏈域名和區(qū)塊鏈DNS的專利申請,共366份。
1)區(qū)塊鏈簡介
“區(qū)塊鏈”(Blockchain)是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),分布在一個去中心化的網(wǎng)絡(luò)上;數(shù)據(jù)被復(fù)制在網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點(diǎn)上,而沒有集中式的授權(quán);每個人都有可能閱讀內(nèi)容,添加數(shù)據(jù),甚至加入網(wǎng)絡(luò)。這個概念在2009年由“比特幣”首次實(shí)現(xiàn),但今天有許多不同的區(qū)塊鏈技術(shù),且各有各的特點(diǎn)。
【圖1數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈的簡化示意】
簡單地說,數(shù)據(jù)是通過交易被輸入?yún)^(qū)塊鏈,交易被分組為區(qū)塊,然后每個區(qū)塊由網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證后,被匯集到一起。因此,區(qū)塊鏈包含了自其創(chuàng)建以來進(jìn)行的所有交易歷史。
網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證規(guī)則被作為是區(qū)塊鏈的協(xié)議,在網(wǎng)絡(luò)中的每個成員都必須遵守該協(xié)議。為確保網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證規(guī)則的執(zhí)行,區(qū)塊鏈協(xié)議以“共識算法”(consensus algorithms)為基礎(chǔ),其中廣為人知的是“工作量證明”(Proof of Work)。這些算法保證了區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的完整性、不變性和安全性。
2)區(qū)塊鏈DNS簡介
區(qū)塊鏈技術(shù)可以滿足DNS的基本需求,包括:
●可用性(Availability):一個分散式(去中心化)、對等(Peer-to-Peer)的網(wǎng)絡(luò)不能被阻止(或查封),而且可以取代或補(bǔ)充“任播”(Anycast)技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)。
●一致性(Integrity):區(qū)塊鏈的“共識協(xié)議”在本質(zhì)上保證了數(shù)據(jù)的一致性,而且輸入?yún)^(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)無法被修改。這些屬性將不再需要“DNS安全擴(kuò)展”(DNSSEC)及其更新(翻轉(zhuǎn))公鑰的形式。
●保密性(Confidentiality):讀取區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的請求可以被封裝在HTTPS通道中,如同DNS-over-HTTPS(簡稱DoH)協(xié)議一樣。但是,目前支持DoH的域名解析服務(wù)器尚未普及,因此DoH的域名解析數(shù)據(jù)流量僅集中在有限數(shù)量的參與者。區(qū)塊鏈提供查詢網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點(diǎn)的可能性,改變了集中式域名解析的模式以及緩解了單點(diǎn)故障(SPF)的風(fēng)險。
因此,DNS區(qū)塊文件(Zone Files)中包含的數(shù)據(jù)(即域名配置),可以被分布在區(qū)塊鏈上。每個參與者(包括:域名注冊管理機(jī)構(gòu)、域名注冊服務(wù)商)都可以直接與該區(qū)塊鏈交互以管理域名。這就是區(qū)塊鏈DNS(簡稱BDNS)的基本概念和設(shè)想。
3)區(qū)塊鏈DNS的一般狀態(tài)
目前,有一些區(qū)塊鏈DNS項目正在開發(fā)中,每個項目都有各自的實(shí)施方案。
一些應(yīng)用程序提出了對頂級域名(TLD)的新擴(kuò)展(被稱為是“另類”頂級域名),例如“.bit”、“.zil”、“.crypto”、“eth”等。其中,有代表性的是Namecoin(2011-4開始經(jīng)營)和Unstoppable Domains(2019-11開始運(yùn)營)。這些系統(tǒng)完全獨(dú)立于傳統(tǒng)的DNS和ICANN;域名注冊由用戶直接管理,域名解析一般可以通過擴(kuò)展瀏覽器完成。例如,Opera瀏覽器(1995-4發(fā)布)已經(jīng)集成了對這些域名的解析。
還有一些區(qū)塊鏈項目提出了DNS的補(bǔ)充解決方案。例如,以太坊域名服務(wù)(簡稱ENS),在區(qū)塊鏈上提供了一個與傳統(tǒng)DNS集成的域名系統(tǒng)。如果域名的持有人可以通過DNSSEC的驗(yàn)證,就可以在區(qū)塊鏈域名服務(wù)中注冊相同的域名,這使得域名服務(wù)可以結(jié)合傳統(tǒng)DNS和區(qū)塊鏈DNS的優(yōu)勢。
“另類”頂級域名“.kred”、“.xyz”和“.luxe”已經(jīng)被集成在以太坊域名服務(wù)(ENS)的區(qū)塊鏈DNS服務(wù)中,并建議和計劃為所有DNSSEC兼容的頂級域名提供區(qū)塊鏈DNS服務(wù)。這個計劃看似頗具前景,為此,以太坊域名服務(wù)最近加入了“DNS運(yùn)行,分析和研究中心”(簡稱DNS-OARC,非營利組織,成立于2003年,為DNS的運(yùn)行和安全做出了顯著貢獻(xiàn))。
【圖2區(qū)塊鏈DNS的主要“玩家”(部分)】
區(qū)塊鏈DNS是潛在的DNS重大演變;基于區(qū)塊鏈技術(shù),將可能帶來一些優(yōu)勢和新功能,這將有利于“去中心化”網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
盡管目前有許多項目和“概念證明”(PoC)正在開發(fā)中,但是不僅業(yè)內(nèi)對此仍然沒有達(dá)成一致,而且相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用程序還不夠成熟,無法大規(guī)模使用,需要在可擴(kuò)展性、安全性和可用性方面進(jìn)行改進(jìn)。
三、觀點(diǎn)歸納
盡管目前區(qū)塊鏈域名和區(qū)塊鏈DNS并沒有形成規(guī)模性效應(yīng)(或僅是應(yīng)用于某些垂直行業(yè)的有限范圍),但是微軟在“數(shù)字化防御報告”中,強(qiáng)調(diào)DNS的變異及其所產(chǎn)生的新興安全威脅。不能不說,微軟的這個認(rèn)定,也代表了美國政府對數(shù)據(jù)安全監(jiān)管和治理以及機(jī)構(gòu)組織(如ICANN)對域名領(lǐng)域集中管理的觀點(diǎn)。事實(shí)上,“另類”頂級域名(如“.bit”,“.xyz”等)的應(yīng)用能否被“正?;?rdquo;,區(qū)塊鏈DNS能否發(fā)揮其“常規(guī)化”優(yōu)勢和新功能,在很大程度上取決于國家和政府以及機(jī)構(gòu)和組織的態(tài)度,也是安全與發(fā)展的統(tǒng)籌與權(quán)衡;其中包括:區(qū)塊鏈DNS技術(shù)的研發(fā)尚不成熟,以及必須防范被網(wǎng)信罪犯和入侵攻擊所利用。
作為一個實(shí)例,區(qū)塊鏈DNS僅是對已顯現(xiàn)出“衰老”的傳統(tǒng)DNS的挑戰(zhàn)之一。雖然Open Nic主張的“另類”域名和去中心化DNS的“項目”已經(jīng)營了21年(且在研發(fā)的技術(shù)和應(yīng)用上確實(shí)有些“亮點(diǎn)”),但至今仍然還只是一個進(jìn)行中的“項目”(Project)。
綜上,參考觀點(diǎn)歸納如下:
1)鑒于因特網(wǎng)的歷史及其應(yīng)用的規(guī)模,以及顯著滯后的管理水平和能力,在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中,統(tǒng)籌及主導(dǎo)(和支配)安全和發(fā)展的必然是問題導(dǎo)向,問題是實(shí)踐和創(chuàng)新的起點(diǎn)。
2)應(yīng)該重新認(rèn)識并感知,當(dāng)前的“價值化互聯(lián)網(wǎng)”(Internet of Value)與傳統(tǒng)的“增值電信業(yè)務(wù)”在本質(zhì)上的差別和區(qū)別,以指導(dǎo)和引導(dǎo)前所未有的網(wǎng)信空間態(tài)勢與發(fā)展新格局。
3)必須充分意識并踐行,因特網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)、應(yīng)用和服務(wù)的保障,即是數(shù)據(jù)安全,亦是信息通信技術(shù)(ICT)的供應(yīng)鏈安全;因而,不存在(也不可能有)“獨(dú)門絕器”。例如,區(qū)塊鏈DNS的應(yīng)用,還需要(包括惡意)第三方的代理域名服務(wù)和瀏覽器插件的支持。
因此,國家核心數(shù)據(jù)安全的首要問題是治理,包括自上而下的思維方式和思考方法,以及“知彼知己”與“從善如流”的治理與管理之措施和流程、監(jiān)測和評估、完善和提高。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)的安全治理是個“綱”,綱舉目張。
(作者:邱實(shí),網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)專家;牟承晉,昆侖策研究院高級研究員、中國移動通信聯(lián)合會國際戰(zhàn)略研究中心主任。)