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DNSSEC:
verschlüsseltes Protokoll für den Kern des Internets
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Am gestrigen Donnerstag ist die voll digital signierte Rootzone
gestartet. Alle Antworten der 13 für das Domain Name System (DNS)
autoritativen Rootserver liefern nun einen DNSSEC-Schlüssel (DNS
Security Extensions) mit, der eine Authentifizierung der Zone und damit
die Identifizierung manipulierter Antworten erlaubt, etwa beim Cache
Poisoning.
(1) |
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Ich meine
zu verstehen, was in der Meldung
links gesagt wird. Wenn ich jedoch versuche, es in wenigen eigenen Worten
auszudrücken, fällt mir das schwer. Das ist Anlass genug, etwas tiefer
in das Thema einzusteigen.
Es geht um
die Adressenverwaltung im Internet, die zuletzt im
Arbeitspapier Netzkommunikation
angesprochen wurde
(2).
Ihr liegt das Internetprotokoll
(3)
zugrunde,
das
eine hierarchische Struktur mit einer zentralen Netz- und
Namensverwaltung unter der Regie der ICANN aufweist
(4),
wobei die technische Abwicklung auf die IANA übertragen ist
(5),
und
das die Grundlage für ein nummerisches Adressensystem liefert.
Diese "echten" Internetadressen sind als Zahlengruppen bekannt, die aus
vier durch Punkte getrennten Ziffernblöcken bestehen, die jeweils die
Zahlen von 0 bis 255 abbilden können. Beispiel:
193.99.145.37
(Nameserver des Heise-Verlages).
Daneben
besteht das Domain Name System - DNS
(6).
Es erlaubt die Verwendung von beschreibenden Namen unterhalb einer Top
Level Domain - TLD
(7),
also in einem Namensraum, der von dem rechts abschließenden Teil des
Namens bestimmt wird. Ein Beispiel aus dem Namensraum der deutschen
Länderdomain:
Heise.de.
Wir haben es also nebeneinander mit einer Nummernverwaltung auf der
Grundlage des Internetprotokolls und einer Namensverwaltung anhand des
DNS-Protokolls zu tun. Auf letztere spricht die Meldung an.
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Allein die
Nummernverwaltung bezieht sich auf drei verschiedene Nummernsysteme, die
unter einen Hut gebracht werden müssen.
Das Kernstück ist und bleibt das System nach dem klassischen
Internetprotokoll mit seinen vier Ziffernblöcken. Wer jedoch jeden
Kühlschrank und jede elektrische Zahnbürste im Haushalt mit dem Internet
verbinden will, braucht mehr Adressen als das herkömmliche
Internetprotokoll zur Verfügung stellt.
Das Internetprotokoll, von dem ich spreche, ist die vierte
Version und sie existiert seit 1981
(8).
Bereits im Betrieb ist die neue Version - IPv6
(9).
Sie wird die absehbare Adressen-Knappheit beenden. Das Problem ist nur,
dass die beiden Adressensysteme nicht ganz einfach aufeinander
abgestimmt werden können.
Neben den
beiden aktuellen Protokollsystemen des Internetprotokolls tritt ein
drittes. Es dient der Kennzeichnung und Erreichbarkeit der Autonomen
Systeme - AS
(10).
Ein AS ist ein einheitlich verwaltetes Netz, das mit mindestens zwei
anderen AS verbunden ist und deshalb als Verbindungsnetz taugt. An seine
Nachbarn meldet es nicht nur die IP-Adressen, die es verwaltet,
sondern auch die anderen AS, mit denen es korrespondiert.
Der Datentransport [allgemein: Routing
(11)]
verlangt an den Netzknoten nach einer Entscheidung darüber, welche von
mehreren Strecken angesprochen werden sollen. Betreiber großer und
leistungsfähiger Netze versuchen, die Ströme möglichst lange im eigenen
Netz zu bewegen. Im Interesse der Lastverteilung, nach physikalischen
Ausfällen oder unter Sicherheitsgesichtspunkten kann auch die Anwahl
alternativer Strecken sinnvoll sein.
Die grundlegenden Informationen dafür liefern die AS nach Maßgabe des
Border Gateway Protocol - BGP
(12)
- und der Vorgang kann durchaus zu Pannen und Missbräuchen führen
(13).
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Zentralismus und Regionalisierung |
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Die
zentrale Verwaltungsinstanz des Internets ist die Internet Society -
ISOC
(14),
eine nichtstaatliche, internationale Mitgliederorganisation mit Sitz in
der US-Hauptstadt Washington. Der Dachorganisation sind mehrere Gremien
nachgeordnet, die die Standardisierung und die Architektur des Internets
entwickeln. Das dritte Gremium ist die Nummernverwaltung: IANA
(15).
Alle Einrichtungen der ISOC sind aus Verwaltungsstrukturen
entstanden, die zunächst rein US-amerikanischer Natur waren. Das zeigt
sich noch heute an der Vergabe von Namensräumen und in der Dominanz von
Unternehmen aus den USA bei der Nummernvergabe. Immer wieder werden auch
Befürchtungen laut, die USA könnten Einfluss auf das Handeln der ISOC
und vor allem der Adressenverwaltung nehmen, weil sie als zentrale
Stelle Namensräume abschalten kann
(16).
Dafür gibt es ein Beispiel: Die seinerzeit noch allein zuständige ICANN wies
wegen der Herrschaft
der Taliban den britischen Namensraumverwalter an, die Pflege der
afghanischen Länderdomain einzustellen. Erst am 10.03.2003 startete .af
wieder neu
(17).
Das
wichtigste Rückgrat für die Adressenverwaltung bilden praktisch die fünf
Regionalverwaltungen, die RIR
(18).
Sie verwalten die Zonen des Internets (siehe Grafik
oben links):
Nordamerika |
ARIN
(19) |
Südamerika |
LACNIC
(20) |
Europa, Mittlerer Osten und Zentralasien |
RIPE
(21) |
Afrika |
AFRINIC
(22) |
Asien und Pazifik |
APNIC
(23) |
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Dieter Kochheim, Verwaltung von Nummer und Namen im
Internet, 17.07.2010
Die
zentralen Datenbanken verwaltet die IANA. Sie vergibt an die
Regionalverwaltungen
blockweise die nummerischen Internetadressen [IPv4 und IPv6
(24)],
blockweise die Nummern für die Autonomen Systeme - AS
(25)
-
und
die Namensräume für die Länderdomänen in der jeweiligen Internetzone
(26).
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zentrale Vergabe und Routing |
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Die ISOC
bildet nicht nur eine zentrale Verwaltungseinrichtung, sondern mit der
IANA auch die technische Zentrale für die beschreibenden DNS-Adressen im
Internet. Sie übt die Regie über die Rootserver aus.
Das gilt
jedoch nicht für die nummerischen Internetadressen. Es gibt keinen
technischen "Core" im Internet. Die IANA weist zwar die Ziffernblöcke
den RIR und anderen zu, verwaltet die einzelnen Adressen aber nicht in
einer Routingtabelle
(27).
Alle zentralen Netzkomponenten verfügen über
solche Routingtabellen
(28),
aus der sie die Erreichbarkeit einer Zieladresse entnehmen. Ihre
Eintragungen bilden die Grundlage für das Routing
(29). Eine
unbekannte Adresse senden sie an ihren Standardgateway, also an den Übergabepunkt zum nächsthöheren Verbindungsnetz. Dabei handelt es
sich regelmäßig um ein Autonomes System - AS
(30).
Untereinander tauschen die AS aus, mit welchen anderen AS sie in
Verbindung stehen. Diese Informationen trägt jedes AS für sich in seine
Routingtabelle ein. Zugleich werden die Angaben von den RIR gespeichert
und dokumentiert
(31).
Geregelt wird der Prozess vom Border Gateway Protocol - BGP
(32), das für Missbräuche durchaus anfällig ist
(33).
Die
Philosophie der dezentralen Netzverwaltung beruht auf dem Ursprung des
Internets. Es sollte durch Quervernetzungen sicher stellen, dass im
Falle eines Atomkrieges die nicht zerstörten Standorte trotz
Leitungsunterbrechungen über Umwege weiterhin miteinander kommunizieren
können. Zentrale Netzverwaltungen sind hingegen anfällig gegen Störungen
jeder Art, wenn sie nicht mehrfach vorgehalten werden (Redundanz).
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Nicht alle
Nummern- und Namensräume sind an die Regionalverwaltungen abgegeben
worden. Ein Blick in die Adressraumliste der IANA
(34) zeigt die großen Verbindungsnetzbetreiber wie Level 3
Communications, IBM und AT&T Bell Laboratories, Verwaltungen wie das
Army Information Systems Center, Defense Information Systems Agency und
UK Government Department for Work and Pensions sowie andere
Großunternehmen wie General Electric, Xerox und Hewlett-Packard.
Die AS-Nummern werden hingegen ausnahmslos von den RIR verwaltet
(35).
Die
Namensräume werden üblicherweise als Top Level Domains - TLD -
bezeichnet
(36) und im Wesentlichen nach generischen TLD und Ländercodes
unterschieden
(37).
Die generischen TLD werden nach gesponserten und nicht gesponserten
unterschieden. Zu den nicht gesponserten TLD
(38) gehören die international begehrten Domänen wie .com, .net und
.org. Sie haben eine allgemein gehaltene Gruppenbezeichnung und stehen
grundsätzlich jedermann offen. Zu den gesponserten TLD
(39) gehören die geschlossenen Gruppen von .gov und .mil, zu denen
nur Regierungsstellen und das Militär in den USA Zugang haben, und
Namensgruppen für bestimmte Regionen und Dienstleistungen.
Die Verwaltung der generischen TLD ist immer einer bestimmten
Einrichtung übertragen worden. Eine besondere Rolle spielt dabei das
US-Unternehmen Verisign, das den .com-Namensraum verwaltet. Seine Größe
bleibt für alle anderen TLD unerreicht [Stand Juni 2010: 88.298.883
Adressen
(40)]. Das Unternehmen betreibt zugleich die Rootserver für das DNS.
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Domain Name System |
Machtfragen |
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Die
Verwaltung der AS-Nummern obliegt den regionalen Verwaltungsstellen,
also zum Beispiel dem RIPE
(41).
Das DNS
(42) verfügt hingegen über eine zentrale Namensverwaltung, die im
Kern von der IANA beherrscht und von Verisign betrieben wird
(43). Sie haben die Aufsicht über die klassischen 13 DNS-Rootserver
(44), in denen die Verwalter der DNS-Namensräume verzeichnet sind.
Ihre ursprünglichen Standorte beschränkten sich auf die USA und drei
außerhalb davon. Sie wissen zwar nicht, unter welchen nummerischen
Adressen die jetzt 136 Millionen beschreibenden Internetadressen
erreichbar sind, vermitteln aber den Kontakt zu den generischen
TLD-Verwaltern und über die Regionalverwaltungen zu den
Ländercode-Verwaltern. Das verringert den Datenbestand auf rund 3.000
Datensätze, die sich gut pflegen lassen. Dank Anycast
(45), einer technischen Methode, mit der verschiedene Rechner unter
derselben Adresse angesprochen werden können, hat sich die
Erreichbarkeit der Rootserver vervielfacht und über die ganze Welt
verteilt
(46).
Die maßgebenden Rootserver werden auch als "autorative" Nameserver
bezeichnet
(47).
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Die Frage
von Monika Ermert danach, wer die Macht über das Internet ausübt,
relativiert sich damit zu einer im Wesentlichen politischen Frage.
Das Militär, die Hochschulen und die großen
Telekommunikationsunternehmen in den USA haben leistungsfähige
Kommunikationsnetze und die Grundstruktur des Internets geschaffen.
Gleichzeitig haben sie sich gut bedient bei den Netzadressen und damit
nicht zuletzt zu ihrer gegenwärtigen Verknappung beigetragen. Man muss
ihnen zugute halten, dass die Expansion des Internets seinerzeit noch
nicht vorhersehbar war.
Die Allgegenwart des Internets wirkt zurück auf die Macht- und
Verwertungsansprüche, die aus den USA kommen. Zunächst: Als
Außenstehender ist man daran gewöhnt, dass US-amerikanische Interessen
einen fraglosen Wert für sich haben
(48). Ohne die anderen Zonen - besonders betrifft das Europa und
Asien - hat das Internet aber auch für die USA nicht den Wert, den es
jetzt hat. Die Einrichtung der ISOC und die Öffnung zu den
Nicht-US-Amerikanern zeigen eine beginnende Verunsicherung und
Kompromissbereitschaft. Letztere ist nicht zuletzt dem Umstand
geschuldet, dass die USA weltweit Geschäfte machen wollen. Ihre
ansässigen Tier-1-Provider könnten bedeutungslos werden, wenn ihre Kabel
gekappt wären und ein absoluter National-Chauvinismus der starken
anderen Regionen durchdränge. Globalisierung führt auch zur Abhängigkeit
der Profiteure.
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DNSSEC |
Fazit |
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Das
nummerische System scheint trotz seiner anarchistischen Grundstruktur
recht stabil zu sein. Die großen Verbindungsnetzbetreiber schieben die
Datenmengen gut und gezielt zu den nationalen und regionalen Verteilern,
die den Rest besorgen. So viele "Große" gibt es auch nicht, so dass sie
sich gut abstimmen können. Die kleineren Provider müssen sich eben
anpassen.
Ob das auf Dauer gilt, ist eine andere Frage. Wahrscheinlich wird
auch wegen der nummerischen Steuerung eine sachlich zentrale,
physikalisch aber verteilte Struktur erforderlich werden, wie sie von
den Bot- und Peer-to-Peer-Netzen praktiziert wird.
Das DNS ist
chaotischer als das nummerische System. Aufgrund seines komplexen
Abfrageverfahrens ist es anfälliger für Manipulationen.
An dieser
Stelle setzt DNSSEC ein
(49). Das Namensystem ist indirekter, abgehobener, abstrakter und
damit anfälliger als das Nummernsystem
(50). DNSSEC verschlüsselt die Abfragen im DNS und verhindert
dadurch, dass auf dem Weg zwischen Client und DNS-Server Manipulationen
stattfinden. Die Verschlüsselung ist sicherlich zu begrüßen, nicht aber
der Weisheit letzter Schluss.
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Zufällige
und gesteuerte Manipulationen hat das Internet bislang souverän
weggesteckt. Die Verschlüsselung von DNS-Abfragen, die sich gegen
zentrale Netzkomponenten richten, ist eine richtige Entscheidung, löst
aber nicht die schweren Gefahren, die dem Internet drohen.
Schurkenprovider, die sich im technischen System des Internets
unauffällig bewegen, bleiben sowohl von DNSSEC wie auch vom IPv6
unbemerkt. Beide Protokolle sind darauf ausgerichtet, Manipulationen an
den Zwischenstationen zu bemerken, und nicht darauf, böswillige Quellen
zu erkennen.
Der
Grundgedanke, der im nummerischen System der IP-Adressen steckt, könnte
am Ende mehr versprechen, wenn man ihn erweitert. Vertraue deinem Nachbarn nicht nur, sondern
misstraue ihm auch. Wenn ein AS seine Konfiguration nach außen ändert,
dann sollten die angeschlossenen nicht nur das AS befragen, ob die
Änderungen zutreffen, sondern auch Dritte und vor Allem eine Alarmliste
befragen, die die Bedeutung der Änderung abfragt.
Aus dem internationalen Zahlungsverkehr und dem Roaming bei der
Mobiltelefonie sind Clearingstellen bekannt und erfolgreich im Einsatz,
die die Rechtesteuerung und Entgeltabrechnung übernehmen. Sie kosten
Geld, würden aber auf einem Schlag Spams und getarnte Ausgangsadressen
daran erkennen, dass sie keine Gebührenzusage erteilen. Wenn doch, dann
würde sich ein gehörnter Provider ganz schnell zu Gegenmaßnahmen
veranlasst sehen.
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nationale Namensverwaltung |
Internetknoten |
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Die
Namensraumverwaltung für die Länderdomain .de obliegt der DeNIC
(51). Dieser 1996 gegründeten Genossenschaft hat die RIPE die
komplette Domänenverwaltung übertragen.
Nach außen tritt die DeNIC besonders durch ihre
WhoIs-Datenbank in Erscheinung, in der alle registrierten Second
Level Domains unter der Länderdomain abgefragt werden können. Nicht
zuletzt ihrer liberalen Vergabepolitik ist es zu verdanken, dass die
deutsche Länderdomain weltweit die größte geworden ist und sich
hartnäckig hinter .com auf Platz 2 bewährt. Nachdem sich China mit dem
Länderkürzel .cn aus dem internationalen Geschäft zurückgezogen hat, ist
der einzige ernsthafte Konkurrent für Platz 2 die generische TLD .net.
Als konkurrierende Länderdomain folgt abgeschlagen Großbritannien
(52).
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Die
wichtigsten Daten über die Namensräume werden auch von der RIPE
vorgehalten, die zusammen mit den anderen Regionalverwaltungen für die
Internetzonen einen Ausfall oder eine böswillige Manipulation in den von
der IANA kontrollierten Rootservern abfangen und puffern kann.
Im Hinblick
auf das Routing und die Erreichbarkeit im System der nummerischen
Internetadressen hat eine stabilisierende Rolle jetzt auch der
deutsche Internetknoten DE-CIX in Frankfurt am Main
(53) gewonnen, der sich nicht nur zum größten weltweit angesteuerten
Internetknoten gemausert, sondern damit auch der US-Präsenz den Rang
abgelaufen hat.
RIPE, DE-CIX und DeNIC sind ernst zu nehmende Player im Internet-System
geworden, die politisch nicht mehr billig ausgebootet werden können. Die
Kehrseite davon ist: Sie sind damit auch zu erstrangigen Zielen für die
Cybercrime und den Cyberkriegern geworden. Ob sie sich dieser Rolle
gewiss sind, weiß ich ich nicht.
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Anmerkungen |
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(1)
Monika Ermert, DNSSEC in der DNS-Rootzone gestartet,
Heise online 16.07.2010;
der Rechtsschreibfehler wurde schamhaft verbessert.
(2)
Siehe
Arbeitspapier Netzkommunikation,
Kapitel 4. Globale Welt, 5. Verkabelte Welt, 6. Geroutete Welt.
(3)
Internet Protocol - IP
(4)
Internet Corporation for Assigned Names and Numbers - ICANN
(5)
Internet Assigned Numbers Authority - IANA
(6)
Domain Name System - DNS
(7)
Top Level Domain - TLD
(8)
IPv4
(9)
IPv6. Die neuen Adressen bestehen aus ach hexadezimalen
Ziffernfolgen, die durch Doppelpunkte getrennt werden.
(10)
Autonomes System - AS
(11)
Routing
(12)
Border Gateway Protocol - BGP
(13)
IP-Adressen ohne Beweiswert, 16.05.2010;
böswillige BGP-Manipulationen, 10.07.2010.
|
(14)
Internet Society - ISOC
(15)
(5)
(16)
Monika Ermert, Machtfrage. Wer kontrolliert das
Internet? c't 5/2010
(17)
(16),
Länderdomain -.af von Afghanistan wieder online, Netzwoche
11.03.2003
(18)
Regional Internet Registry - RIR
(19)
American Registry for Internet Numbers - ARIN
(20)
Latin American and Caribbean Internet Addresses Registry - LACNIC
(21)
RIPE Network Coordination Centre;
Réseaux IP Européens Network Coordination Centre - RIPE NCC
(22)
African Network Information Centre - AfriNIC
(23)
Asia-Pacific Network Information Centre - APNIC
(24)
IANA
IPv4 Address Space Registry;
IPv6
Global Unicast Address Assignments.
(25)
(10); bei den AS-Nummern handelt es sich um 5-stellige Ziffernfolgen (16
Bit,
Autonomous System (AS) Numbers), wobei der Ziffernraum inzwischen
auf 32 Bit erweitert wurde:
32-bit Autonomous System Numbers.
(26)
Liste länderspezifischer Top-Level-Domains
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|
|
(27)
Siehe zum Beispiel
Alex Pilosov, Toni Kapela, Stealing
The Internet. An Internet-Scale Man In The Middle Attack, 10.08.2008
(28)
Routingtabelle
(29)
Routing;
Übertragung im Netz - Routing, netplanet o.D.;
3 IP-Adressierungs- und Verteilungs-Techniken, Leseprobe bei Markt +
Technik o.D.
(30)
Sehr zu empfehlen:
Stefan Dierichs, Norbert Pohlmann,
Internet Deutschland
- Struktur und Aufbau, 13.11.2005
(31)
Der Nummernblock 91.0.0.0 bis 91.255.255.255 ist zum Beispiel der DTAG
zugeordnet:
Datenbank der
RIPE NCC,
Who is (91.15.).
(32)
(12)
(33)
(13). Auf Anweisung ihrer Regierung meldete am 24.02.2008 die Pakistan Telecom eine falsche
Erreichbarkeit für YouTube. Die falschen Routingangaben übernahm ein
internationaler Verbindungsnetzbetreiber (
Tier-1), PCCW Global, und verbreitete sie dadurch. YouTube war
darauf weltweit für 1 1/2 Stunden nicht erreichbar. Siehe:
YouTube Hijacking: A RIPE NCC RIS case study, RIPE o.D.;
Pakistan sperrt YouTube, Heise online 25.02.2008;
"Router lügen nicht" - was, wenn doch? Heise online 27.08.2008;
siehe auch
(27).
(34)
(24);
IANA
IPv4 Address Space Registry.
(35)
(24);
Autonomous System (AS) Numbers.
(36)
Top-Level-Domain - TLD
|
(37)
Generische und länderbezogene Top Level Domains, DENIC o.D.
(38)
nicht gesponserte TLD
(39)
gesponserte TLD
(40)
Domainzahlen, 08.07.2010
(41)
(21)
(42)
Eine gute Beschreibung des DNS stammt vom BSI, dem DENIC und von ECO:
DNSSEC. Testbed für Deutschland, 24.04.2009. Chapeau!
(43)
Dazu wird noch immer der Adressraum des ARPA-Netzes als Basis verwendet:
.arpa.
(44)
Root-Nameserver;
Standorte.
(45)
Anycast
(46)
The root zone will be DNSSEC signed in July 2010, root-servers.org
(47)
Sie dienen zum glaubwürdigen Abgleich der gespeicherten Daten. Siehe
auch
Der Nameserverdienst der DENIC, DENIC o.D.
(48)
schnöde Formalitäten, 14.07.2010
(49)
Domain Name System Security Extensions - DNSSEC
(50)
Kaminsky veröffentlicht letzte Details zur DNS-Schwachstelle, Heise
online 07.08.2008
(51)
DENIC
(52)
Domainzahlen, 08.07.2010
(55)
German Commercial Internet Exchange - DE-CIX
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Cyberfahnder |
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© Dieter Kochheim,
11.03.2018 |