脆弱的DNS

小罗

内地互联网根域现重大故障大量网站无法打开

2014年1月21日，对中国网络来说是不平静的一天。继上午腾讯16项服务出现故障后，下午众多网站也出现无法访问的现象。多家DNS服务商透露，全国所有通用顶级域的根出现异常，导致部分国内网民无法访问.com域名网站。

下午15:10左右，部分地区网友称百度、虎嗅、易迅、京东、优酷等众多网站无法访问。辽宁大连网通用户表示打不开朋友网和部分视频网站，稍微复杂网站也不行；厦门电信网友反映，百度，京东，知乎全都打不开。

据分析，网站无法访问的原因是网站域名解析错误。DNSPOD创始人吴洪声表示，此次情况严重，国内三分之二DNS处于瘫痪状态，很多网站被解析到65.49.2.178这一IP地址，用户无法访问。

安全专家认为，大量中国知名IT公司的域名被解析到美国某公司，极可能是人为的黑客攻击行为。

不过，此次故障未对国家顶级域名.CN造成影响，所有运行服务正常。一位DNS技术专家表示，这次的问题仅出现在中国，说明全球根服务器并未出现问题。

截至当天18点左右，国内访问根服务器恢复正常。但据@DNSPod介绍，后续可能还会存在返回错误IP地址的问题，因为各地有缓存，所以部分地区可能会持续12小时。

脆弱的DNS没救！

DNS已经成为互联网安全链条上最薄弱的环节

域名系统（Domain Name System，简称DNS）是整个互联网服务的底层基础之一。这一服务将人们访问的互联网域名转换为IP地址，相当于网络访问的指路牌。

举例来说，ifeng.com是一个域名地址，方便人们记忆与输入。但其实每个域名都必须要与一个服务器的IP地址相对应，才能被网络正确识别和访问到，如210.51.19.61。

域名系统就负责将好记的域名地址转换为真实的IP地址，这一转换的过程，有一个术语叫做“域名解析”。

域名系统由DNS服务器来运行，DNS服务器是一个树状的分布式的大型网络。其中最顶级的服务器叫做根服务器（Root Server），存储了全球所有通用域名的信息。在根服务器之下，有大量的一层一层的次级服务器，面向用户提供服务。

脆弱的DNS没救！

一般的用户安装好网络之后，会使用宽带运营商提供的本地DNS服务器。这是离用户最近的DNS服务器，位于整个DNS网络的最末端。

DNS服务器采用缓存机制，当用户在本地DNS服务器找到域名解析结果的时候，就直接返回IP地址。如果找不到，则最近的服务器将依次向上查询，查询更上层的服务器，层层循环，一直查询到最高等级的根服务器。同时，查询到后，本地服务器就会缓存下来，其它用户再次访问该域名时，可以直接在本地服务器拿到结果，不用再次层层查询。

这一域名网络具有严格的等级制度，底层服务器严格遵循上层服务器的更新结果。这一层层向上查询并缓存的机制，保证了整个域名系统的高效。但也为安全带来了隐患：即一旦上层的DNS服务器受到攻击时，所有底层的服务器都将受到牵连，从而导致大规模的网络瘫痪。

以1月21日的这次DNS故障为例，位于中国的高级别的域名服务器出现故障，导致中国大部分的域名服务器解析出现错误，从而导致了接近2/3的中国互联网瘫痪。

小罗

据金山毒霸网络专家的数据，近年来中国大规模的网络瘫痪事故有五起。包括2006年台湾地震震断海底光缆事故、2009年暴风DNS受攻击导致大范围断网、2010年百度域名被劫持事件、2011年中国电信宽带维修导致大规模网络故障、以及昨日2014年DNS域名根服务器故障。

从近年来的五起网络瘫痪大事故看来，除了不可抗力的地震和维修导致物理故障之外，其余的三起事故都是由DNS系统引起的。

事实上，作为互联网最基础的服务之一，随着互联网应用的不断发展，互联网安全链条上最薄弱的环节就是DNS域名系统了。

脆弱的DNS不会大修将继续脆弱

跟互联网最底层的通信协议TCP/IP技术一样，DNS系统是互联网诞生的基石，历史悠久。DNS最早于1983年由保罗·莫卡派乔斯（Paul Mockapetris）发明；原始的技术规范在882号因特网标准草案中发布。1987年发布的第1034和1035号草案修正了DNS技术规范。在此之后对因特网标准草案的修改基本上没有涉及到DNS技术规范部分的改动。

也就是说，2014年已经突飞猛进的互联网，跟1987年的互联网使用的是一样的DNS标准！

上述提到的域名系统中最高等级的根服务器，全世界一共只有13台，这13台中的10台设置在美国，另外各有一台设置于英国、瑞典和日本。所有根服务器均由美国政府授权的互联网域名与号码分配机构ICANN统一管理。

毫不夸张的说，只要黑掉这13台服务器，就可以瘫痪整个地球的民用互联网。著名黑客组织匿名者（Anonymous）在2012年就曾对外宣称，将攻击13个DNS根服务器，已达到让全球互联网瘫痪的目的。

当然，根服务器采用了最高级别的安全保护，不是那么容易攻陷的。同时，这13台服务器，不是普通意义上的“一台”的概念，每台服务器都有多组备份，以随时保障运行正常。13台根服务器其实是13组服务器集群。

这种顶级树状的域名架构体系，除了要应对来自黑客攻击的影响之外，还会受到来自政治、战争等社会因素的影响。2004年4月，利比亚国家域名“ly”域名瘫痪，导致利比亚从互联网上消失了3天，随后据报道，原因是有两人对顶级域名管理权问题发生分歧而导致。在阿富汗的塔利班政权统治时期，ICANN将.af结尾的域名管理权授予了前流亡政府，后来又于2003年转交给由美国支持的阿富汗过渡政府。在2003年伊拉克战争期间，ICANN以伊拉克局势动荡为由，冻结了其国家代码“.iq”的申请。

域名管理权分歧、战争和政治分歧、黑客攻击，都会导致域名系统问题，从而引发大规模网络故障。DNS系统的脆弱性会因为这些社会因素而继续脆弱下去。

即使抛却政治和社会因素不谈，单独从技术角度去考虑。薄弱的DNS环节能否在未来有所改观？恐怕答案也是否定的。从1987年到现在，作为互联网基石存在的DNS系统，从未大修过，说明其已经成为一个经典的技术路径依赖问题：网络越发达，修改DNS系统的代价就越大。

这一路径依赖的另外一个案例是，美国航天飞机助推器燃料桶的宽度其实是由2000多年前的2匹马的屁股所决定的。航空飞机想要更大的推力，需要更宽的燃料桶，然后想要改版，几乎是不可能的。因为燃料桶的运输需要借助铁路，而铁路的宽度最早是由英国人根据马车的宽度决定的，而马车的宽度最早是由2000多年前的罗马人当时两匹马屁股的宽度决定的。

技术的路径依赖就是这么一个看似可笑，但是真实存在并且影响着现代社会的现象，DNS和互联网也不例外。

也就是说，因为技术的路径依赖和特殊的社会历史原因，对DNS系统的重新设计和大修几乎是不可能的，支撑全球网络的DNS系统不可能完全颠覆重来。

那么，在未来，人们不得不接受这么一个现实，脆弱的DNS依然脆弱，DNS网络大规模故障依然会发生。人们所能做的，就是尽量将发生的频率降低到可以接受的范围；以及建立良好的机制，以便在故障发生时尽快恢复网络，别无他法。

结语

技术路径依赖，无法避免，但人们也不能悲观。在技术不断演进的今天，有历史限制的人们终会找到聪明的方法，减缓历史的影响。无论是探索宇宙，还是解决互联网的DNS安全问题，带着枷锁跳舞，人类依然可以跳的很美。