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区块链在域名系统安全中的应用进展综述

计算机工程与应用 2024年

作者：姬婕岳鹏飞李雷孝杜金泽林浩高昊昱内蒙古工业大学数据科学与应用学院内蒙古自治区基于大数据的软件服务工程技术研究中心天津理工大学计算机科学与工程学院海南大学网络空间安全学院

域名系统（Domain Name System， DNS）作为互联网的核心架构之一，面临可信度不足、安全保护薄弱等问题，而区块链通过多点同步、共享、复制数据提供了一种多中心或去中心，以及难以篡改的数据存储机制，已经成为提高DNS可信度和安全... 详细信息

域名系统（Domain Name System， DNS）作为互联网的核心架构之一，面临可信度不足、安全保护薄弱等问题，而区块链通过多点同步、共享、复制数据提供了一种多中心或去中心，以及难以篡改的数据存储机制，已经成为提高DNS可信度和安全性的重要解决方案。然而，当前缺乏对区块链DNS相关文献的全面调研，亟需对相关研究进行综述，以推动区块链在DNS这一互联网的核心架构中的应用，进而提升互联网架构整体安全性。首先从协议和架构两个角度分析DNS现存的主要安全问题，将DNS威胁划分为重定向流量攻击和拒绝服务攻击；然后分析了主流防护措施的局限性，梳理了区块链在DNS中的相关研究，概述系统工作流程，从系统复杂度和安全性方面评价了当前方案；最后提出构建成熟可靠的区块链DNS需要解决的几个关键问题并给出未来研究方向。

关键词：域名系统区块链分布式拒绝服务攻击缓存中毒网络空间安全

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基于域名系统知识图谱的CDN域名识别技术

计算机工程与应用 2022年第6期58卷 149-156页

作者：闫志豪刘京菊郭徽郭兵阳国防科技大学电子对抗学院合肥230037 网络空间安全态势感知与评估安徽省重点实验室合肥230037

内容分发网络(content delivery network,CDN)是互联网上的重要基础设施,目前识别CDN域名的方法主要利用域名字符特征、HTTP关键字和DNS记录等,识别范围有限。针对大规模识别CDN域名的问题,提出了基于域名系统知识图谱的CDN域名识别技... 详细信息

内容分发网络(content delivery network,CDN)是互联网上的重要基础设施,目前识别CDN域名的方法主要利用域名字符特征、HTTP关键字和DNS记录等,识别范围有限。针对大规模识别CDN域名的问题,提出了基于域名系统知识图谱的CDN域名识别技术。根据域名系统的特征进行本体建模、数据获取、知识图谱构建,通过分析域名系统相关数据获取CDN服务特征。将CDN域名作为知识图谱域名节点的属性,定义推理规则,通过知识图谱内包含的实体、关系和属性进行关联分析,识别CDN域名。基于该方法对Alexa排名前100万域名及其部分子域名进行建模识别,构建了超百万节点和关系的域名系统知识图谱。实验结果表明,该方法在不通过手工识别构建样本集的情况下可以达到88%的分类精度和86%的F1指数。

关键词：域名系统知识图谱本体构建 CDN识别知识推理

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域名系统根区监测与应急处置技术研究

域名系统根区监测与应急处置技术研究

作者：宫宛莹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

域名系统作为互联网中重要的基础设施,对互联网正常运行有着至关重要的作用。根区作为一切域名解析活动的根本依据,是域名系统中最为重要的数据。当前的域名系统缺少对根区变更安全的监测机制,存在根区被恶意改写的风险。此外,域名系统... 详细信息

域名系统作为互联网中重要的基础设施,对互联网正常运行有着至关重要的作用。根区作为一切域名解析活动的根本依据,是域名系统中最为重要的数据。当前的域名系统缺少对根区变更安全的监测机制,存在根区被恶意改写的风险。此外,域名系统还缺少应急处理机制,当出现域名数据被恶意改写的情况时无法对受害域名进行及时保护。为解决以上问题,本文研究了域名系统根区监测技术和应急处置技术。本文研究域名系统根区监测技术,针对根区篡改风险,以实现低误报率下根区篡改的全面检测为目标,提出了一种基于根区变更模式的根区监测方法。该方法通过采集多源根区作为监测基础,以根区变更行为为主要依据,建立了基于规则的根区变更模型,对根区变更进行安全监测。根区变更模型所使用的规则包含顶级域消失规则、顶级域权威服务器名称改变规则、顶级域权威服务器IP地址改变规则,较为全面地覆盖了根区中顶级域域名数据篡改的可能情况,经历史数据验证该模型能够保证足够低的误报率。本文研究应急处置技术,针对不可信场景下的域名解析问题,以实现高并发环境下的递归侧域名保全为目标,提出了递归侧应急处置方案。该方案包含三种应急处置方法:基于应答劫持的域名保全方法、基于缓存重载的域名保全方法和基于查询策略配置的域名保全方法。基于应答劫持的域名保全方法通过拦截真实应答并使用正确域名数据构造伪应答包的方式实现域名保全;基于缓存重载的域名保全方法通过将正确的域名数据载入缓存以绕过原域名解析流程实现域名保全;基于查询策略配置的域名保全技术旨在为域名系统软件增加应急处置功能。基于以上技术,构建了根区监测与应急处置系统,包含两个子系统:根区监测子系统和应急处置子系统。实验表明,根区监测子系统实现了渐进式的根区篡改监测,在保证10次内渐进式的根区篡改防范能力下一个顶级域的篡改误报率约为0.02%。应急处置子系统实现了高并发环境下的递归侧域名保全。基于应答劫持的递归侧域名保全方法至少能够支持10万QPS的任意域名保全,基于缓存重载的递归侧域名保全方法可提供高并发环境下千万级别数量的特定域名保全,两种方法均能提升原域名解析速度,且能够满足大多数用户的需求。

关键词：域名系统根区监测应急处置域名保全

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域名系统安全研究综述

通信学报 2007年第9期28卷 91-103页

作者：王垚胡铭曾李斌闫伯儒哈尔滨工业大学计算机网络与信息安全研究中心

作为互联网关键基础设施的域名系统(DNS)其安全性正面临严峻考验。协议设计脆弱性导致数据信息真实性和完整性得不到保证;配置故障普遍存在,系统冗余性降低,单点失效问题严重;系统规模不断扩大导致管理难度急剧增加。从协议脆弱性、实... 详细信息

作为互联网关键基础设施的域名系统(DNS)其安全性正面临严峻考验。协议设计脆弱性导致数据信息真实性和完整性得不到保证;配置故障普遍存在,系统冗余性降低,单点失效问题严重;系统规模不断扩大导致管理难度急剧增加。从协议脆弱性、实现脆弱性和操作脆弱性3个方面对域名系统面临的威胁进行分类,综述了针对这些安全威胁的改进方案和研究成果,并论述了进一步研究中需要解决的关键问题。

关键词：域名系统互联网基础设施网络安全

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基于区块链的IPv6域名系统研究与实现

基于区块链的IPv6域名系统研究与实现

作者：潘登湖北大学

学位级别：硕士

域名系统负责将域名映射为机器可读的IP地址,其服务架构是一种层次树状结构,具有高度中心化的特点。这种中心化的结构导致域名解析服务高度依赖于中心域名服务器,这容易出现单点故障和数据安全的风险,严重影响域名系统的正常服务。因此... 详细信息

域名系统负责将域名映射为机器可读的IP地址,其服务架构是一种层次树状结构,具有高度中心化的特点。这种中心化的结构导致域名解析服务高度依赖于中心域名服务器,这容易出现单点故障和数据安全的风险,严重影响域名系统的正常服务。因此,迫切需要新的解决方案,来提高域名系统的可靠性和安全性。区块链是一种分布式数据库技术,拥有去中心化、安全和难以篡改的特性。本文深入研究区块链共识机制,并将其在IPv6环境下与域名系统相结合,构建一个基于区块链的IPv6域名系统,保证域名系统的安全性和可靠性。本文的具体研究如下:(1)区块链共识机制方面,针对工作量证明的共识机制存在大量的算力和资源消耗,以及节点之间由于算力差异导致的打包记账权分配不平衡的问题,提出一种基于贡献值和信誉度证明的区块链共识机制(PoCaC)。该共识机制提出贡献值和信誉度的概念,并结合计算时间用于确定打包记账权的分配优先级,并设计奖惩机制来确保系统的公平性。从出块时间、共识时延和吞吐量等方面进行验证测试,实验结果表明,PoCaC共识机制的记账权次数的方差为5.67,与Po W共识机制相比共识时间减少了90%,数据吞吐量提高了10倍,证明了该共识机制具有可行性和有效性。(2)结合PoCaC共识机制,使用区块链技术设计并实现了一个IPv6域名系统,解决传统域名系统的严重依赖中心域名服务器的问题。基于区块链的特性,将域名和IP地址等数据存入区块链中,使系统拥有了去中心化、域名数据一致性和存储数据难以篡改的特点。系统由域名解析、域名管理等部分组成,实现了域名系统的基本功能。

关键词：区块链共识机制 IPv6 域名系统

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域名系统技术升级三大趋势

中国信息界 2023年第4期 74-77页

作者：张绍峰互联网域名系统国家地方联合工程研究中心(ZDNS)

DNS是域名系统(Domain Name System)的缩写,相当于互联网的导航系统。DNS系统作为应用访问的“入口”,链接着终端和应用两端。随着信息技术和网络技术的飞速发展,互联网基础设施层和应用层技术持续演进,DNS的两端已经发生了极大的变化... 详细信息

DNS是域名系统(Domain Name System)的缩写,相当于互联网的导航系统。DNS系统作为应用访问的“入口”,链接着终端和应用两端。随着信息技术和网络技术的飞速发展,互联网基础设施层和应用层技术持续演进,DNS的两端已经发生了极大的变化。一方面,终端的数量正在快速增长,终端的类型日益丰富.

关键词：域名系统 DNS 互联网基础设施技术升级导航系统持续演进

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域名系统风险分析及安全防护架构

广东通信技术 2023年第8期43卷 42-45页

作者：刘志军戴高远田葆黄新友陈伟毅崔朝敏卢晓霞中国电信广东公司云网发展部(科技创新办公室) 中国电信股份有限公司广东分公司

随着互联网的发展,作为网络空间重要基础设施之一的域名系统显得尤为重要。展示了当前国内域名的分类分布情况,展示了域名系统面临的致盲式和消失式等风险,在运营商角度,梳理网络运维中的域名系统管理和容灾方案,创新提出了“三库一平... 详细信息

随着互联网的发展,作为网络空间重要基础设施之一的域名系统显得尤为重要。展示了当前国内域名的分类分布情况,展示了域名系统面临的致盲式和消失式等风险,在运营商角度,梳理网络运维中的域名系统管理和容灾方案,创新提出了“三库一平台”域名容灾保护架构,为域名数据提供完善的保护机制。

关键词：域名系统风险容灾保护

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一种新的用于网络病毒监测定位的域名系统

计算机工程 2005年第7期31卷 56-58页

作者：李旲仇贲曹轶群焦健山秀明任勇清华大学电子工程系北京100084

针对网络环境下对被病毒感染网络节点准确定位的需要,构造了用于网络病毒监测定位的域名系统。病毒侵害主要影响文件系统,病毒驻存的主要载体为本地硬盘,因而将硬盘作为病毒监测网络的识别节点,并以主机的硬盘序列号作为网络终端节点的... 详细信息

针对网络环境下对被病毒感染网络节点准确定位的需要,构造了用于网络病毒监测定位的域名系统。病毒侵害主要影响文件系统,病毒驻存的主要载体为本地硬盘,因而将硬盘作为病毒监测网络的识别节点,并以主机的硬盘序列号作为网络终端节点的标识,应用DNS服务器的成熟技术和分布结构,实现节点硬盘序列号与IP地址的双向映射,并进行动态数据维护,达到了对网络节点的准确辨识和定位。为网络上病毒感染节点的定位和查找,以及对病毒散布源头的追寻创造了条件。

关键词：病毒域名系统定位名字系统

域名系统、网络主权与互联网治理历史反思及其当代启示

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中外法学 2016年第2期28卷 518-535页

作者：刘晗清华大学法学院

全球互联网治理的制度框架取决于人们对于互联网的基本观念,其核心问题是主权概念是否适用于网络空间。从互联网诞生以来,两种观念一直相互对立:一种认为互联网是不受主权管治的独立空间;另一种认为互联网治理仍从属于主权。前者是一直... 详细信息

全球互联网治理的制度框架取决于人们对于互联网的基本观念,其核心问题是主权概念是否适用于网络空间。从互联网诞生以来,两种观念一直相互对立:一种认为互联网是不受主权管治的独立空间;另一种认为互联网治理仍从属于主权。前者是一直在国际社会流行的观念。对根域名治理史的梳理显示,主权国家一直未离开互联网,因为单一主权国家一直实际控制根域名治理权,且采取了以特定公司为授权主体进行治理的私有化模式。在此模式于近年来受到国际上的质疑后,根域名控制权争夺已进入传统国际法和国际政治范围内。未来互联网治理取决于两种互联网观念的相互调合,在于平衡个人信息自由和公共安全秩序。

关键词：互联网主权域名系统互联网治理网络法治