基于usb key的面向客户端的dns防劫持系统

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1、基于USBkey的面向客户端的DNS防劫持系统　　摘要：DNS作为互联网络的基础服务系统，在保证互联网络的正常运行方面起着不可或缺与的作用，其安全性也影响着互联网的安全与效率。然而，互联网上发生的网络攻击事件日益频繁，DNS系统也遭受到了一系列的劫持攻击。寻找一个行之有效的方法来解决DNS劫持攻击已经到了刻不容缓的地步。本作品旨在应对近年来大规模发生的DNS劫持攻击，以USBKey为平台（用于存储DNS解析数据）开发一种基于客户端的DNS防劫持安全系统。该安全系统和目前已有的面向客户端的安全软件相比，具有针对DNS劫持攻击的响应功能和防护机制，而且

2、基于USBKey的DNS解析能够满足用户对于价格、安全性、效率三方面的要求，性价比较高，拥有良好的市场前景。本作品的创新技术包括面向客户端的DNS防劫持技术、基于“判决机制”的DNS解析技术、基于USBkey的DNS解析数据的安全存储及处理技术。针对现在被普遍的关注的DNS安全问题，我们将这些创新技术和安全方案内化到一个面向客户端的DNS安全解析系统之中。　　关键词：DNS防劫持；USB-Key；互联网　　中图分类号：P393.4文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）15-0037-03　　1概述8　　随着域名系统飞速发展，域名的注

3、册规模急剧扩大，其管理难度急剧增加。由于DNS协议在设计之初没有考虑太多的安全因素，DNS上的各类数据没有加密保护和认证预防，DNS系统在实现上具有脆弱性，再加上人为攻击和破坏，DNS面临非常严重的安全威胁。常见的安全问题包括域名与IP地址之间的映射关系被修改，客户主机遭受欺骗攻击、面临拒绝服务，DNS服务器缓存中毒、区域信息泄漏等。　　作为Internet上的关键基础服务，DNS一旦出错，将影响互联网大部分业务的正常运行。所以，DNS的安全问题越来越受到关注，对DNS系统安全的分析和研究就显得尤为重要。　　2相关研究和技术　　当前国内外对于DNS

4、防劫持技术的研究主要基于DNS服务端，其中包括针对协议设计进行的改进、DNS服务端的流量检测、DNS管理和维护等几个方面。而在客户端进行的防护主要体现在对DNS服务器合法性的判断和自动配置方面。　　针对协议设计的脆弱性方面。1997年，IETF成立了工作组专门研究DNSSEC安全扩展协议（DNSSecurityExtensions），并推出了一系列的RFC标准，从概念、协议设计、报文格式、加密算法及密钥管理等方面完善了原有DNS体系的不足之处，从而形成一整套的DNSSEC解决方案。DNSSEC虽然极大增强了DNS的安全性，但一直没有大规模的部署。　

5、　DNS流量检测方面，甄别出异常的DNS流量，发现可能的DNS攻击，以检测DNS系统的实现漏洞和配置漏洞为目的，可以形成目标DNS系统的安全检测报告。该检测模块通过远程检测目标服务器的整体状况，协议支持情况，配置漏洞和软件实现漏洞，准确地发现目标服务器的安全问题。但是，通过服务器进程利用率和DNS8数据率来甄别异常流量，在实际运行中是并不充分的，另外基于服务端的DNS安全检测系统还是具有一定的局限性。　　除此之外，针对服务端进行的安全策略还包括DNS管理和维护方面以及加强网络安全传输方面。　　在DNS客户端方面，我们横向比较了国内现有的六款安全软件

6、，它们的功能最多就是自动优选DNS服务器、自动修改本地DNS设置、辅助修改路由器密码等功能。它们并没有涉及过多的应对DNS劫持的功能，这在真正应对攻击时有很大的局限性。因此，基于安全考虑，我们需要更加深入地改善本地的DNS防护机制，并且在此基础上，最大程度的优化和改进用户的安全上网速率。　　因此，本项目提出的基于USBKey的DNS本地防劫持系统从多线程的DNS后台重构解析请求和基于Winpcap的DNS解析结果分析出发（下文中即称DNS安全解析器），创新性地引入多DNS解析返回结果“判决”机制和基于USBkey的解析数据安全存储与处理机制，开启了

7、一条防止DNS劫持的新思路。　　3总体结构　　本系统实现的基于USBkey的DNS本地防劫持系统包括硬件和配套软件两部分。其中，硬件利用了国产的USBkey进行设计，软件在windows内核下实现。安全系统的体系结构框图如下：　　面向客户端的DNS安全解析系统是在整个DNS通信的过程中为用户提供服务的，其中涉及对hosts文件的操作，对USB8key的操作以及对DNS服务器的访问。而本研究项目的创新点及特色正是体现在这些过程之中，所以应该具有一套完备的DNS解析技术体系结构。体系结构中应包含DNS安全解析器，存储和处理关键数据的USBkey系统，基

8、于“判决机制”的DNS解析等主要的功能模块。通过这些功能模块来完成实现面向客户端的DNS安全系统的具体功能实现。　　4关键