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IPV4 DNS 未加密：现状、风险与应对策略

在当今数字化时代,互联网的稳定运行离不开域名系统（DNS）的支持，IPv4 作为广泛使用的网络协议版本，其 DNS 解析过程在很多情况下处于未加密状态，这带来了一系列值得关注的问题，从网络安全到用户隐私，都深受其影响。

IPv4 DNS 未加密的现状

（一）传统架构下的普遍现象

在早期的互联网发展中,IPv4 网络占据主导地位，DNS 查询多以明文形式在网络中传输，当用户在浏览器中输入一个域名时，如示例所示，本地 DNS 服务器会向上级 DNS 服务器发起查询请求，这个请求包含用户想要访问的域名信息，且以未加密的数据包在网络中穿梭，各级 DNS 服务器之间同样如此，大量的 DNS 流量都是毫无保护地暴露在网络环境中。

（二）未加密查询的占比

据相关网络监测数据显示,在 IPv4 网络中，超过[X]%的 DNS 查询未进行加密处理，这意味着海量的域名解析请求信息在网络中“裸奔”，无论是个人用户的日常上网，还是企业的关键业务系统访问，都大量依赖这种未加密的 DNS 解析机制。

IPv4 DNS 未加密的风险

（一）中间人攻击风险

1. 原理 由于 DNS 查询未加密，黑客可以通过网络嗅探工具轻易截获 DNS 查询请求和响应数据包，一旦截获，黑客能够篡改其中的域名指向，将用户引导至恶意网站，当用户试图访问正规的银行官网时，黑客篡改 DNS 响应，使用户被重定向到仿冒的银行钓鱼网站，从而窃取用户的账号密码等敏感信息。
2. 案例分析 曾经发生过多起知名的网络安全事件，黑客利用未加密的 DNS 进行中间人攻击，在某大型电商购物季期间，部分消费者的 DNS 查询被劫持，原本指向正规电商平台的域名被临时篡改为恶意山寨站点，导致消费者在该虚假站点上输入了个人支付信息，造成重大财产损失。

（二）隐私泄露问题

1. 个人信息暴露 DNS 查询包含了用户访问的网站域名信息，这些信息能够反映用户的上网习惯、兴趣爱好以及经常访问的服务类型，在未加密状态下，网络服务提供商、第三方广告商甚至恶意攻击者都可以收集这些数据，通过分析一段时间内用户频繁查询的游戏类域名，广告商可以精准地向该用户推送游戏相关的广告，而恶意攻击者则可能利用这些信息进一步对用户进行针对性的网络钓鱼或诈骗。
2. 企业机密泄露风险 对于企业而言，内部员工访问外部业务相关域名的信息如果被泄露，竞争对手或恶意势力可以借此洞察企业的业务方向、合作伙伴等信息，比如一家科技企业在研发新产品期间，员工频繁查询与新产品技术相关的特定域名，若这些 DNS 查询信息被泄露，可能会让竞争对手提前知晓企业的研发动态，失去竞争优势。

（三）DNS 缓存投毒攻击

1. 攻击方式 黑客可以通过向 DNS 服务器发送伪造的响应数据包，篡改 DNS 服务器的缓存记录，在 IPv4 未加密的环境下，这种攻击更容易实施，因为缺乏加密验证机制，DNS 服务器难以辨别响应数据包的真伪，从而将虚假的域名解析结果存入缓存，当其他用户再次查询该域名时，就会得到错误的解析地址，被导向恶意网站。
2. 危害范围 一旦 DNS 缓存被投毒，受影响的不仅仅是单个用户，而是所有依赖该 DNS 服务器进行域名解析的用户群体，例如在一个局域网环境中，如企业内部网络或校园网，如果主 DNS 服务器的缓存被投毒，整个网络内的终端设备在访问特定域名时都会受到误导，可能导致大规模的网络安全事件爆发。

应对 IPv4 DNS 未加密的策略

（一）部署 DNS over HTTPS（DoH）

1. 工作原理 DNS over HTTPS 是将 DNS 查询请求通过 HTTPS 协议进行加密传输，它利用现有的 HTTPS 加密通道，将域名查询请求封装在 HTTPS 请求中，发送到支持 DoH 的 DNS 服务器，这样，无论是在用户终端到 DoH 服务器之间的传输，还是 DoH 服务器之间的查询交互，数据都是加密的，有效防止了中间人攻击和隐私泄露。
2. 实施步骤
   • 需要有支持 DoH 的客户端设备，如今主流的浏览器如谷歌 Chrome、火狐 Firefox 等都已经内置了对 DoH 的支持功能，用户只需在浏览器设置中开启相应的选项，并选择合适的 DoH 服务器（可以是公共的如 Google 的 DoH 服务器，也可以是企业自行部署的私有 DoH 服务器）。
   • 对于一些不支持 DoH 的应用程序，可以通过安装专门的 DoH 代理软件来实现，将其配置为应用程序的 DNS 解析出口，使得应用程序的 DNS 查询也能走加密通道。

（二）采用 DNS over TLS（DoT）

1. 工作机制 DNS over TLS 则是基于 TLS（传输层安全协议）对 DNS 流量进行加密，它通过在 DNS 客户端和服务器之间建立 TLS 加密连接，确保 DNS 查询和响应数据在传输过程中的保密性、完整性和真实性，与 DoH 类似，DoT 能够防止数据被篡改和窃取，适用于各种需要远程 DNS 解析的场景。
2. 部署要点
   • 在网络设备层面,如路由器等，如果支持 DoT 功能，可以在路由器的管理界面中配置 DoT 服务器的地址和相关参数，这样整个家庭网络或小型办公网络内的设备都能受益于加密的 DNS 解析。
   • 对于企业和组织,可以搭建自己的 DoT 服务器集群，通过负载均衡等技术手段，保障大规模设备同时进行加密 DNS 查询时的性能和稳定性，同时加强对内部网络与外部 DNS 交互的安全管控。

（三）加强网络安全意识教育与培训

1. 针对普通用户 普通用户是互联网的主要使用者，但很多用户对 DNS 安全概念知之甚少，通过开展网络安全知识普及活动、在操作系统和应用程序中提供通俗易懂的 DNS 安全提示等方式，让用户了解 IPv4 DNS 未加密的风险以及如何开启加密解析功能（如在浏览器中设置 DoH 或 DoT），操作系统厂商可以在系统更新提示中加入关于启用加密 DNS 的引导步骤说明，帮助用户轻松提升自身网络安全防护等级。
2. 面向企业员工 企业员工由于工作需要，经常访问各类内部和外部业务系统，其对 DNS 安全的操作直接影响企业网络安全，企业应定期组织网络安全培训，重点讲解 DNS 安全知识，包括如何识别异常的 DNS 查询行为、避免使用不安全的公共 WiFi 进行敏感业务操作（因为公共 WiFi 下 DNS 未加密风险更高）等内容，制定企业内部的网络安全规章制度，规范员工在日常工作中使用网络和进行 DNS 相关操作的行为。

相关问题与解答

IPv4 DNS 未加密情况下，除了文中提到的中间人攻击、隐私泄露和缓存投毒攻击外，还有哪些潜在风险？

答：在 IPv4 DNS 未加密时，还可能存在拒绝服务攻击（DoS）的风险，黑客可以通过向 DNS 服务器发送海量的伪造查询请求，耗尽服务器的资源，使其无法正常为合法用户提供域名解析服务，导致网络瘫痪，由于缺乏加密验证，恶意攻击者还可能进行域名劫持的持续性攻击，长期篡改特定域名的解析结果，不仅用于诈骗，还可能破坏企业的品牌形象和正常运营秩序，扰乱整个互联网的域名解析体系的稳定性。

部署 DNS over HTTPS（DoH）和 DNS over TLS（DoT）后，是否就完全解决了 IPv4 DNS 安全问题？

答：虽然部署 DoH 和 DoT 能极大提升 IPv4 DNS 的安全性，但不能完全绝对地解决所有安全问题，如果 DoH 或 DoT 服务器本身存在安全漏洞，例如服务器软件被黑客攻陷，那么依然可能导致用户数据泄露或被篡改，在一些复杂的网络环境中，如跨国网络访问时，可能会受到不同国家网络监管政策的影响，导致 DoH 或 DoT 服务受限或出现异常情况，部分老旧的网络设备可能不支持这两种加密方式，仍需综合考虑过渡方案来保障整体网络的 DNS 安全。

IPv4 DNS 未加密问题在当前互联网环境下不容忽视，了解其现状、风险并采取有效的应对策略，对于保障网络安全和用户隐私至关重要，随着技术的不断发展和安全意识的提升，逐步实现 IPv4 DNS 的全面加密是未来网络