DNSSEC 中基于请求分片的抗量子签名方案
密码学与安全
2022-11-28 v1
摘要
域名系统安全扩展（DNSSEC）利用数字签名对 DNS 响应进行认证。DNS 主要基于 UDP 运行，这带来若干限制：尤为突出的是，数据包长度应不超过 1232 字节以避免传输问题。较大的 DNS 响应要么需要被分片为多个 UDP 响应，要么需通过 TCP 重发请求，而在当今 DNS 生态中这两种方式均不够可靠。尽管 RSA 或椭圆曲线数字签名即便对于同时含有公钥与签名的 DNSSEC 包也足够小而不致引发此问题，但在考虑抗量子方案更大的尺寸时该问题无可避免。我们提出 ARRF，一种在应用层（而非传输层）进行的、基于请求的 DNS 资源记录分片方法，即初始响应包含截断片段，随后请求者发送后续请求获取剩余片段。采用基于请求的分片避免了若干先前提出（且被拒绝）的应用层 DNS 分片技术所存在的问题。我们实现了该方法，并在模拟网络中针对 NIST 选定标准化的三种抗量子数字签名方案（Falcon、Dilithium 和 SPHINCS+，均处于 128 位安全级别）评估了其性能。实验表明，对于所有被测抗量子算法，我们的基于请求的分片方法相较带 TCP 回退的标准 UDP DNS 显著降低了解析时间，且在 Falcon 与 Dilithium 情形下传输数据更少。此外，我们的基于请求的分片设计较易实现：我们的实现实则是一个小型守护进程，可置于 DNS 域名服务器或解析器之前透明地完成分片与重组。
引用
@article{arxiv.2211.14196,
title = {Post-Quantum Signatures in DNSSEC via Request-Based Fragmentation},
author = {Jason Goertzen and Douglas Stebila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.14196},
year = {2022}
}