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HTTPS RR und SVCB: Moderne DNS-Records für schnellere und sicherere Verbindungen

HTTPS RR und SVCB DNS-Records – schnellere Verbindungen mit HTTP/3, QUIC und DNSSEC

Wenn ein Browser eine HTTPS-Verbindung aufbaut, braucht er normalerweise mehrere DNS-Lookups und Round-Trips, bevor er überhaupt weiß, welche Protokolle der Server unterstützt. Erst A/AAAA-Record abfragen, dann TCP-Verbindung, dann TLS-Handshake, dann Alt-Svc-Header parsen für HTTP/3. Das ist ineffizient und seit November 2023 gibt es mit RFC 9460 eine saubere Lösung dafür: den HTTPS Resource Record.

Die großen Browser Hersteller unterstützen das ebenfalls schon, eigentlich mehr aus Eigeninteresse, denn viele Vorschläge kommen sogar direkt von ihnen. Oh, natürlich sollte die jeweilige Zone auch per DNSSec geschützt sein, denn wir wollen uns hier ja auf´s DNS verlassen können. Richtig?! Wenn ihr also noch kein DNSsec für eure Domain aktiviert habt (warum nicht?) dann bitte jetzt, wir haben bald 2026!

Ich habe das jetzt auf meiner DNS-Infrastruktur (BIND 9.20, FreeBSD, Master-Slave-Setup) für alle relevanten Dienste ausgerollt und dabei auch gleich SVCB-Records für die DNS-Server selbst gesetzt. Hier die Details.

Was ist der HTTPS RR?

Der HTTPS Resource Record (Typ 65) ist in RFC 9460 definiert („Service Binding and Parameter Specification via the DNS“, November 2023). Die Idee ist simpel: ein einziger DNS-Lookup liefert dem Client alles, was er für den Verbindungsaufbau braucht. IP-Adressen, unterstützte Protokolle wie HTTP/2 oder HTTP/3, Ports, und perspektivisch auch die ECH-Konfiguration für verschlüsselten SNI.

Ohne HTTPS RR sieht der Ablauf so aus: Der Client fragt A und AAAA ab, baut eine TCP-Verbindung auf, macht den TLS-Handshake, und erfährt erst aus dem Alt-Svc-Header oder durch ALPN im TLS, dass der Server auch HTTP/3 kann. Beim nächsten Request kann er dann QUIC probieren. Das sind mindestens zwei Verbindungsversuche, bis er auf dem optimalen Protokoll landet.

Mit HTTPS RR weiß der Client schon nach dem DNS-Lookup: „Dieser Server spricht h3 und h2, ist unter diesen IPs erreichbar, und hier ist die ECH-Config.“ Er kann direkt mit QUIC/HTTP/3 starten, ohne vorher TCP probiert zu haben.

Die SvcParams im Detail

Ein HTTPS RR besteht aus einer Priorität (SvcPriority), einem Zielnamen (TargetName) und einer Reihe von Service Parameters (SvcParams). Hier ein Überblick über alle definierten Parameter:

alpn (Application-Layer Protocol Negotiation): Signalisiert welche Protokolle der Server unterstützt. Typische Werte sind h2 (HTTP/2 über TLS), h3 (HTTP/3 über QUIC) oder dot (DNS over TLS). Der Client weiß damit vor dem Verbindungsaufbau, welche Protokolle zur Verfügung stehen.

ipv4hint / ipv6hint: IP-Adressen als Hint. Der Client kann diese nutzen, statt einen separaten A/AAAA-Lookup zu machen. Das spart einen Round-Trip. Wichtig: das sind Hints, keine autoritativen Antworten. Der Client darf und sollte trotzdem den normalen A/AAAA-Record prüfen.

ech (Encrypted Client Hello): Enthält den öffentlichen Schlüssel und die Parameter für ECH. Damit verschlüsselt der Client den SNI (Server Name Indication) im TLS-Handshake, sodass ein Beobachter auf dem Netzwerkpfad nicht sehen kann, welche Domain angefragt wird. Das ist der größte Privacy-Gewinn, den HTTPS RR bieten kann. Dazu später mehr.

port: Falls der Service auf einem nicht-Standard-Port läuft. Bei normalen Webservern auf 443 nicht nötig.

no-default-alpn: Signalisiert, dass die Standard-ALPNs (die sich aus dem Schema ergeben) nicht gelten. Wird benötigt wenn ein Server z.B. nur h3, aber nicht h2 unterstützt.

mandatory: Listet Parameter auf, die ein Client zwingend verstehen muss, um den Record nutzen zu können. Ein Client, der einen mandatory-Parameter nicht kennt, muss den ganzen Record ignorieren.

SvcPriority: Die Priorität des Records. 0 bedeutet AliasMode (Weiterleitung auf einen anderen Namen, ähnlich CNAME), Werte größer 0 sind ServiceMode. Mehrere Records mit unterschiedlichen Prioritäten ermöglichen Fallback-Ketten.

TargetName: Der Zielserver. Wenn er sich vom abgefragten Namen unterscheidet, leitet der Client die Anfrage an diesen Host weiter. Das ermöglicht Indirektion, ähnlich wie bei SRV-Records.

SVCB: Das generische Pendant

Der SVCB Resource Record (Typ 64) kommt aus demselben RFC 9460, ist aber nicht auf HTTPS beschränkt. HTTPS RR ist technisch gesehen nur eine spezialisierte Variante von SVCB für das HTTPS-Schema. SVCB kann für beliebige Protokolle genutzt werden.

Besonders interessant wird SVCB für die DNS Service Discovery nach RFC 9461 („Service Binding Mapping for DNS Servers“, ebenfalls 2023). Damit kann ein DNS-Server per DNS-Record signalisieren, dass er DoT (DNS over TLS) und DoH (DNS over HTTPS, RFC 8484) unterstützt. Der Record liegt unter dem Prefix _dns. vor dem Servernamen.

Der dohpath-Parameter aus RFC 9461 teilt dem Client direkt den URI-Pfad zum DoH-Endpoint mit, z.B. /dns-query{?dns}. Damit braucht der Client keine separate Konfiguration mehr, wo der DoH-Endpoint liegt. Zusammen mit RFC 9462 („Discovery of Designated Resolvers“, DDR) kann ein Client damit automatisch erkennen, dass sein Resolver verschlüsselte Protokolle unterstützt, und automatisch upgraden.

Was ich konkret deployt habe

Insgesamt 5 neue Records in zwei Zonen. Für www.kernel-error.de und cloud.kernel-error.com existierten bereits HTTPS RRs.

Zone kernel-error.de:

Apex HTTPS RR für kernel-error.de selbst:

dig HTTPS kernel-error.de +short
1 kernel-error.de. alpn="h3,h2" ipv4hint=148.251.30.200 ipv6hint=2a01:4f8:262:4716::443

HTTPS RR für den DoH-Endpoint dns.kernel-error.de:

dig HTTPS dns.kernel-error.de +short
1 dns.kernel-error.de. alpn="h3,h2" ipv4hint=37.120.183.220 ipv6hint=2a03:4000:38:20e::853

SVCB Records für DNS Service Discovery nach RFC 9461. Zwei Records mit unterschiedlichen Prioritäten, DoH bevorzugt vor DoT:

dig SVCB _dns.dns.kernel-error.de +short
1 dns.kernel-error.de. alpn="h2,dot" dohpath=/dns-query{?dns} port=443
2 dns.kernel-error.de. alpn="dot" port=853

Priorität 1 bietet DoH über HTTP/2 (Port 443), Priorität 2 reines DoT (Port 853). Ein DDR-fähiger Client (RFC 9462) kann damit automatisch erkennen, welche verschlüsselten DNS-Protokolle mein Resolver unterstützt.

Zone kernel-error.com:

Apex HTTPS RR für kernel-error.com (Matrix Federation und Web):

dig HTTPS kernel-error.com +short
1 kernel-error.com. alpn="h3,h2" ipv4hint=148.251.30.204 ipv6hint=2a01:4f8:262:4716::52

HTTPS RR für matrix.kernel-error.com (Synapse Reverse Proxy). Über CNAME-Auflösung deckt dieser Record auch chat.kernel-error.com und admin.kernel-error.com ab:

dig HTTPS matrix.kernel-error.com +short
1 matrix.kernel-error.com. alpn="h3,h2" ipv4hint=148.251.30.204 ipv6hint=2a01:4f8:262:4716::52

CNAME-Interaktion: Ein wichtiges Detail

Laut RFC 9460 können HTTPS RR und CNAME nicht am selben DNS-Namen koexistieren. Das hat direkte Auswirkungen auf mein Setup: chat.kernel-error.com und admin.kernel-error.com sind CNAMEs auf matrix.kernel-error.com. Ein separater HTTPS RR für diese Namen ist also nicht möglich und auch nicht nötig. Der Client folgt dem CNAME und nutzt dann den HTTPS RR des Ziels.

Gleiches gilt für signaling.kernel-error.com, das ein CNAME auf rtc.kernel-error.com ist.

Was bewusst nicht umgesetzt wurde

ECH (Encrypted Client Hello): Wäre der größte Privacy-Gewinn. ECH verschlüsselt den SNI im TLS-Handshake, sodass ein Beobachter nicht sehen kann, welche Domain der Client anfragt. OpenSSL 3.5 hat die API dafür, aber nginx nutzt sie nicht. Selbst in Version 1.29.7 gibt es keine native ECH-Unterstützung. Dafür bräuchte es entweder Patches für nginx oder einen anderen Reverse Proxy. Sobald sich das ändert, kommt der ech-Parameter in die HTTPS RRs.

DoQ (DNS over QUIC, RFC 9250): DoQ ist ein eigenes Protokoll, das DNS direkt über QUIC transportiert, ohne HTTP-Overhead. Das ist nicht dasselbe wie DoH über HTTP/3! BIND 9.20 unterstützt kein DoQ. Dafür müsste man ein separates Frontend wie dnsproxy oder AdGuard DNS davor setzen.

SVCB für SMTP/IMAP: Es gibt IETF-Drafts, die SVCB auf Mail-Protokolle ausweiten wollen (SMTP Submission, IMAPS). Da diese aber noch kein finaler RFC sind und aktuell kein MTA oder Client sie auswertet, habe ich darauf verzichtet. Die bestehenden SRV-Records (_imaps._tcp, _submission._tcp, _submissions._tcp) sind heute das Richtige.

HTTPS RR für turn.kernel-error.com: Der primäre Zweck ist TURN/STUN, nicht Web. Clients bekommen den Server aus der Synapse-Konfiguration, ein HTTPS RR bringt hier keinen Vorteil.

HTTPS RR für rtc.kernel-error.com: Kein HTTP/3 auf diesem Server, da der nginx dort ohne h3-Modul läuft. Ein HTTPS RR mit nur alpn="h2" würde kaum Mehrwert bringen.

Deployment in DNSSEC-signierten Zonen

Beide Zonen sind mit DNSSEC signiert (ECDSAP256SHA256, inline-signing). Der Workflow für Änderungen an signierten Zonen ist immer derselbe:

rndc freeze kernel-error.de
# Zonendatei editieren, Serial hochzählen
named-checkzone kernel-error.de /path/to/zone/file
rndc thaw kernel-error.de

Nach dem thaw signiert BIND die neuen Records automatisch und der Slave (ns1) übernimmt die Änderungen sofort per NOTIFY und AXFR. BIND 9.20 unterstützt HTTPS und SVCB Records nativ, es ist also kein TYPE65-Workaround mit generischer Record-Syntax nötig.

Records prüfen

Wer sich die Records anschauen will:

dig HTTPS kernel-error.de +short
dig HTTPS dns.kernel-error.de +short
dig SVCB _dns.dns.kernel-error.de +short
dig HTTPS kernel-error.com +short
dig HTTPS matrix.kernel-error.com +short

Ausblick

Die offensichtlichste Lücke ist ECH. Sobald nginx native Unterstützung bekommt, wird der ech-Parameter in alle HTTPS RRs eingetragen. Das wäre dann echte SNI-Verschlüsselung für alle Dienste.

SVCB für SMTP und IMAP wäre der nächste logische Schritt, sobald die aktuellen IETF-Drafts zu finalen RFCs werden und MTAs/Clients anfangen, sie auszuwerten. Immer mal wieder setzte ich auch IETF-Drafts in meinem Setup oder Labor Setup um. In diesem speziellen Fall sehe ich darin aber keinen Nutzen. Aus irgendeinem Grund schaffen es solche IT Security Themen bei E-Mails nur sehr selten in eine „schnelle“ Umsetzung. Die Browserhersteller machen da bei HTTPS wohl genug selbst. Viele Ideen kommen ja sogar von diesen.

Und DoQ (RFC 9250) steht auf der Liste, sobald BIND oder ein brauchbarer Proxy es unterstützt. Dann würden die SVCB-Records um alpn="doq" ergänzt. Ich möchte nicht wieder etwas vor meinen DNS stellen. Das wird aber bereits von den großen Browsern unterstützt!

Siehe auch:

Bei Fragen oder Anmerkungen, einfach fragen.

S/MIME-Zertifikat per DNS veröffentlichen – SMIMEA

SMIMEA — S/MIME-Zertifikat per DNS veröffentlichen

Siehe auch: Volksverschlüsselung wird eingestellt, OPENPGPKEY: GPG-Schlüssel direkt im DNS veröffentlichen, Kleiner Nachtrag zum GlobalSign S/MIME Zertifikat…

Mal wieder soweit: Mein aktuelles S/MIME-Zertifikat zum Signieren von E-Mails läuft aus. Also habe ich mir ein neues besorgt. Da GlobalSign keine Class-2-Zertifikate mehr für Privatpersonen anbietet, musste ich die CA wechseln. Durch Zufall bin ich auf SSLplus gestoßen – die haben echt gute Angebote für alle möglichen Zertifikate. Aber darum soll es in diesem Beitrag nicht gehen.

Wie immer will ich mein Zertifikat öffentlich zugänglich machen, sonst müsste jeder erst eine von mir signierte E-Mail erhalten, bevor er mein Zertifikat hat. Erst dann könnten Absender mir verschlüsselte E-Mails schicken.

Dafür gibt es ein experimentelles RFC 8162, das beschreibt, wie sich ein solches Zertifikat in einer DNSSEC-geschützten Zone veröffentlichen lässt. Natürlich gibt es im Internet wieder zig verschiedene Anleitungen und Wege, um das zu realisieren. Aber nichts wirklich Zuverlässiges, was ich finden konnte. Den DNS-Record für meine Bind9-Zone wieder manuell zu erstellen, hatte ich jedenfalls keine Lust.

Also habe ich zwei kleine Python3-Skripte geschrieben:

smimea_generate_record.py

Erstellt einen kopierbaren RR für die DNS-Zone. Kann interaktiv genutzt werden: Fragt nach E-Mail-Adresse und PEM-Zertifikat. Oder direkt mit Parametern aufgerufen werden. Prüft, ob E-Mail-Adresse und Zertifikat zusammenpassen, und gibt den fertigen Record aus.

./smimea_generate_record.py
Enter the email address: kernel-error@kernel-error.com
Enter the path to the PEM certificate: mail.pem
✅ Email 'kernel-error@kernel-error.com' matches the certificate!

🔹 **Generated BIND9 DNS Record:**

70e1c7d87e825b3aba45e2a478025ea0d91d298038436abde5a4c2d0._smimecert.kernel-error.com. 3600 IN SMIMEA 3 0 0 (
   30820714308204FCA003020102021073C13C478DA7B114B871F00737F1B0FB30
   0D06092A864886F70D01010B0500304E310B300906035504061302504C312130
   1F060355040A0C1841737365636F20446174612053797374656D7320532E412E
   [... komplettes Zertifikat in Hex ...]
   7573CA35477D59B98DE4852065F58FB60E0E620D3E2F5CAD
   )

smimea_lookup.py

Fragt den SMIMEA-Record im DNS ab, lädt das Zertifikat herunter und prüft es mit OpenSSL auf Gültigkeit. Funktioniert interaktiv oder mit übergebenen Werten.

./smimea_lookup.py
Enter the email address: kernel-error@kernel-error.com

Querying DNS for SMIMEA record:
  70e1c7d87e825b3aba45e2a478025ea0d91d298038436abde5a4c2d0._smimecert.kernel-error.com

Certificate saved as smimea_cert.der
Certificate successfully retrieved and verified:

Certificate:
    Data:
        Version: 3 (0x2)
        Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
        Issuer: C = PL, O = Asseco Data Systems S.A., CN = Certum SMIME RSA CA
        Validity
            Not Before: Mar 13 13:41:55 2025 GMT
            Not After : Mar 13 13:41:54 2027 GMT
        Subject: SN = van de Meer, GN = Sebastian, CN = Sebastian van de Meer,
                 emailAddress = kernel-error@kernel-error.com
        Subject Public Key Info:
            Public Key Algorithm: rsaEncryption
                Public-Key: (4096 bit)
        X509v3 Extended Key Usage:
            E-mail Protection, TLS Web Client Authentication
        X509v3 Key Usage: critical
            Digital Signature, Non Repudiation, Key Encipherment, Data Encipherment
        X509v3 Subject Alternative Name:
            email:kernel-error@kernel-error.com

Beide Skripte findet ihr auf GitHub, damit ihr sie nutzen oder verbessern könnt.

Warum viele Anleitungen falsch sind

Warum habe ich geschrieben, dass ich nichts Zuverlässiges finden konnte? Nun, oft stoße ich auf Anleitungen, die noch auf TYPE53 basieren. Das ist nötig, wenn Bind9 den eigentlichen RR-Type noch nicht kennt – also ein klares Zeichen dafür, dass es sich um eine sehr frühe Implementierung handelt.

Ein weiteres häufiges Problem: Der Hash des Local-Parts wird einfach weggelassen. Stattdessen erfolgen die Abfragen direkt auf _smimecert., was aber falsch ist. Ohne den SHA256-Hash des Local-Parts gibt es keine eindeutige Zuordnung zur jeweiligen E-Mail-Adresse.

Aufbau des SMIMEA-DNS-Records

Der erste Teil — der SHA256-Hash — sorgt dafür, dass nicht einfach jeder direkt aus der DNS-Zone die E-Mail-Adressen auslesen kann. Statt die E-Mail-Adresse im Klartext zu speichern, wird nur der SHA256-Hash des Local-Parts (also der Teil vor dem @) genutzt. Wer die genaue E-Mail-Adresse kennt, kann den passenden DNS-Eintrag finden — aber jemand, der blind durch die Zone scannt, sieht nur Hashes.

Der _smimecert-Prefix zeigt an, dass es sich um einen SMIMEA-Record handelt, ähnlich wie bei ._tcp. für SRV-Records oder _acme-challenge. für Let’s Encrypt. Und schließlich kommt die Domain, zu der die E-Mail-Adresse gehört.

Manuelle Abfrage mit dig

Möchte man die Abfrage manuell durchführen, muss man zuerst den Local-Part der E-Mail-Adresse mit SHA256 hashen. Laut RFC 8162, Abschnitt 3.1 wird der Hash auf die ersten 28 Bytes (56 Hex-Zeichen) gekürzt, um die DNS-Label-Längenbeschränkung von 63 Zeichen (RFC 1035, Abschnitt 2.3.4) einzuhalten:

echo -n "kernel-error" | sha256sum | awk '{print $1}' | cut -c1-56
70e1c7d87e825b3aba45e2a478025ea0d91d298038436abde5a4c2d0

Anschließend die dig-Abfrage:

dig +dnssec +short 70e1c7d87e825b3aba45e2a478025ea0d91d298038436abde5a4c2d0._smimecert.kernel-error.com. SMIMEA
3 0 0 30820714308204FCA003020102021073C13C478DA7B114B871F00737
F1B0FB300D06092A864886F70D01010B0500304E310B30090603550406
[... Zertifikat in Hex ...]

Was bedeuten die Felder?

  • 3 — Usage: End-Entity-Zertifikat (DANE-EE), also für die tatsächliche E-Mail-Verschlüsselung und Signatur
  • 0 — Selector: Das komplette Zertifikat wird gespeichert (alternativ: 1 für nur den Public Key)
  • 0 — Matching Type: Keine Hash-Funktion, das Zertifikat liegt im Klartext vor (alternativ: 1 für SHA-256, 2 für SHA-512)
  • Hex-Werte — Der eigentliche Zertifikatsinhalt in hexadezimaler Darstellung

Manuelle Prüfung auf der Konsole

Den kompletten DNS-Record abrufen, die SMIMEA-Parameter (3 0 0) entfernen und als Hex-Datei speichern:

dig +short 70e1c7d87e825b3aba45e2a478025ea0d91d298038436abde5a4c2d0._smimecert.kernel-error.com SMIMEA | sed 's/^3 0 0 //' | tr -d '[:space:]' > dns_cert.hex

Hex in eine binäre DER-Datei umwandeln und mit OpenSSL anzeigen:

# Hex → DER
xxd -r -p dns_cert.hex dns_cert.der

# Zertifikat anzeigen
openssl x509 -inform DER -in dns_cert.der -text -noout

Verbreitung und Ausblick

SMIMEA ist leider noch immer nicht besonders weit verbreitet. Das liegt daran, dass das RFC noch immer experimental ist, aber auch daran, dass es auf weiteren Techniken aufbaut, die ebenfalls eher selten genutzt werden. Man braucht SMIMEA nur, wenn man überhaupt ein S/MIME-Zertifikat zur Signatur und Verschlüsselung von E-Mails verwendet. Zusätzlich muss die Domain per DNSSEC geschützt sein — und dann muss auch noch der zusätzliche Mehrwert von SMIMEA verstanden werden.

Denn SMIMEA verteilt nicht nur die Zertifikate, sondern macht einen direkt initial verschlüsselt erreichbar. Wenn man der Empfänger einer solchen signierten Nachricht ist, kann man das Zertifikat zudem gegen eine vertrauenswürdige DNS-Zone halten und sich so vergewissern, dass es wirklich die Signatur des Absenders ist — ähnlich wie bei TLSA/DANE.

Die Implementierung ist aktuell sehr überschaubar. Es gibt Milter für beispielsweise Postfix oder Plugins für Thunderbird, aber vor allem im Enterprise-Umfeld ist mir momentan keine funktionierende Lösung bekannt.

Eigentlich wollte ich doch nur schnell schreiben, dass ich da zwei Python-Skripte zusammengebastelt habe — und am Ende ist es doch wieder so ein riesiges Ding geworden. Aber ich denke, vor allem der Teil mit dem gekürzten Hash des Local-Parts ist wichtig zu erklären. Das ist echt eine verrückte Konstruktion. Klar, das hat seinen Sinn, aber zumindest ich bin damals genau an diesem Punkt hängen geblieben.


Das einzig korrekt funktionierende Online-Tool, das ich finden konnte: co.tt/smimea.cgi. Alle anderen sind nicht erreichbar, halten sich nicht ans RFC oder ich war zu blöde, sie zu bedienen. Fragen? Einfach melden.

DNSSEC und SSHFP unter Linux Mint und Ubuntu zum Laufen bringen

Heute habe ich versucht, mich von meiner neuen Linux Mint Installation aus mit einem meiner SSH-Server zu verbinden. Mein SSH-Client hat mich direkt gefragt, ob ich dem Hostkey vertrauen möchte:

ssh username@hostname.kernel-error.org
The authenticity of host 'hostname.kernel-error.org (2a01:5a8:362:4416::32)' can't be established.
ED25519 key fingerprint is SHA256:kTRGVCMRLiHfvJunW2CbW5H3NZmn3Wkx2KnHJXl3iJu.
This key is not known by any other names
Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])?

Für viele ist das normal — man tippt „yes“ und sieht die Meldung nie wieder. Aber diese Meldung hat ihren Grund. Beim ersten Verbindungsaufbau zeigt SSH den Fingerprint des Server-Hostkeys an, damit man prüfen kann, ob man wirklich mit dem richtigen Server spricht und nicht mit einem Angreifer. Wer eh immer „yes“ sagt, könnte den Check auch gleich in seiner ~/.ssh/config abschalten:

Host *
    StrictHostKeyChecking no

SSHFP — Hostkeys per DNS verifizieren

Es gibt einen besseren Weg: SSHFP-Records (RFC 4255). Man hinterlegt die Fingerprints der erwarteten Hostkeys als DNS-Einträge. Der SSH-Client prüft diese automatisch — vorausgesetzt die DNS-Antwort ist per DNSSEC abgesichert. In der ~/.ssh/config:

Host *
   VerifyHostKeyDNS yes

Meine DNS-Server unterstützen alle DNSSEC, mein lokaler Resolver auf dem Router auch, die SSH-Config stimmt — und trotzdem erscheint die Meldung. Also mit ssh -vvv debuggen:

debug1: found 2 insecure fingerprints in DNS

Insecure. SSH findet die SSHFP-Records, vertraut ihnen aber nicht, weil die DNS-Antwort nicht als DNSSEC-validiert markiert ist.

Das Problem: systemd-resolved

Schneller Test mit dig +dnssec gegen Google DNS:

dig +dnssec hostname.kernel-error.org @8.8.8.8
;; flags: qr rd ra ad; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

Das ad-Flag (Authenticated Data) ist gesetzt — meine DNS-Server liefern DNSSEC korrekt aus. Auch der lokale Router-Resolver liefert ad. Aber ohne expliziten @server:

dig +dnssec hostname.kernel-error.org
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 2, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

Kein ad. Was steht in /etc/resolv.conf? 127.0.0.53systemd-resolved. Der Stub-Resolver von systemd schluckt das AD-Flag.

Man könnte in /etc/systemd/resolved.conf einfach DNSSEC=yes setzen — bei mir ging danach aber gar keine DNS-Auflösung mehr. Das liegt am Stub-Resolver, den man ebenfalls umkonfigurieren müsste. Nennt mich oldschool, aber für meine Zwecke reicht der klassische Weg über die vom NetworkManager gepflegte resolv.conf.

Lösung: systemd-resolved abschalten

sudo systemctl disable systemd-resolved
sudo systemctl stop systemd-resolved
sudo rm /etc/resolv.conf

In /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf in der [main]-Sektion:

dns=default

NetworkManager neu starten:

sudo systemctl restart NetworkManager
cat /etc/resolv.conf
# Generated by NetworkManager
search kernel-error.local
nameserver 10.10.88.1
nameserver fd00:424e:6eff:f525:454e:6eff:f525:4241

DNS-Auflösung geht. Aber SSH sagt weiterhin „insecure“. Es fehlen noch zwei Optionen in der resolv.conf.

edns0 und trust-ad

Erste Erkenntnis — edns0 muss aktiviert sein, damit DNSSEC-Daten überhaupt transportiert werden. In /etc/resolv.conf:

options edns0

Jetzt zeigt dig das ad-Flag. Aber SSH sagt immer noch „insecure“. Warum? Ein Blick in den SSH-Quellcode — die ldns-Bibliothek macht die DNSSEC-Validierung:

        /* Check for authenticated data */
        if (ldns_pkt_ad(pkt)) {
                rrset->rri_flags |= RRSET_VALIDATED;
        } else { /* AD is not set, try autonomous validation */
                ldns_rr_list * trusted_keys = ldns_rr_list_new();
                /* ... */
                if ((err = ldns_verify_trusted(ldns_res, rrdata, rrsigs,
                     trusted_keys)) == LDNS_STATUS_OK) {
                        rrset->rri_flags |= RRSET_VALIDATED;
                }
        }

ldns prüft das AD-Flag im DNS-Paket. Aber die glibc setzt das AD-Flag in der Antwort nur dann, wenn trust-ad in der resolv.conf steht — sonst wird es aus Sicherheitsgründen herausgefiltert. Die vollständige Option:

options edns0 trust-ad

Und jetzt:

ssh username@hostname.kernel-error.org -vvv
[...]
debug1: found 2 secure fingerprints in DNS
debug3: verify_host_key_dns: checking SSHFP type 4 fptype 1
debug1: verify_host_key_dns: matched SSHFP type 4 fptype 1
debug3: verify_host_key_dns: checking SSHFP type 4 fptype 2
debug1: verify_host_key_dns: matched SSHFP type 4 fptype 2
debug1: matching host key fingerprint found in DNS

secure statt insecure. SSH verifiziert den Hostkey automatisch per DNSSEC — keine manuelle Fingerprint-Prüfung mehr nötig.

Rebootfest machen

Die manuell eingetragenen Optionen in der resolv.conf überleben keinen Reboot — der NetworkManager überschreibt die Datei. Per nmcli die Optionen dauerhaft im Netzwerkprofil setzen, für IPv4 und IPv6:

nmcli conn modify DEINE-PROFIL-UUID ipv4.dns-options edns0,trust-ad
nmcli conn modify DEINE-PROFIL-UUID ipv6.dns-options edns0,trust-ad

Die UUID des aktiven Profils findet man mit nmcli conn show. Beide Zeilen sind nötig — fehlt eine, greift es nicht.


Zusammenfassung: systemd-resolved unter Linux Mint und Ubuntu filtert das DNSSEC-AD-Flag heraus. Ohne AD-Flag kann SSH die SSHFP-Records nicht als vertrauenswürdig einstufen. Lösung: systemd-resolved abschalten, NetworkManager mit dns=default nutzen, edns0,trust-ad per nmcli setzen.

Wer einen DNSSEC-validierenden Resolver sucht — dns.kernel-error.de ist ein öffentlicher DNS-Resolver mit DNSSEC, DNS over TLS und DNS over HTTPS.

Und die offene Frage: Ich bin mit meinem FreeBSD-Wissen an das Thema gegangen. Wie macht man das als Linux-User mit systemd-resolved richtig? Schreibt mir, wenn ihr es wisst.

Siehe auch: SSH Host Keys per SSHFP

Postfix: Eingehende E-Mails ohne TLS ablehnen

Standardmäßig nimmt Postfix E-Mails auch ohne Transportverschlüsselung an. Mit smtpd_tls_security_level = may bietet der Server TLS an, erzwingt es aber nicht. Das bedeutet: Wenn die Gegenseite kein STARTTLS kann oder will, wird die Mail trotzdem im Klartext übertragen.

Man kann das ändern und E-Mails ohne TLS komplett ablehnen. Die Frage ist ob man sich das leisten kann.

Konfiguration

# /usr/local/etc/postfix/main.cf
smtpd_tls_security_level = encrypt

Mit encrypt verweigert Postfix die Annahme wenn der sendende Server kein STARTTLS aushandelt. Die Gegenseite bekommt einen temporären Fehler (454) und kann es später nochmal versuchen. Im Log steht dann:

postfix/smtpd: NOQUEUE: reject: RCPT from mail.example.de[...]: 454 4.7.0 TLS is required but was not offered

Vorher prüfen

Bevor man TLS erzwingt, sollte man wissen wie viele Mails betroffen wären. Im Postfix-Log lässt sich das auswerten:

# Anteil TLS vs. Klartext bei eingehenden Verbindungen
grep "TLS connection established" /var/log/maillog | wc -l
grep "connect from" /var/log/maillog | wc -l

In der Praxis liegt der TLS-Anteil bei den meisten Mailservern über 95 Prozent. Die letzten paar Prozent sind oft schlecht gewartete Systeme, Onlineshop-Bestätigungen oder Geräte aus Asien die sich nie um TLS gekümmert haben. Ob das ein Problem ist, hängt davon ab wessen Mails man bereit ist zu verlieren.

Ausgehend erzwingen

Für ausgehende Mails ist die Situation anders. Mit smtp_tls_security_level = encrypt verweigert Postfix die Zustellung wenn die Gegenseite kein TLS anbietet. Das ist riskant, weil man keine Kontrolle darüber hat ob der Empfänger-Server TLS kann.

Der bessere Weg für ausgehende Mails: MTA-STS und DANE prüfen automatisch ob die Zieldomain TLS verlangt und welches Zertifikat erwartet wird. Damit erzwingt man TLS nur dort wo die Gegenseite es auch unterstützt und verifiziert gleichzeitig die Identität.

# Ausgehend: opportunistisch, aber DANE wenn verfügbar
smtp_tls_security_level = dane
smtp_dns_support_level = dnssec

Mit dane als Security-Level nutzt Postfix DANE/TLSA-Records aus dem DNS. Ist ein TLSA-Record vorhanden, wird TLS erzwungen und das Zertifikat verifiziert. Ohne TLSA-Record bleibt es bei opportunistischem TLS. Zusammen mit dem Abschalten von TLS 1.0/1.1 ergibt das eine saubere Konfiguration. Fragen? Einfach melden.

MTA-STS einrichten: Transportverschlüsselung für E-Mail erzwingen

SMTP überträgt E-Mails standardmäßig im Klartext. Mit STARTTLS lässt sich die Verbindung verschlüsseln, aber kein sendender Server ist gezwungen das auch zu tun. Schlimmer noch: Ein Angreifer im Netzwerk kann die STARTTLS-Antwort einfach unterdrücken und die Verbindung bleibt unverschlüsselt. MTA-STS (RFC 8461) löst dieses Problem: Der Empfänger veröffentlicht eine Policy, die sendenden Servern sagt „hier wird nur verschlüsselt zugestellt, mit gültigem Zertifikat, an genau diesen MX“.

MTA-STS vs. DANE

Es gibt zwei Wege, Transportverschlüsselung für E-Mail zu erzwingen: DANE und MTA-STS. DANE nutzt DNSSEC und TLSA-Records im DNS. Das ist technisch sauberer, setzt aber DNSSEC auf der Empfängerseite voraus. Viele große Provider (Google, Microsoft) haben kein DNSSEC. MTA-STS funktioniert ohne DNSSEC: Die Policy liegt als Textdatei auf einem Webserver, abgesichert durch ein normales TLS-Zertifikat. Wer beides kann, sollte beides einsetzen. DANE für die Server die DNSSEC können, MTA-STS für den Rest.

Die drei Komponenten

MTA-STS besteht aus drei Teilen: einem DNS-Record, einer Policy-Datei auf einem Webserver und optional TLS Reporting.

1. DNS TXT-Record

Ein TXT-Record unter _mta-sts.domain.de signalisiert, dass eine Policy existiert:

_mta-sts.kernel-error.de.  IN TXT  "v=STSv1;id=20260115130000Z;"

Die id ist ein beliebiger String. Sendende Server cachen die Policy und prüfen über die ID ob sich etwas geändert hat. Bei jeder Policy-Änderung muss die ID aktualisiert werden. Ich verwende dafür einen Zeitstempel, das macht es nachvollziehbar.

2. Policy-Datei

Die eigentliche Policy liegt unter https://mta-sts.domain.de/.well-known/mta-sts.txt. Wichtig: Der Webserver muss ein gültiges TLS-Zertifikat haben und unter genau diesem Hostnamen erreichbar sein.

version: STSv1
mode: enforce
mx: smtp.kernel-error.de
max_age: 2419200
modeenforce = nur verschlüsselt zustellen. testing = wie enforce, aber bei Fehlern trotzdem zustellen (gut zum Einstieg). none = Policy deaktiviert.
mxAn welche MX-Server zugestellt werden darf. Mehrere Einträge möglich (je eine Zeile). Wildcards gehen: *.kernel-error.de
max_ageWie lange die Policy gecacht wird, in Sekunden. 2419200 = 28 Tage.

Der empfohlene Weg: Mit mode: testing anfangen und die TLS-Reports auswerten. Wenn alles sauber ist, auf enforce umstellen.

3. TLS Reporting

Wie bei DMARC gibt es auch für MTA-STS ein Reporting-System: SMTP TLS Reporting (RFC 8460). Ein weiterer DNS TXT-Record teilt Absendern mit, wohin sie Berichte über TLS-Verbindungsprobleme schicken sollen:

_smtp._tls.kernel-error.de.  IN TXT  "v=TLSRPTv1;rua=mailto:postmaster@kernel-error.de"

Die Reports kommen als JSON per Mail und enthalten Informationen über fehlgeschlagene TLS-Verbindungen, ungültige Zertifikate oder MX-Mismatches. Google und Microsoft schicken diese Reports zuverlässig.

Postfix und MTA-STS

Postfix prüft von Haus aus keine MTA-STS-Policies. Für die ausgehende Seite braucht es postfix-mta-sts-resolver, ein Policy-Daemon der sich als smtp_tls_policy_maps in Postfix einhängt. Der Daemon cached die Policies und liefert Postfix die passende TLS-Konfiguration pro Zieldomain.

# /usr/local/etc/postfix/main.cf
smtp_tls_policy_maps = socketmap:unix:/var/run/mta-sts-daemon/mta-sts-daemon.sock:postfix

Die eingehende Seite braucht keine Software. Die drei DNS-Records und die Policy-Datei auf dem Webserver reichen aus. Sendende Server wie Gmail, Outlook oder Yahoo werten die Policy selbständig aus.

Testen

# DNS-Records prüfen
dig TXT _mta-sts.kernel-error.de +short
dig TXT _smtp._tls.kernel-error.de +short

# Policy abrufen
curl https://mta-sts.kernel-error.de/.well-known/mta-sts.txt

Siehe auch: internet.nl: Mailserver-Sicherheit testen mit dem niederländischen Standard, TLS 1.3 für Postfix & Dovecot: Einrichtung und Konfiguration, internet.nl verschärft die TLS-Anforderungen für Mailserver

Zusammen mit SPF, DKIM, DMARC und DANE ergibt MTA-STS eine lückenlose Absicherung: Authentifizierung (wer darf senden), Integrität (DKIM-Signatur) und Transportverschlüsselung (DANE/MTA-STS). Fragen? Einfach melden.

internet.nl: Mailserver-Sicherheit testen mit dem niederländischen Standard

Die niederländische Regierung betreibt mit internet.nl ein kostenloses Testtool für Webserver und Mailserver. Im Gegensatz zu Qualys SSL Labs, das sich auf TLS-Konfiguration konzentriert, prüft internet.nl das gesamte E-Mail-Sicherheitsbild einer Domain.

Was getestet wird

Der Mailserver-Test prüft:

STARTTLSOb der MX TLS anbietet und welche Protokollversionen und Cipher unterstützt werden
ZertifikatGültigkeit, Kette, Hostname-Match
DANE/TLSAOb TLSA-Records im DNS vorhanden und korrekt sind
SPFOb ein SPF-Record existiert und syntaktisch korrekt ist
DKIMOb ausgehende Mails DKIM-signiert sind
DMARCOb eine DMARC-Policy veröffentlicht ist und welche Einstellung sie hat
MTA-STSOb MTA-STS konfiguriert ist und die Policy konsistent ist
DNSSECOb die Domain mit DNSSEC gesichert ist

Für jede Kategorie gibt es Punkte. 100 Prozent erreicht man nur wenn alles korrekt konfiguriert ist. Domains die sowohl beim Web- als auch beim Mailtest 100 Prozent erreichen, landen in der Hall of Fame.

Strenge Anforderungen

internet.nl ist strenger als die meisten anderen Testtools. TLS 1.0 und 1.1 geben Abzug. Ohne DANE ist kein voller Score möglich. Die Cipher-Anforderungen orientieren sich an den niederländischen IT-Sicherheitsrichtlinien, die auch für Behörden gelten.

Das macht den Test besonders nützlich als Benchmark. Wer dort 100 Prozent hat, hat sein E-Mail-Setup nach aktuellem Stand abgesichert. Wer Abzüge bekommt, sieht genau wo es hakt.

Fremde Domains testen

Man kann beliebige Domains testen, nicht nur die eigene. Das ist praktisch um Dienstleister, Geschäftspartner oder den eigenen Provider zu prüfen. Ein kurzer Test zeigt schnell ob der Mailserver auf der anderen Seite zeitgemäß konfiguriert ist oder ob dort noch SSLv3 mit RC4 läuft.

Siehe auch: MTA-STS einrichten

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RFC 7858 – DNS over Transport Layer Security

Ich habe in den letzten Tagen etwas mit dem RFC 7858 (https://tools.ietf.org/html/rfc7858) herumgespielt. Meine Zonen und auch Dienste sind per DNSsec, HSTS, Pinning usw. usw. abgesichert. Warum also noch DNS per TLS? Nun ja… Sinn macht es sicher keinen, bei mir ist nichts spannendes zu finden und kaum ein Besucher wird mit Problemen rechnen müssen wenn er hier ist. Für mich sollte Kryptographie nicht die Ausnahme sondern der Normalzustand sein. RFC 7858 ist da nur ein weiteres Detail. In einer DNS Abfrage finden sich selten geheime Daten. Klar wäre es schlecht wenn diese verändert würden um diese zu verhindern reicht eine Signatur. Das mitlesen der DNS Abfragen würde einer dritten Person so aber offenlegen wo man surft und welche Dienste man nutzt. Sind diese Abfragen per TLS verschlüsselt bleibt dieses geheim. Daher macht es wohl am meisten Sinn es für seinen lokalen DNS Resolver zu nutzen oder es auf großen DNS Servern zu aktivieren. DNS Servern welche sich um viele Zonen kümmern….

Um irgendwo zu starten und selbst einen Eindruck davon zu bekommen habe ich es auf meinen DNS Servern für meine Zonen aktiviert. Bis auf ns2.kernel-error.org haben die Server gültige Zertifikate. Bei ns2.kernel-error.org muss ich mal schauen wie es sich entwickelt.

Als Test:

$ getdns_query -s www.kernel-error.de a @176.9.109.53 -l L

Viel Spaß

Siehe auch: DoT und DoH mit BIND 9.20, DNS over TLS mit Stunnel und BIND9: Eigenen DoT-Server einrichten, DNS over TLS (DoT) mit BIND, Stunnel und Android 9 einrichten, DNS over TLS mit BIND, Stunnel und Android 9: Eigener DoT-Server

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BIND: EDNS-PMTU-Fehler bei DNSSEC beheben

Mir ist an ein paar Systemen ein Problem im Zusammenhang mit DNSSEC, IPv6 und UDP-Paketgrößen aufgefallen — genauer gesagt hat mich DNSviz darauf gestoßen:

domain.tld/A: No response was received until the UDP payload size
was decreased, indicating that the server might be attempting to
send a payload that exceeds the path maximum transmission unit
(PMTU) size. (2001:db8::1, UDP_0_EDNS0_32768_4096)

Was passiert da?

Der DNS-Server (hier BIND 9.11) versucht, auf eine Anfrage mit einem UDP-Paket von 4096 Byte zu antworten. Irgendwo auf dem Weg — Firewall, Netzwerkfilter, MTU-Einschränkung — wird das Paket verworfen. Da UDP kein Feedback gibt, merkt BIND davon nichts und glaubt, die Antwort sei zugestellt.

Beim Client fällt das kaum auf: dig und andere Resolver verringern automatisch die EDNS-Puffergröße und wiederholen die Anfrage — es dauert nur etwas länger. DNSviz testet aber systematisch und meldet das Problem.

Maximale UDP-Größe ermitteln

Mit dem Reply Size Test von DNS-OARC lässt sich herausfinden, welche Paketgröße vom eigenen System aus durchkommt:

$ dig +short rs.dns-oarc.net txt
rst.x490.rs.dns-oarc.net.
rst.x499.x490.rs.dns-oarc.net.
rst.x457.x499.x490.rs.dns-oarc.net.
"2001:db8::1 sent EDNS buffer size 512"
"2001:db8::1 DNS reply size limit is at least 499"

In diesem Fall enden die Antworten bei 512 Byte — alles darüber wird unterwegs gefressen.

BIND konfigurieren

BIND anweisen, die UDP-Paketgröße zu begrenzen:

options {
    edns-udp-size 1232;
    max-udp-size 1232;
};

edns-udp-size begrenzt die empfangene Paketgröße, max-udp-size die gesendete. Clients bekommen damit auf ihre erste Anfrage direkt eine Antwort, ohne schrittweise herunterhandeln zu müssen.

Warum 1232 und nicht 512?

512 Byte ist das klassische DNS-Limit ohne EDNS — funktioniert überall, ist aber unnötig klein. Seit dem DNS Flag Day 2020 empfehlen die großen DNS-Betreiber 1232 Byte als EDNS-Puffergröße. Der Wert ergibt sich aus der minimalen IPv6-MTU (1280 Byte) minus IPv6-Header (40 Byte) minus UDP-Header (8 Byte) = 1232 Byte. Das passt durch jedes korrekt konfigurierte Netzwerk.

Wenn selbst 1232 nicht durchkommt, liegt das Problem im Netzwerk — Firewalls die UDP-Pakete über einer bestimmten Größe filtern oder ICMP Packet Too Big unterdrücken. In dem Fall den dns-oarc-Test wiederholen und den Wert entsprechend anpassen.

Mehr zu DNSSEC und BIND gibt es im DNSSEC-HowTo. Fragen? Einfach melden.

DNSSEC, IPv6 und DENIC: Wenn der DNS-Server in Japan steht

Zum Spaß hatte ich mir einen VPS in Japan geklickt. Was damit anfangen? Einen weiteren DNS-Server aufsetzen natürlich. Gute Idee? Nicht wirklich. Der Server steht am anderen Ende der Welt, hat höhere Antwortzeiten und der Resolver wählt zufällig, welchen DNS er fragt. Sporadisch deutlich langsamere Antworten also. Aber für den Spieltrieb war das OK.

FreeBSD 10, BIND 9.11, als Slave für drei Zonen (kernel-error.org, .com, .de). System gepatcht, BIND installiert, DNSSEC-Validierung getestet (TCP, UDP, größer 512 Bytes), alles sauber. Als Slave eingebunden, nochmal getestet, dann bei den übergeordneten Zonen eintragen lassen.

Das Problem

Die Zonen .org und .com haben den neuen Nameserver anstandslos aufgenommen. Die .de-Zone (DENIC) meckerte: DNS-Timeout bei IPv6. Nur bei IPv6. Per dig und drill lief alles einwandfrei:

dig @2001:310:6000:f::1fc7:1 +edns +norec +bufsize=4096 kernel-error.com IN MX +short
10 smtp.kernel-error.de.

dig @2001:310:6000:f::1fc7:1 +tcp +edns +norec +bufsize=4096 kernel-error.com IN MX +short
10 smtp.kernel-error.de.

BIND macht keinen Unterschied zwischen IPv4 und IPv6. Alles beantwortet, alles sauber. Auch tcpdump zeigte nichts Auffälliges. PF deaktiviert, kein Unterschied. Provider filtert nicht (nur Switch, iptables und ebtables auf der Infrastruktur, klingt spartanisch). DNSViz meldete ebenfalls einen Fehler, genau wie DENIC.

Die Fehlermeldung der DENIC-API:

ERROR: 223 Timeout after switching from UDP to TCP -
switch to TCP due to timeout (target)
(ns3.kernel-error.com./2001:310:6000:f:0:0:1fc7:1:53)

Der Query-Log

Query-Log aktiviert. Man sieht die Anfragen der DENIC (2a02:568:201:214::1:15) ankommen und beantwortet werden. UDP, TCP, EDNS, DNSSEC-Queries, alles da:

30-Jan-2017 18:30:04.669 client 2a02:568:201:214::1:15#38145: query: ns3.kernel-error.com IN A -E(0)DC
30-Jan-2017 18:30:04.670 client 2a02:568:201:214::1:15#41589: query: ns3.kernel-error.com IN AAAA -E(0)DC
30-Jan-2017 18:30:04.938 client 2a02:568:201:214::1:15#20703: query: kernel-error.de IN SOA -
30-Jan-2017 18:30:05.510 client 2a02:568:201:214::1:15#58465: query: kernel-error.de IN NS -T
30-Jan-2017 18:30:05.889 client 2a02:568:201:214::1:15#47548: query: kernel-error.de IN SOA -E(0)D
30-Jan-2017 18:30:05.896 client 2a02:568:201:214::1:15#55493: query: kernel-error.de IN DNSKEY -E(0)D
30-Jan-2017 18:30:06.416 client 2a02:568:201:214::1:15#37170: query: kernel-error.de IN DNSKEY -E(0)TD

Die Auflösung

Während ich einem Kollegen das Problem demonstrieren wollte, lief das DENIC-Update plötzlich einfach durch. Keine Änderung meinerseits. Die Antwort von DENIC kam dann auch:

Unsere Kollegen können derzeit nicht genau sagen woran es hängt.
Jedoch sind unsere Verbindungen nach Korea zeitweise leicht
beeinträchtigt, evtl. wurde die Nast-Prüfung genau in dem
Moment durchgeführt.

Vermutlich lag es an der Antwortzeit von 200–300 ms, die zusammen mit einem Routing-Problem auf der DENIC-Seite gerade so in einen Timeout lief. Offiziell geklärt wurde es nie. Ein leicht ungutes Gefühl bleibt.

Die tcpdump-Mitschnitte von damals liegen hier: dns.tar.gz. Wer sich für DNSSEC-Grundlagen interessiert: DNSSEC einrichten mit BIND. Fragen? Einfach melden.

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