contrib/bind9/doc/draft/draft-ietf-dnsext-rfc2539bis-dhk-06.txt

   1
   2 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
   3 OBSOLETES: RFC 2539                               Donald E. Eastlake 3rd
   4                                                    Motorola Laboratories
   5 Expires: January 2006                                          July 2005
   6
   7
   8
   9
  10         Storage of Diffie-Hellman Keying Information in the DNS
  11         ------- -- -------------- ------ ----------- -- --- ---
  12                <draft-ietf-dnsext-rfc2539bis-dhk-06.txt>
  13
  14
  15
  16 Status of This Document
  17
  18    By submitting this Internet-Draft, each author represents that any
  19    applicable patent or other IPR claims of which he or she is aware
  20    have been or will be disclosed, and any of which he or she becomes
  21    aware will be disclosed, in accordance with Section 6 of BCP 79.
  22
  23    Distribution of this document is unlimited. Comments should be sent
  24    to the DNS extensions working group mailing list
  25    <namedroppers@ops.ietf.org>.
  26
  27    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
  28    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
  29    other groups may also distribute working documents as Internet-
  30    Drafts.
  31
  32    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
  33    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
  34    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
  35    material or to cite them other than a "work in progress."
  36
  37    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
  38    http://www.ietf.org/1id-abstracts.html
  39
  40    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
  41    http://www.ietf.org/shadow.html
  42
  43
  44 Abstract
  45
  46    The standard method for encoding Diffie-Hellman keys in the Domain
  47    Name System is specified.
  48
  49
  50
  51 Copyright
  52
  53    Copyright (C) The Internet Society 2005.
  54
  55
  56
  57 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 1]
  58 \f
  59
  60 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
  61
  62
  63 Acknowledgements
  64
  65    Part of the format for Diffie-Hellman keys and the description
  66    thereof was taken from a work in progress by Ashar Aziz, Tom Markson,
  67    and Hemma Prafullchandra.  In addition, the following persons
  68    provided useful comments that were incorporated into the predecessor
  69    of this document: Ran Atkinson, Thomas Narten.
  70
  71
  72
  73 Table of Contents
  74
  75       Status of This Document....................................1
  76       Abstract...................................................1
  77       Copyright..................................................1
  78
  79       Acknowledgements...........................................2
  80       Table of Contents..........................................2
  81
  82       1. Introduction............................................3
  83       1.1 About This Document....................................3
  84       1.2 About Diffie-Hellman...................................3
  85       2. Encoding Diffie-Hellman Keying Information..............4
  86       3. Performance Considerations..............................5
  87       4. IANA Considerations.....................................5
  88       5. Security Considerations.................................5
  89       Copyright and Disclaimer...................................5
  90
  91       Normative References.......................................7
  92       Informative Refences.......................................7
  93
  94       Author Address.............................................8
  95       Expiration and File Name...................................8
  96
  97       Appendix A: Well known prime/generator pairs...............9
  98       A.1. Well-Known Group 1:  A 768 bit prime..................9
  99       A.2. Well-Known Group 2:  A 1024 bit prime.................9
 100       A.3. Well-Known Group 3:  A 1536 bit prime................10
 101
 102
 103
 104
 105
 106
 107
 108
 109
 110
 111
 112
 113
 114
 115 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 2]
 116 \f
 117
 118 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 119
 120
 121 1. Introduction
 122
 123    The Domain Name System (DNS) is the global hierarchical replicated
 124    distributed database system for Internet addressing, mail proxy, and
 125    similar information [RFC 1034, 1035]. The DNS has been extended to
 126    include digital signatures and cryptographic keys as described in
 127    [RFC 4033, 4034, 4035] and additonal work is underway which would use
 128    the storage of keying information in the DNS.
 129
 130
 131
 132 1.1 About This Document
 133
 134    This document describes how to store Diffie-Hellman keys in the DNS.
 135    Familiarity with the Diffie-Hellman key exchange algorithm is assumed
 136    [Schneier, RFC 2631].
 137
 138
 139
 140 1.2 About Diffie-Hellman
 141
 142    Diffie-Hellman requires two parties to interact to derive keying
 143    information which can then be used for authentication.  Thus Diffie-
 144    Hellman is inherently a key agreement algorithm. As a result, no
 145    format is defined for Diffie-Hellman "signature information".  For
 146    example, assume that two parties have local secrets "i" and "j".
 147    Assume they each respectively calculate X and Y as follows:
 148
 149         X = g**i ( mod p )
 150
 151         Y = g**j ( mod p )
 152
 153    They exchange these quantities and then each calculates a Z as
 154    follows:
 155
 156         Zi = Y**i ( mod p )
 157
 158         Zj = X**j ( mod p )
 159
 160    Zi and Zj will both be equal to g**(i*j)(mod p) and will be a shared
 161    secret between the two parties that an adversary who does not know i
 162    or j will not be able to learn from the exchanged messages (unless
 163    the adversary can derive i or j by performing a discrete logarithm
 164    mod p which is hard for strong p and g).
 165
 166    The private key for each party is their secret i (or j).  The public
 167    key is the pair p and g, which must be the same for the parties, and
 168    their individual X (or Y).
 169
 170    For further information about Diffie-Hellman and precautions to take
 171
 172
 173 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 3]
 174 \f
 175
 176 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 177
 178
 179    in deciding on a p and g, see [RFC 2631].
 180
 181
 182
 183 2. Encoding Diffie-Hellman Keying Information
 184
 185    When Diffie-Hellman keys appear within the RDATA portion of a RR,
 186    they are encoded as shown below.
 187
 188    The period of key validity is not included in this data but is
 189    indicated separately, for example by an RR such as RRSIG which signs
 190    and authenticates the RR containing the keying information.
 191
 192                             1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3
 193         0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 194        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 195        |           KEY flags           |    protocol   |  algorithm=2  |
 196        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 197        |     prime length (or flag)    |  prime (p) (or special)       /
 198        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 199        /  prime (p)  (variable length) |       generator length        |
 200        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 201        | generator (g) (variable length)                               |
 202        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 203        |     public value length       | public value (variable length)/
 204        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 205        /  public value (g^i mod p)    (variable length)                |
 206        +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 207
 208    Prime length is the length of the Diffie-Hellman prime (p) in bytes
 209    if it is 16 or greater.  Prime contains the binary representation of
 210    the Diffie-Hellman prime with most significant byte first (i.e., in
 211    network order). If "prime length" field is 1 or 2, then the "prime"
 212    field is actually an unsigned index into a table of 65,536
 213    prime/generator pairs and the generator length SHOULD be zero.  See
 214    Appedix A for defined table entries and Section 4 for information on
 215    allocating additional table entries.  The meaning of a zero or 3
 216    through 15 value for "prime length" is reserved.
 217
 218    Generator length is the length of the generator (g) in bytes.
 219    Generator is the binary representation of generator with most
 220    significant byte first.  PublicValueLen is the Length of the Public
 221    Value (g**i (mod p)) in bytes.  PublicValue is the binary
 222    representation of the DH public value with most significant byte
 223    first.
 224
 225
 226
 227
 228
 229
 230
 231 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 4]
 232 \f
 233
 234 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 235
 236
 237 3. Performance Considerations
 238
 239    Current DNS implementations are optimized for small transfers,
 240    typically less than 512 bytes including DNS overhead.  Larger
 241    transfers will perform correctly and extensions have been
 242    standardized [RFC 2671] to make larger transfers more efficient. But
 243    it is still advisable at this time to make reasonable efforts to
 244    minimize the size of RR sets containing keying information consistent
 245    with adequate security.
 246
 247
 248
 249 4. IANA Considerations
 250
 251    Assignment of meaning to Prime Lengths of 0 and 3 through 15 requires
 252    an IETF consensus as defined in [RFC 2434].
 253
 254    Well known prime/generator pairs number 0x0000 through 0x07FF can
 255    only be assigned by an IETF standards action. [RFC 2539], the
 256    Proposed Standard predecessor of this document, assigned 0x0001
 257    through 0x0002. This document additionally assigns 0x0003.  Pairs
 258    number 0s0800 through 0xBFFF can be assigned based on RFC
 259    documentation. Pairs number 0xC000 through 0xFFFF are available for
 260    private use and are not centrally coordinated. Use of such private
 261    pairs outside of a closed environment may result in conflicts and/or
 262    security failures.
 263
 264
 265
 266 5. Security Considerations
 267
 268    Keying information retrieved from the DNS should not be trusted
 269    unless (1) it has been securely obtained from a secure resolver or
 270    independently verified by the user and (2) this secure resolver and
 271    secure obtainment or independent verification conform to security
 272    policies acceptable to the user.  As with all cryptographic
 273    algorithms, evaluating the necessary strength of the key is important
 274    and dependent on security policy.
 275
 276    In addition, the usual Diffie-Hellman key strength considerations
 277    apply. (p-1)/2 should also be prime, g should be primitive mod p, p
 278    should be "large", etc. See [RFC 2631, Schneier].
 279
 280
 281
 282 Copyright and Disclaimer
 283
 284    Copyright (C) The Internet Society (2005).  This document is subject to
 285    the rights, licenses and restrictions contained in BCP 78, and except
 286    as set forth therein, the authors retain all their rights.
 287
 288
 289 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 5]
 290 \f
 291
 292 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 293
 294
 295    This document and the information contained herein are provided on an
 296    "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
 297    OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET
 298    ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED,
 299    INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE
 300    INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
 301    WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
 302
 303
 304
 305
 306
 307
 308
 309
 310
 311
 312
 313
 314
 315
 316
 317
 318
 319
 320
 321
 322
 323
 324
 325
 326
 327
 328
 329
 330
 331
 332
 333
 334
 335
 336
 337
 338
 339
 340
 341
 342
 343
 344
 345
 346
 347 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 6]
 348 \f
 349
 350 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 351
 352
 353 Normative References
 354
 355    [RFC 2631] - "Diffie-Hellman Key Agreement Method", E. Rescorla, June
 356    1999.
 357
 358    [RFC 2434] - "Guidelines for Writing an IANA Considerations Section
 359    in RFCs", T.  Narten, H. Alvestrand, October 1998.
 360
 361    [RFC 4034] - Arends, R., Austein, R., Larson, M., Massey, D., and S.
 362    Rose, "Resource Records for the DNS Security Extensions", RFC 4034,
 363    March 2005.
 364
 365
 366
 367 Informative Refences
 368
 369    [RFC 1034] - "Domain names - concepts and facilities", P.
 370    Mockapetris, November 1987.
 371
 372    [RFC 1035] - "Domain names - implementation and specification", P.
 373    Mockapetris, November 1987.
 374
 375    [RFC 2539] - "Storage of Diffie-Hellman Keys in the Domain Name
 376    System (DNS)", D. Eastlake, March 1999, obsoleted by this RFC.
 377
 378    [RFC 2671] - "Extension Mechanisms for DNS (EDNS0)", P. Vixie, August
 379    1999.
 380
 381    [RFC 4033] - Arends, R., Austein, R., Larson, M., Massey, D., and S.
 382    Rose, "DNS Security Introduction and Requirements", RFC 4033, March
 383    2005.
 384
 385    [RFC 4035] - Arends, R., Austein, R., Larson, M., Massey, D., and S.
 386    Rose, "Protocol Modifications for the DNS Security Extensions", RFC
 387    4035, March 2005.
 388
 389    [Schneier] - Bruce Schneier, "Applied Cryptography: Protocols,
 390    Algorithms, and Source Code in C" (Second Edition), 1996, John Wiley
 391    and Sons.
 392
 393
 394
 395
 396
 397
 398
 399
 400
 401
 402
 403
 404
 405 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 7]
 406 \f
 407
 408 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 409
 410
 411 Author Address
 412
 413    Donald E. Eastlake 3rd
 414    Motorola Laboratories
 415    155 Beaver Street
 416    Milford, MA 01757 USA
 417
 418    Telephone:   +1-508-786-7554
 419    EMail:       Donald.Eastlake@motorola.com
 420
 421
 422
 423 Expiration and File Name
 424
 425    This draft expires in January 2006.
 426
 427    Its file name is draft-ietf-dnsext-rfc2539bis-dhk-06.txt.
 428
 429
 430
 431
 432
 433
 434
 435
 436
 437
 438
 439
 440
 441
 442
 443
 444
 445
 446
 447
 448
 449
 450
 451
 452
 453
 454
 455
 456
 457
 458
 459
 460
 461
 462
 463 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 8]
 464 \f
 465
 466 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 467
 468
 469 Appendix A: Well known prime/generator pairs
 470
 471    These numbers are copied from the IPSEC effort where the derivation of
 472    these values is more fully explained and additional information is
 473    available.
 474    Richard Schroeppel performed all the mathematical and computational
 475    work for this appendix.
 476
 477
 478
 479 A.1. Well-Known Group 1:  A 768 bit prime
 480
 481    The prime is 2^768 - 2^704 - 1 + 2^64 * { [2^638 pi] + 149686 }.  Its
 482    decimal value is
 483           155251809230070893513091813125848175563133404943451431320235
 484           119490296623994910210725866945387659164244291000768028886422
 485           915080371891804634263272761303128298374438082089019628850917
 486           0691316593175367469551763119843371637221007210577919
 487
 488    Prime modulus: Length (32 bit words): 24, Data (hex):
 489             FFFFFFFF FFFFFFFF C90FDAA2 2168C234 C4C6628B 80DC1CD1
 490             29024E08 8A67CC74 020BBEA6 3B139B22 514A0879 8E3404DD
 491             EF9519B3 CD3A431B 302B0A6D F25F1437 4FE1356D 6D51C245
 492             E485B576 625E7EC6 F44C42E9 A63A3620 FFFFFFFF FFFFFFFF
 493
 494    Generator: Length (32 bit words): 1, Data (hex): 2
 495
 496
 497
 498 A.2. Well-Known Group 2:  A 1024 bit prime
 499
 500    The prime is 2^1024 - 2^960 - 1 + 2^64 * { [2^894 pi] + 129093 }.
 501    Its decimal value is
 502          179769313486231590770839156793787453197860296048756011706444
 503          423684197180216158519368947833795864925541502180565485980503
 504          646440548199239100050792877003355816639229553136239076508735
 505          759914822574862575007425302077447712589550957937778424442426
 506          617334727629299387668709205606050270810842907692932019128194
 507          467627007
 508
 509    Prime modulus:  Length (32 bit words): 32, Data (hex):
 510             FFFFFFFF FFFFFFFF C90FDAA2 2168C234 C4C6628B 80DC1CD1
 511             29024E08 8A67CC74 020BBEA6 3B139B22 514A0879 8E3404DD
 512             EF9519B3 CD3A431B 302B0A6D F25F1437 4FE1356D 6D51C245
 513             E485B576 625E7EC6 F44C42E9 A637ED6B 0BFF5CB6 F406B7ED
 514             EE386BFB 5A899FA5 AE9F2411 7C4B1FE6 49286651 ECE65381
 515             FFFFFFFF FFFFFFFF
 516
 517    Generator: Length (32 bit words): 1, Data (hex): 2
 518
 519
 520
 521 D. Eastlake 3rd                                                 [Page 9]
 522 \f
 523
 524 INTERNET-DRAFT                     Diffie-Hellman Information in the DNS
 525
 526
 527 A.3. Well-Known Group 3:  A 1536 bit prime
 528
 529    The prime is 2^1536 - 2^1472 - 1 + 2^64 * { [2^1406 pi] +  741804 }.
 530    Its decimal value is
 531             241031242692103258855207602219756607485695054850245994265411
 532             694195810883168261222889009385826134161467322714147790401219
 533             650364895705058263194273070680500922306273474534107340669624
 534             601458936165977404102716924945320037872943417032584377865919
 535             814376319377685986952408894019557734611984354530154704374720
 536             774996976375008430892633929555996888245787241299381012913029
 537             459299994792636526405928464720973038494721168143446471443848
 538             8520940127459844288859336526896320919633919
 539
 540    Prime modulus Length (32 bit words): 48, Data (hex):
 541               FFFFFFFF FFFFFFFF C90FDAA2 2168C234 C4C6628B 80DC1CD1
 542               29024E08 8A67CC74 020BBEA6 3B139B22 514A0879 8E3404DD
 543               EF9519B3 CD3A431B 302B0A6D F25F1437 4FE1356D 6D51C245
 544               E485B576 625E7EC6 F44C42E9 A637ED6B 0BFF5CB6 F406B7ED
 545               EE386BFB 5A899FA5 AE9F2411 7C4B1FE6 49286651 ECE45B3D
 546               C2007CB8 A163BF05 98DA4836 1C55D39A 69163FA8 FD24CF5F
 547               83655D23 DCA3AD96 1C62F356 208552BB 9ED52907 7096966D
 548               670C354E 4ABC9804 F1746C08 CA237327 FFFFFFFF FFFFFFFF
 549
 550    Generator: Length (32 bit words):  1, Data (hex): 2
 551
 552
 553
 554
 555
 556
 557
 558
 559
 560
 561
 562
 563
 564
 565
 566
 567
 568
 569
 570
 571
 572
 573
 574
 575
 576
 577
 578
 579 D. Eastlake 3rd                                                [Page 10]
 580 \f