contrib/bind9/doc/rfc/rfc3007.txt

   1
   2
   3
   4
   5
   6
   7 Network Working Group                                      B. Wellington
   8 Request for Comments: 3007                                       Nominum
   9 Updates: 2535, 2136                                        November 2000
  10 Obsoletes: 2137
  11 Category: Standards Track
  12
  13
  14              Secure Domain Name System (DNS) Dynamic Update
  15
  16 Status of this Memo
  17
  18    This document specifies an Internet standards track protocol for the
  19    Internet community, and requests discussion and suggestions for
  20    improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
  21    Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
  22    and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited.
  23
  24 Copyright Notice
  25
  26    Copyright (C) The Internet Society (2000).  All Rights Reserved.
  27
  28 Abstract
  29
  30    This document proposes a method for performing secure Domain Name
  31    System (DNS) dynamic updates.  The method described here is intended
  32    to be flexible and useful while requiring as few changes to the
  33    protocol as possible.  The authentication of the dynamic update
  34    message is separate from later DNSSEC validation of the data.  Secure
  35    communication based on authenticated requests and transactions is
  36    used to provide authorization.
  37
  38    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
  39    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
  40    document are to be interpreted as described in RFC 2119 [RFC2119].
  41
  42 1 - Introduction
  43
  44    This document defines a means to secure dynamic updates of the Domain
  45    Name System (DNS), allowing only authorized sources to make changes
  46    to a zone's contents.  The existing unsecured dynamic update
  47    operations form the basis for this work.
  48
  49    Familiarity with the DNS system [RFC1034, RFC1035] and dynamic update
  50    [RFC2136] is helpful and is assumed by this document.  In addition,
  51    knowledge of DNS security extensions [RFC2535], SIG(0) transaction
  52    security [RFC2535, RFC2931], and TSIG transaction security [RFC2845]
  53    is recommended.
  54
  55
  56
  57
  58 Wellington                  Standards Track                     [Page 1]
  59 \f
  60 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
  61
  62
  63    This document updates portions of RFC 2535, in particular section
  64    3.1.2, and RFC 2136.  This document obsoletes RFC 2137, an alternate
  65    proposal for secure dynamic update, due to implementation experience.
  66
  67 1.1 - Overview of DNS Dynamic Update
  68
  69    DNS dynamic update defines a new DNS opcode and a new interpretation
  70    of the DNS message if that opcode is used.  An update can specify
  71    insertions or deletions of data, along with prerequisites necessary
  72    for the updates to occur.  All tests and changes for a DNS update
  73    request are restricted to a single zone, and are performed at the
  74    primary server for the zone.  The primary server for a dynamic zone
  75    must increment the zone SOA serial number when an update occurs or
  76    before the next retrieval of the SOA.
  77
  78 1.2 - Overview of DNS Transaction Security
  79
  80    Exchanges of DNS messages which include TSIG [RFC2845] or SIG(0)
  81    [RFC2535, RFC2931] records allow two DNS entities to authenticate DNS
  82    requests and responses sent between them.  A TSIG MAC (message
  83    authentication code) is derived from a shared secret, and a SIG(0) is
  84    generated from a private key whose public counterpart is stored in
  85    DNS.  In both cases, a record containing the message signature/MAC is
  86    included as the final resource record in a DNS message.  Keyed
  87    hashes, used in TSIG, are inexpensive to calculate and verify.
  88    Public key encryption, as used in SIG(0), is more scalable as the
  89    public keys are stored in DNS.
  90
  91 1.3 - Comparison of data authentication and message authentication
  92
  93    Message based authentication, using TSIG or SIG(0), provides
  94    protection for the entire message with a single signing and single
  95    verification which, in the case of TSIG, is a relatively inexpensive
  96    MAC creation and check.  For update requests, this signature can
  97    establish, based on policy or key negotiation, the authority to make
  98    the request.
  99
 100    DNSSEC SIG records can be used to protect the integrity of individual
 101    RRs or RRsets in a DNS message with the authority of the zone owner.
 102    However, this cannot sufficiently protect the dynamic update request.
 103
 104    Using SIG records to secure RRsets in an update request is
 105    incompatible with the design of update, as described below, and would
 106    in any case require multiple expensive public key signatures and
 107    verifications.
 108
 109
 110
 111
 112
 113
 114 Wellington                  Standards Track                     [Page 2]
 115 \f
 116 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 117
 118
 119    SIG records do not cover the message header, which includes record
 120    counts.  Therefore, it is possible to maliciously insert or remove
 121    RRsets in an update request without causing a verification failure.
 122
 123    If SIG records were used to protect the prerequisite section, it
 124    would be impossible to determine whether the SIGs themselves were a
 125    prerequisite or simply used for validation.
 126
 127    In the update section of an update request, signing requests to add
 128    an RRset is straightforward, and this signature could be permanently
 129    used to protect the data, as specified in [RFC2535].  However, if an
 130    RRset is deleted, there is no data for a SIG to cover.
 131
 132 1.4 - Data and message signatures
 133
 134    As specified in [RFC3008], the DNSSEC validation process performed by
 135    a resolver MUST NOT process any non-zone keys unless local policy
 136    dictates otherwise.  When performing secure dynamic update, all zone
 137    data modified in a signed zone MUST be signed by a relevant zone key.
 138    This completely disassociates authentication of an update request
 139    from authentication of the data itself.
 140
 141    The primary usefulness of host and user keys, with respect to DNSSEC,
 142    is to authenticate messages, including dynamic updates.  Thus, host
 143    and user keys MAY be used to generate SIG(0) records to authenticate
 144    updates and MAY be used in the TKEY [RFC2930] process to generate
 145    TSIG shared secrets.  In both cases, no SIG records generated by
 146    non-zone keys will be used in a DNSSEC validation process unless
 147    local policy dictates.
 148
 149    Authentication of data, once it is present in DNS, only involves
 150    DNSSEC zone keys and signatures generated by them.
 151
 152 1.5 - Signatory strength
 153
 154    [RFC2535, section 3.1.2] defines the signatory field of a key as the
 155    final 4 bits of the flags field, but does not define its value.  This
 156    proposal leaves this field undefined.  Updating [RFC2535], this field
 157    SHOULD be set to 0 in KEY records, and MUST be ignored.
 158
 159 2 - Authentication
 160
 161    TSIG or SIG(0) records MUST be included in all secure dynamic update
 162    messages.  This allows the server to verifiably determine the
 163    originator of a message.  If the message contains authentication in
 164    the form of a SIG(0), the identity of the sender (that is, the
 165    principal) is the owner of the KEY RR that generated the SIG(0).  If
 166    the message contains a TSIG generated by a statically configured
 167
 168
 169
 170 Wellington                  Standards Track                     [Page 3]
 171 \f
 172 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 173
 174
 175    shared secret, the principal is the same as or derived from the
 176    shared secret name.  If the message contains a TSIG generated by a
 177    dynamically configured shared secret, the principal is the same as
 178    the one that authenticated the TKEY process; if the TKEY process was
 179    unauthenticated, no information is known about the principal, and the
 180    associated TSIG shared secret MUST NOT be used for secure dynamic
 181    update.
 182
 183    SIG(0) signatures SHOULD NOT be generated by zone keys, since
 184    transactions are initiated by a host or user, not a zone.
 185
 186    DNSSEC SIG records (other than SIG(0)) MAY be included in an update
 187    message, but MUST NOT be used to authenticate the update request.
 188
 189    If an update fails because it is signed with an unauthorized key, the
 190    server MUST indicate failure by returning a message with RCODE
 191    REFUSED.  Other TSIG, SIG(0), or dynamic update errors are returned
 192    as specified in the appropriate protocol description.
 193
 194 3 - Policy
 195
 196    All policy is configured by the zone administrator and enforced by
 197    the zone's primary name server.  Policy dictates the authorized
 198    actions that an authenticated principal can take.  Policy checks are
 199    based on the principal and the desired action, where the principal is
 200    derived from the message signing key and applied to dynamic update
 201    messages signed with that key.
 202
 203    The server's policy defines criteria which determine if the key used
 204    to sign the update is permitted to perform the requested updates.  By
 205    default, a principal MUST NOT be permitted to make any changes to
 206    zone data; any permissions MUST be enabled though configuration.
 207
 208    The policy is fully implemented in the primary zone server's
 209    configuration for several reasons.  This removes limitations imposed
 210    by encoding policy into a fixed number of bits (such as the KEY RR's
 211    signatory field).  Policy is only relevant in the server applying it,
 212    so there is no reason to expose it.  Finally, a change in policy or a
 213    new type of policy should not affect the DNS protocol or data format,
 214    and should not cause interoperability failures.
 215
 216 3.1 - Standard policies
 217
 218    Implementations SHOULD allow access control policies to use the
 219    principal as an authorization token, and MAY also allow policies to
 220    grant permission to a signed message regardless of principal.
 221
 222
 223
 224
 225
 226 Wellington                  Standards Track                     [Page 4]
 227 \f
 228 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 229
 230
 231    A common practice would be to restrict the permissions of a principal
 232    by domain name.  That is, a principal could be permitted to add,
 233    delete, or modify entries corresponding to one or more domain names.
 234    Implementations SHOULD allow per-name access control, and SHOULD
 235    provide a concise representation of the principal's own name, its
 236    subdomains, and all names in the zone.
 237
 238    Additionally, a server SHOULD allow restricting updates by RR type,
 239    so that a principal could add, delete, or modify specific record
 240    types at certain names.  Implementations SHOULD allow per-type access
 241    control, and SHOULD provide concise representations of all types and
 242    all "user" types, where a user type is defined as one that does not
 243    affect the operation of DNS itself.
 244
 245 3.1.1 - User types
 246
 247    User types include all data types except SOA, NS, SIG, and NXT.  SOA
 248    and NS records SHOULD NOT be modified by normal users, since these
 249    types create or modify delegation points.  The addition of SIG
 250    records can lead to attacks resulting in additional workload for
 251    resolvers, and the deletion of SIG records could lead to extra work
 252    for the server if the zone SIG was deleted.  Note that these records
 253    are not forbidden, but not recommended for normal users.
 254
 255    NXT records MUST NOT be created, modified, or deleted by dynamic
 256    update, as their update may cause instability in the protocol.  This
 257    is an update to RFC 2136.
 258
 259    Issues concerning updates of KEY records are discussed in the
 260    Security Considerations section.
 261
 262 3.2 - Additional policies
 263
 264    Users are free to implement any policies.  Policies may be as
 265    specific or general as desired, and as complex as desired.  They may
 266    depend on the principal or any other characteristics of the signed
 267    message.
 268
 269 4 - Interaction with DNSSEC
 270
 271    Although this protocol does not change the way updates to secure
 272    zones are processed, there are a number of issues that should be
 273    clarified.
 274
 275
 276
 277
 278
 279
 280
 281
 282 Wellington                  Standards Track                     [Page 5]
 283 \f
 284 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 285
 286
 287 4.1 - Adding SIGs
 288
 289    An authorized update request MAY include SIG records with each RRset.
 290    Since SIG records (except SIG(0) records) MUST NOT be used for
 291    authentication of the update message, they are not required.
 292
 293    If a principal is authorized to update SIG records and there are SIG
 294    records in the update, the SIG records are added without
 295    verification.  The server MAY examine SIG records and drop SIGs with
 296    a temporal validity period in the past.
 297
 298 4.2 - Deleting SIGs
 299
 300    If a principal is authorized to update SIG records and the update
 301    specifies the deletion of SIG records, the server MAY choose to
 302    override the authority and refuse the update.  For example, the
 303    server may allow all SIG records not generated by a zone key to be
 304    deleted.
 305
 306 4.3 - Non-explicit updates to SIGs
 307
 308    If the updated zone is secured, the RRset affected by an update
 309    operation MUST, at the completion of the update, be signed in
 310    accordance with the zone's signing policy.  This will usually require
 311    one or more SIG records to be generated by one or more zone keys
 312    whose private components MUST be online [RFC3008].
 313
 314    When the contents of an RRset are updated, the server MAY delete all
 315    associated SIG records, since they will no longer be valid.
 316
 317 4.4 - Effects on the zone
 318
 319    If any changes are made, the server MUST, if necessary, generate a
 320    new SOA record and new NXT records, and sign these with the
 321    appropriate zone keys.  Changes to NXT records by secure dynamic
 322    update are explicitly forbidden.  SOA updates are allowed, since the
 323    maintenance of SOA parameters is outside of the scope of the DNS
 324    protocol.
 325
 326 5 - Security Considerations
 327
 328    This document requires that a zone key and possibly other
 329    cryptographic secret material be held in an on-line, network-
 330    connected host, most likely a name server.  This material is at the
 331    mercy of host security to remain a secret.  Exposing this secret puts
 332    DNS data at risk of masquerade attacks.  The data at risk is that in
 333    both zones served by the machine and delegated from this machine.
 334
 335
 336
 337
 338 Wellington                  Standards Track                     [Page 6]
 339 \f
 340 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 341
 342
 343    Allowing updates of KEY records may lead to undesirable results,
 344    since a principal may be allowed to insert a public key without
 345    holding the private key, and possibly masquerade as the key owner.
 346
 347 6 - Acknowledgements
 348
 349    The author would like to thank the following people for review and
 350    informative comments (in alphabetical order):
 351
 352    Harald Alvestrand
 353    Donald Eastlake
 354    Olafur Gudmundsson
 355    Andreas Gustafsson
 356    Bob Halley
 357    Stuart Kwan
 358    Ed Lewis
 359
 360 7 - References
 361
 362    [RFC1034]  Mockapetris, P., "Domain Names - Concepts and Facilities",
 363               STD 13, RFC 1034, November 1987.
 364
 365    [RFC1035]  Mockapetris, P., "Domain Names - Implementation and
 366               Specification", STD 13, RFC 1035, November 1987.
 367
 368    [RFC2136]  Vixie (Ed.), P., Thomson, S., Rekhter, Y. and J. Bound,
 369               "Dynamic Updates in the Domain Name System", RFC 2136,
 370               April 1997.
 371
 372    [RFC2137]  Eastlake, D., "Secure Domain Name System Dynamic Update",
 373               RFC 2137, April 1997.
 374
 375    [RFC2535]  Eastlake, G., "Domain Name System Security Extensions",
 376               RFC 2535, March 1999.
 377
 378    [RFC2845]  Vixie, P., Gudmundsson, O., Eastlake, D. and B.
 379               Wellington, "Secret Key Transaction Signatures for DNS
 380               (TSIG)", RFC 2845, May 2000.
 381
 382    [RFC2930]  Eastlake, D., "Secret Key Establishment for DNS (TKEY
 383               RR)", RFC 2930, September 2000.
 384
 385    [RFC2931]  Eastlake, D., "DNS Request and Transaction Signatures
 386               (SIG(0)s)", RFC 2931, September 2000.
 387
 388    [RFC3008]  Wellington, B., "Domain Name System Security (DNSSEC)
 389               Signing Authority", RFC 3008, November 2000.
 390
 391
 392
 393
 394 Wellington                  Standards Track                     [Page 7]
 395 \f
 396 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 397
 398
 399 8 - Author's Address
 400
 401    Brian Wellington
 402    Nominum, Inc.
 403    950 Charter Street
 404    Redwood City, CA 94063
 405
 406    Phone: +1 650 381 6022
 407    EMail: Brian.Wellington@nominum.com
 408
 409
 410
 411
 412
 413
 414
 415
 416
 417
 418
 419
 420
 421
 422
 423
 424
 425
 426
 427
 428
 429
 430
 431
 432
 433
 434
 435
 436
 437
 438
 439
 440
 441
 442
 443
 444
 445
 446
 447
 448
 449
 450 Wellington                  Standards Track                     [Page 8]
 451 \f
 452 RFC 3007                 Secure Dynamic Update             November 2000
 453
 454
 455 9.  Full Copyright Statement
 456
 457    Copyright (C) The Internet Society (2000).  All Rights Reserved.
 458
 459    This document and translations of it may be copied and furnished to
 460    others, and derivative works that comment on or otherwise explain it
 461    or assist in its implementation may be prepared, copied, published
 462    and distributed, in whole or in part, without restriction of any
 463    kind, provided that the above copyright notice and this paragraph are
 464    included on all such copies and derivative works.  However, this
 465    document itself may not be modified in any way, such as by removing
 466    the copyright notice or references to the Internet Society or other
 467    Internet organizations, except as needed for the purpose of
 468    developing Internet standards in which case the procedures for
 469    copyrights defined in the Internet Standards process must be
 470    followed, or as required to translate it into languages other than
 471    English.
 472
 473    The limited permissions granted above are perpetual and will not be
 474    revoked by the Internet Society or its successors or assigns.
 475
 476    This document and the information contained herein is provided on an
 477    "AS IS" basis and THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET ENGINEERING
 478    TASK FORCE DISCLAIMS ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING
 479    BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE INFORMATION
 480    HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED WARRANTIES OF
 481    MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
 482
 483 Acknowledgement
 484
 485    Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
 486    Internet Society.
 487
 488
 489
 490
 491
 492
 493
 494
 495
 496
 497
 498
 499
 500
 501
 502
 503
 504
 505
 506 Wellington                  Standards Track                     [Page 9]
 507 \f