DNSモニタリングによるDNSパフォーマンス、可用性、セキュリティの強化

DNSモニタリングによるインターネットの安定性とセキュリティを確保

2023年10月11日
翻訳: 竹洞 陽一郎

この記事は米Catchpoint Systems社のチュートリアル記事 "Enhancing DNS Performance, Availability, and Security with DNS Monitoring"の翻訳です。
Spelldataは、Catchpointの日本代理店です。
この記事は、Catchpoint Systemsの許可を得て、翻訳しています。

はじめに

ドメインネームシステム（DNS）は、インターネットインフラストラクチャとデジタル通信の不可欠なコンポーネントであり、ユーザがWebサイトにアクセスしたり、メールを送信したり、他のオンラインリソースと接続したりすることを可能にします。
今日の急速な世界では、ビジネスは日々の運営のためにインターネットに大きく依存しており、年々DNSサービスがさらに重要になっています。

DNSの管理と監視に関して、組織はしばしばDNSレポーティングに頼ります。
これは、DNSサービスのパフォーマンス、可用性、およびセキュリティに関する貴重な過去のデータに基づく洞察を提供します。
高品質のレポーティングにより、ビジネスはメトリクスを追跡し、潜在的な問題を特定し、オンラインプレゼンスのスムーズな運用を確保することができます。

しかし、外部プロバイダからのDNSレポーティングのみに依存することは、組織がDNSサービスに対する不完全な可視性を持つ可能性があります。
外部のベンダーは確かに価値ある情報を提供していますが、サービス全体の包括的な視点を持っていないかもしれません。
この制約は、組織がDNSのパフォーマンス、到達可能性、およびリアルタイムレコードセキュリティに関する重要な洞察を欠いている可能性があります。

ここでDNSモニタリングの役割が登場します。
これにより、組織はDNSインフラストラクチャの速度、可用性、およびセキュリティをリアルタイムで積極的に監視し、最適かつ安全に運用されていることを確保することができます。
DNSモニタリングにより、組織はレポーティングをはるかに超えて、問題が発生する前に問題を特定するテストを設定し、DNSサービスをスムーズに運用するための積極的なアプローチを提供することができます。

この記事では、DNSモニタリングの重要性と、それを効果的に行うためのベストプラクティスの両方を説明します。
DNSモニタリングがパフォーマンス、可用性、およびセキュリティの観点から組織にどのように利益をもたらすか、および潜在的な問題に先んじて対処するためにDNSモニタリングを実装する際に何を探すべきかについて議論します。

DNSモニタリングのキーコンセプトのまとめ

この記事で取り上げる内容を簡単にまとめました。

DNSモニタリングの定義

DNSはインターネットインフラストラクチャの重要なコンポーネントです。
DNSに関するいかなる問題も、ユーザやサービスがネットワークリソースにどれだけ信頼性を持って、迅速に接続できるかに著しい影響を与える可能性があります。

DNSモニタリングは、DNSサーバ/サービス、リソースレコード、および関連システムの可用性、パフォーマンス、およびセキュリティを追跡し分析するプロセスです。
モニタリングは、DNSが常に意図した通りに機能していることを確保し、サイバー攻撃を示す可能性がある異常や疑わしいアクティビティを検出する上で、極めて重要な部分を担っています。

なぜ、DNSモニタリングは重要か？

DNSは、人間が読めるドメイン名をコンピュータが理解できるIPアドレスに変換します。
これは毎日何十億ものリクエストを伴うプロセスであり、インターネットが全ての人々にアクセス可能であることを保証します。
DNS Observability Projectによれば、3ヶ月間で1兆回以上のDNS問い合わせが報告されました。
これほどの膨大なリクエスト量は、DNSの重要性と、問題が発生した際にビジネス運営と顧客体験に与える可能性のある影響を強調しています。

2022 Global DNS Threat Reportによれば、組織の73%がDNSセキュリティの重要性に対する認識が高く、懸念事項であることに同意しています。
それにもかかわらず、組織の25%は依然としてDNSトラフィックを収集または分析していません。
また、レポートでは、2022年には2021年と比較してすべてのDNSベースの攻撃が増加したとも言及されています。（下記の画像に示されています）
組織の7割がDNS攻撃によるアプリケーションのダウンタイムを経験しています。

これらの統計は、組織がDNSが意図した通りに機能していることを確保できるように、積極的なDNSモニタリングが必要であることを強調しています。
DNSベースの攻撃をモニタリングすることで、DNSフラッド、DNSキャッシュポイズニング、DNSハイジャック攻撃など、一般的なサイバー脅威を防ぐのに役立ちます。
DNSパフォーマンスをモニタリングすることで、組織はDNSマッピング、マイクロアウトエージ、DNSレイテンシ、DNSサーバの可用性に関連する問題に対処できます。

以下は、組織でDNSモニタリングを検討すべきいくつかの重要な理由の要約です。

可用性

モニタリングにより、DNSサーバが常に利用可能であり、ユーザがWebサイトやオンラインサービスにアクセスできるように保証します。

セキュリティ

残念ながら、DNSベースの攻撃が増加しています。DNSモニタリングは、被害をもたらすか、機密データを危険にさらす前に、サイバー攻撃を特定し防ぐのに役立ちます。

パフォーマンス

DNSのパフォーマンスが悪いと、ユーザエクスペリエンスに影響を与える可能性があり、これはDNSのモニタリングによって特定し解決できる問題です。
これにより、高レイテンシやマイクロアウトエージなどの問題を回避できます。

正確性

DNSモニタリングは、DNSレコード構成の正確性を確保するのに役立ちます。
誤ったまたは古いDNSレコードなど、DNS構成の問題は、サイトやサービスの利用不可を引き起こし、ユーザに影響を与える可能性があります。

可視性

DNSモニタリングは、DNSトラフィックと使用パターンの可視性を提供し、組織がDNSインフラストラクチャを最適化するのに役立ちます。
組織は使用パターンを見ることができ、潜在的な問題を特定し、より良いパフォーマンスと効率のためにDNS構成を最適化できます。

早期検出

DNSモニタリングは、応答時間の異常を特定し、DNSサーバを直接観察する積極的なアプローチを提供します。
これにより、DNSの誤構成、サーバの障害、および怪しいDNSアクティビティなど、潜在的な問題の早期検出が可能になり、迅速な対応と修復までの平均時間（MTTR）の最小化が可能になります。
この機能により、DNS関連のインシデントのタイムリーな軽減が保証され、全体的な運用がスムーズに進むよう促進します。

DNSモニタリングの必須項目：設定

適切なDNSモニタリングは、適切な設定から始まります。
このセクションでは、設定に関連したいくつかの必須項目、ゾーン転送やDNSレコード検証の様々な側面を含めて議論します。

ゾーン転送

DNSゾーン転送は、1つのDNSサーバから別のDNSサーバへ完全なゾーンファイルをコピーするプロセスであり、これは重要なプロセスです。
ゾーン転送により、DNSサーバは最新のDNSレコードの変更を更新し、DNSサーバ間でデータの一貫性を保証します。

ただし、ゾーン転送は正しく設定されていないと、パフォーマンスの問題を引き起こし、潜在的な脆弱性のポイントとなる可能性があります。
DNSゾーン転送の更新をモニタリングし、完了を確認することは、プロセス中に発生する可能性のある問題、不正なゾーン転送、ゾーンファイルの破損、転送の失敗を検出するために重要であり、これらはDNSのダウンタイムを引き起こし、ユーザエクスペリエンスにネガティブな影響を与える可能性があります。

DNSレコードの検証

DNSレコードの検証は、ドメイン解決をサポートするレコードの真正性を確保し、それらが攻撃者によって誤設定または改ざんされていないことを確保するのに役立ちます。
以下は、DNSレコードをモニタリングする際に確認できるべきいくつかの側面です。

IPアドレス

このタイプのDNSモニタリングテストには、DNSルックアップ後に返されたIPアドレスが予想されるIP範囲と一致しているかを検証する作業が含まれます。
DNSモニタリングソリューションを使用すると、IPアドレスの不一致が発生した場合にトリガーされるテストとアラートを設定でき、潜在的なセキュリティ脅威を迅速に軽減するためのアクションを取ることができます。

DNSプロパゲーション

DNSプロパゲーションは、ドメインのDNSレコードに対して行われたDNSの変更または更新がDNSネットワーク全体に伝播（広がる）のにかかる時間を指します。
このプロセスをモニタリングすることも、更新されたDNSレコードがグローバルに正常に伝播していることを確保するために重要であり、遅延や失敗が発生するとDNSパフォーマンスが危険にさらされる可能性があります。このタイプのテストは、最も正確な可視性を得るために、グローバルに分散したマルチサーバモニタリングインフラストラクチャによってサポートされるべきです。

DNSデリゲーション

DNSモニタリングのための1つの必須テストは、DNSデリゲーションを検証することです。これにより、親として機能するネームサーバ（例：com）が、デリゲートされるべき正しいゾーン（例：catchpoint.com）を持っており、正確な応答を返すことが保証されます。このテストは、DNSデリゲーションプロセスを追跡し、DNSシステムの信頼性と可用性を確保する上で重要です。

NSレコードとルートサーバ

プライマリおよびバックアップネームサーバレコードに対して許可されていない変更が行われていないことを確認し、それらが正しい情報で応答していることを確保するために、NSレコードを監視することが重要です。
すべてのルートサーバの名前とIPアドレスを含むルートヒントファイルの検証も、監視を検討すべき重要なコンポーネントです。

DNSSEC設定

テクノロジーの世界では「無料の昼食」は存在しません。
DNSSECの使用はセキュリティを大幅に強化しますが、システムにパフォーマンスのペナルティを課す可能性があります。
このため、DNSSECが絶対に必要以上のパフォーマンス負荷を課さないように、DNSSEC設定の正確な把握が不可欠です。

これらの要素は、DNSモニタリングが組織のインフラストラクチャにおいてどれほど不可欠であるかを強調しています。
適切な設定とモニタリングを通じて、組織はDNSが正確で、セキュアで、高パフォーマンスであることを確保し、ユーザエクスペリエンスとオペレーションの連続性を保護することができます。

DNSモニタリングの必須項目：攻撃への対処

DNS攻撃は、DNSサービスのパフォーマンスと可用性に著しい影響を与える可能性があります。
DNSを定期的にモニタリングすることで、これらの攻撃を防ぐ（積極的なアクションを可能にするための認識を高める）手助けとなり、これらの攻撃に対してより迅速に対応する手助けとなります。
これにより、DNSサービスの可用性と信頼性を確保するだけでなく、組織のブランド評価を保護し、財政的な損失を防ぐのにも役立ちます。

DNSフラッド

DNSフラッド攻撃中には、大量のDNS問い合わせがサーバに送信され、それらを圧倒し、応答を停止させるか問い合わせ応答時間を遅くさせます。
これにより、エンドユーザは要求されたウェブリソースへのアクセスが遅れることを経験し、フラストレーションを感じる結果となります。

複数の場所とデバイスでDNSトラフィックを常時監視し、異常なトラフィックパターンやトラフィックの急増を迅速に検出することが重要です。
これは、潜在的なDNSフラッド攻撃を示す可能性があります。
早期の検出は、組織にフェイルオーバー戦略の実装、トラフィックのフィルタリング、および他のセキュリティ対策など、攻撃の影響を軽減するための積極的な措置を講じるチャンスを提供します。

DNSスプーフィング/キャッシュポイズニング

DNSスプーフィングまたはキャッシュポイズニングは、攻撃者がDNSリゾルバのキャッシュに偽のDNS情報を注入するタイプの攻撃です。
これにより、リゾルバはドメイン名に対して誤ったIPアドレスを返し、トラフィックを悪意のあるサイトにリダイレクトします。

これを防ぐためには、DNSトランザクションをモニタリングし、DNSの応答が有効で正確であることを確認することが重要です。
例えば、適切なDNSモニタリングツールを使用することで、DNSルックアップ後に返されるIPアドレスが期待される範囲内でない場合にアラートをトリガーするテストを設定することが可能であり、WebサイトがDNSスプーフィングまたはキャッシュポイズニングの犠牲になっていないことを確保します。

DNSモニタリングの必須項目：パフォーマンス

ドメイン名に関連付けられた複数のネームサーバを持つことは、冗長性を提供し、Webサイトの連続した可用性を保証するものですが、すべてのネームサーバが最適に動作し、期待される結果を提供していることを確認することが重要です。
例えば、世界中の異なる場所からドメインを問い合わせる際に、最も近いDNSサーバが提供されているかをモニタリングすると有益でしょう。
さらに、エンドユーザ体験を最終的に向上させるために、発生するとすぐにレイテンシの問題を特定し解決するために、DNSを継続的にモニタリングすることも必要です。

地域ベースのDNSルーティング

地域ベースのDNSルーティングは、エンドユーザを彼らの位置に基づいてDNSサーバにマッピングすることで、ドメイン名の解決に関与するレイテンシを減らすために使用される基本的なテクニックです。
このアプローチは、レイテンシを増加させる可能性のある遠隔のDNSサーバの使用を避けるのに役立ちます。

エンドユーザをジオロケーションに基づいてDNSサーバにマッピングするプロセスは、管理されたDNSプロバイダによって異なります。
適切なDNSモニタリングを使用すると、このプロセスが正しく動作していることを確認するために、テストとアラートを設定できます。

DNSレイテンシ

DNSのレイテンシは、全体の応答時間における重要な要素であり、DNS解決プロセスの任意の段階で迅速に蓄積する可能性があり、ユーザエクスペリエンスにネガティブな影響を与える可能性があります。
前述したように、DNSレイテンシは、再帰サーバの負荷、利用可能なネットワーク容量、トップレベルドメイン（TLD）とルートサーバ間のレイテンシ、キャッシュミス、地理的な距離、DNSフラッド攻撃など、いくつかの要因に影響を受ける可能性があります。

DNSレイテンシを減らすために取ることができるいくつかのアプローチがあります。
これには、高速なDNSプロバイダを選択する、DNSアニーキャストを実装する、CDNを使用してDNS応答をエンドユーザに近い場所でキャッシュおよび配信する、キャッシングを有効にする、CNAMEレコードの数を最小限に抑える、などが含まれます。

サーバモニタリング

ドメインに割り当てられた各ネームサーバの可用性とパフォーマンスを監視するテストを設定できるモニタリングソリューションを持っているべきです。
また、ネームサーバのCPUとメモリだけでなく、異なる問い合わせ負荷の下でのディスクI/Oとネットワークスループットも監視することが重要です。

次は？

1. DNS委任

DNSデリゲーションのアプリケーションと利点について全て学びましょう。実装のベストプラクティスも含みます。

2. DNSフラッド攻撃

DNSサーバをターゲットにした分散型サービス拒否（DDoS）攻撃であるDNSフラッド攻撃のタイプと影響、そしてそれらからどのように保護するかについて学びましょう。

3. プライベートDNS

プライベートDNSについて全て学びましょう。利点、異なるアーキテクチャタイプ、およびベストプラクティスを含みます。

4. DNSのTTL値

この無料ガイドでは、DNS Time to Live（TTL）値、その重要性、およびさまざまなレコードタイプに対して適切な数字を選択するためのベストプラクティスについて全て学びましょう。

5. マネージドDNS

マネージドDNSの利点と欠点を探り、手動DNS管理と比較してみましょう。

6. DNS攻撃

DNS攻撃がどのように機能し、それらを特定し軽減する方法を学びましょう。これには、DNSポイズニング、トンネリング、フラッド、ハイジャックが含まれます。

7. 遅いDNS

DNSパフォーマンスに影響を与える要因を学び、遅いDNSの状態を診断する方法とDNS速度を最適化するためのベストプラクティスについて学びましょう。

8. DNSハイジャック

DNSハイジャックがどのように発生するかを一例を用いて学び、これらのサイバー攻撃を検出し、修復し、防ぐためのベストプラクティスについて学びましょう。