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DNS水責め攻撃に対抗するFQDNベースホワイトリストフィルタに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K17741
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60070:情報セキュリティ関連
研究機関大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021)

研究代表者

近藤 大嗣  大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 助教 (10844160)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードネットワークセキュリティ / DNS水責め攻撃 / DDoS攻撃
研究開始時の研究の概要

DNS水責め攻撃は、攻撃者があるドメインにランダムなラベルを付加したユニークなFQDNを大量に作成し、攻撃目標であるDNSキャッシュサーバや権威DNSサーバに対して当該FQDNを用いて作成された攻撃DNSクエリを送信しダウンさせ、通常DNSクライアントのドメイン名解決を阻害する。既存対抗手段は高度なDNS水責め攻撃を検知できない可能性があるため、本研究ではその課題を解決し効果的にDNS水責め攻撃に対抗する防御手法を実現することを目指す。具体的には、FQDNのアクセスログの特性に注目し、その特性に基づいたホワイトリストフィルタをDNSキャッシュサーバ上で発動させる手法を防御手法として提案する。

研究実績の概要

Distributed Denial of Service (DDoS)攻撃は大きな社会問題であり、実際の攻撃事例の1つとして、2016年に多数の著名なサイトが利用していたDomain Name System (DNS)事業者であるDyn DNSがDNS水責め攻撃を受け、大多数の人がサイトへアクセスできなくなった。DNS水責め攻撃は、攻撃者があるドメインにランダムなラベルを付加したユニークなFully Qualified Domain Name (FQDN)を大量に作成し、DNSキャッシュサーバ経由で攻撃目標である権威DNSサーバに対して当該FQDNを用いて作成された攻撃DNSクエリを送信しダウンさせる。この攻撃の影響を最小限に抑制するために、DNSキャッシュサーバ上での防御手法について検討されているが、既存対抗手段は高度なDNS水責め攻撃によって作成された攻撃DNSクエリを検知できない可能性があり、依然としてDNS水責め攻撃の脅威は残る。そこで本研究では、上記の既存対抗手段の課題を解決し、効果的にDNS水責め攻撃に対抗する防御手法を実現することを目指す。
当該年度では、以前から投稿していた国際ジャーナルが採択された。また、ブロックチェーンを用いたDNSは、その性質上既存のDNSよりもDDoS攻撃への耐性がある等が予想されるため、ブロックチェーンを利用したDNSの1つであるHandshakeについて調査を行った。その結果、Handshakeにおいてはトップレベルドメインの権威DNSサーバ管理者が集中しており、DNSのシステムとして冗長性に問題があることがわかり、また既存のDNSにおいて問題であるドメインスクワッティングの危険性が、Handshakeでも十分にあることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当該年度では、以前から投稿していた国際ジャーナルが採択された。また、ブロックチェーンを利用したDNSに関する研究を、ブロックチェーンデータの分析によって遂行し、その研究成果を国内研究会で発表した。

今後の研究の推進方策

研究調査範囲を拡大したことによって得られた成果を、国際会議で発表することを目指す。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Collaborative Defense Framework Using FQDN-Based Allowlist Filter Against DNS Water Torture Attack2023

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Keita、Kondo Daishi、Osumi Masato、Tode Hideki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Network and Service Management

      巻: 20 号: 4 ページ: 3968-3983

    • DOI

      10.1109/tnsm.2023.3277880

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ブロックチェーンを用いたDNSとしてのHandshakeの包括的な調査2024

    • 著者名/発表者名
      磯部克貴、近藤大嗣、戸出英樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A first look at the name resolution latency on handshake2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Isobe; Daishi Kondo; Hideki Tode
    • 学会等名
      ACM Internet Measurement Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNSルートサーバの代替としてのHandshakeの名前解決におけるレイテンシ測定2022

    • 著者名/発表者名
      磯部克貴, 近藤大嗣, 戸出英樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Kubernetesクラスタ内のDNSサービスディスカバリーに要する遅延の測定2022

    • 著者名/発表者名
      大隈雅斗, 近藤大嗣, 戸出英樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FQDN-Based Whitelist Filter on a DNS Cache Server Against the DNS Water Torture Attack2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Hasegawa; Daishi Kondo; Hideki Tode
    • 学会等名
      2021 IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management (IM)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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