Cloudflare activa en 1.1.1.1 la validación DNSSEC poscuántica con ML-DSA-44

Imagen: Cloudflare

Cloudflare ha empezado a validar en 1.1.1.1 firmas DNSSEC hechas con ML-DSA-44, un algoritmo de firma poscuántico estandarizado por el NIST (National Institute of Standards and Technology). Según cuenta la propia compañía en su blog, es el primer paso de un plan más amplio: Cloudflare plantea tener toda su infraestructura protegida frente a ordenadores cuánticos en 2029. Hasta ahora, según explica el artículo original, la mayor parte de ese esfuerzo se había centrado en TLS, donde la compañía empezó a probar el intercambio de claves poscuántico en 2019 y lo activó para todos los clientes en 2022. Es la segunda novedad de la compañía esta semana, tras la eliminación del límite de tamaño de bundle en Workers, que ya admite aplicaciones de hasta 64 MiB.

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DNSSEC firma las respuestas del DNS para evitar suplantaciones

DNSSEC existe porque las respuestas DNS no vienen autenticadas por defecto: un atacante que consiga falsificar una respuesta puede redirigir a un usuario a la dirección que quiera. DNSSEC evita esto firmando los registros DNS, de forma que un resolutor validador como 1.1.1.1 sigue una cadena de firmas desde la raíz del DNS hasta el dominio pedido y comprueba que la respuesta es auténtica. El problema, según la compañía, es que casi todos los algoritmos de firma usados hoy —RSA y ECDSA— dependen de problemas matemáticos que dejarían de ser seguros si llegara a construirse un ordenador cuántico suficientemente potente, algo que Cloudflare sitúa como posible a partir de 2030. Un atacante con esa capacidad podría recuperar la clave privada de una zona y forjar firmas que los validadores aceptarían como legítimas.

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El problema es que las firmas poscuánticas ocupan mucho más

La dificultad técnica, según explica el artículo, es de tamaño: cada firma ML-DSA-44 pesa 2.420 bytes, unas 38 veces más que los 64 bytes de una firma ECDSA P-256 habitual. Muchos sistemas DNS son sensibles al tamaño de los mensajes: DNS restringía originalmente los mensajes por UDP a 512 bytes, y muchas implementaciones actuales usan un límite conservador de 1.232 bytes para caber en la MTU mínima de IPv6. Una firma ML-DSA-44 supera ese presupuesto ella sola, antes de sumar el resto del registro, los nombres de dominio y las cabeceras DNS. Cuando eso ocurre, el servidor autoritativo debe devolver una respuesta truncada que obliga al resolutor a reintentar por otro transporte, normalmente TCP, en vez de fragmentar la respuesta por UDP, algo que la compañía considera poco fiable.

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Mantener compatibilidad con resolutores antiguos abre una vía de downgrade

Mientras ML-DSA-44 no esté ampliamente soportado, un proceso que Cloudflare calcula en años, las zonas tendrán que publicar a la vez firmas convencionales y poscuánticas para no dejar fuera a los resolutores antiguos. Esa convivencia crea un riesgo de downgrade: la norma RFC 6840 dice que los validadores deben aceptar cualquier ruta de validación única que sea válida, lo que en la práctica permite que un resolutor use el algoritmo que prefiera. Si ECDSA deja de ser seguro, un atacante podría forjar una respuesta firmada solo con ECDSA y conseguir que la aceptara incluso un resolutor que también soporta ML-DSA-44. Para evitarlo, 1.1.1.1 usa los registros DS publicados por la zona padre como señal autenticada: si esos registros incluyen un algoritmo poscuántico soportado, 1.1.1.1 aplica una política más restrictiva y exige al menos una ruta de validación poscuántica válida, sin conformarse con una ruta convencional.

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El siguiente paso es llevar ML-DSA-44 a la firma de zonas

Según la compañía, IANA ha asignado recientemente a ML-DSA-44 el número de algoritmo DNSSEC 18, uno de los requisitos previos para su despliegue junto con la implementación en bibliotecas criptográficas comunes. El siguiente paso de Cloudflare, tal y como lo cuenta el artículo, es añadir soporte de firma con ML-DSA-44 a Cloudflare Authoritative DNS y el correspondiente soporte de registros DS a Cloudflare Registrar, disponible de forma gratuita para todos los clientes. Con eso, la compañía podrá probar la cadena completa: generar firmas, publicar los registros DNSKEY y transportarlos y validarlos a través de 1.1.1.1. También menciona que seguirá probando la viabilidad real del despliegue con sondas en segundo plano sobre una pequeña fracción de sus Challenge Pages, para comprobar si los clientes pueden resolver y alcanzar un dominio de prueba firmado con ML-DSA-44 en redes reales.

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Qué implica esto si usas 1.1.1.1

Si usas 1.1.1.1, no tienes que cambiar nada. La validación con ML-DSA-44 ocurre de forma automática cuando una zona publica los registros DNSSEC necesarios, y las zonas DNSSEC existentes siguen validándose como hasta ahora. Es una diferencia relevante frente a otros cambios de infraestructura que sí piden acción del usuario: aquí el trabajo queda del lado del resolutor y de quien administra las zonas, no de quien simplemente consulta un dominio a través de 1.1.1.1. Cloudflare también ofrece, según recoge el artículo, una zona de prueba, dnstest.dev, para consultar contra 1.1.1.1 y ver el mecanismo en funcionamiento, además de una herramienta para comprobar si el resolutor DNS que usa cada uno ya está preparado para esto.

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Escrito por Eloy Andrade