Che cos'è la memorizzazione nella cache del DNS?

In riferimento al DNS (Domain Name System), la memorizzazione nella cache rappresenta il processo temporaneo secondo il quale i record DNS vengono archiviati in un sistema operativo, un browser, un dispositivo o una rete. I record DNS convertono i nomi di dominio leggibili dall'uomo, come "esempio.com", in indirizzi IP corrispondenti che possono essere letti da computer e dispositivi, come 2001:db8:3e8:2a3::b63. Memorizzando in locale le informazioni DNS, i domini possono essere tradotti o "risolti" più rapidamente riducendo il traffico di rete.

Il DNS (Domain Name System) è progettato per consentire agli utenti di utilizzare nomi di dominio facili da ricordare durante la navigazione nel web, senza dover ricordare specifici indirizzi IP. Per questo motivo, Il DNS viene considerato come il GPS di Internet. Quando un utente finale digita un nome di dominio, come "esempio.com", in un browser (o se fa clic su un collegamento oppure quando un computer o un'applicazione web deve contattare un altro dispositivo), il dispositivo dell'utente crea una query DNS progettata per trovare l'indirizzo IP corrispondente da un sistema di server DNS contenenti queste informazioni. I server DNS autoritativi conservano i record DNS ufficiali, mentre i server DNS ricorsivi rendono più rapide le risposte indirizzando le richieste al server autoritativo appropriato o estrapolando le informazioni richieste dai record DNS disponibili nella loro memoria, ossia la cache.

Come soluzione di memoria temporanea, l'uso della cache consente al sistema DNS di cercare e recuperare i record DNS in modo più rapido ed efficiente per un determinato periodo di tempo. Esiste un numero limitato di server DNS autoritativi al mondo, pertanto il recupero dei record può richiedere un po' di tempo. Inoltre, con migliaia di miliardi di richieste DNS giornaliere, i server autoritativi potrebbero facilmente sovraccaricarsi e smettere di funzionare. Tramite la memorizzazione nella cache dei record DNS, in diverse località del mondo, il sistema DNS rende più facile e veloce il recupero delle informazioni riducendo il traffico di rete e il carico di lavoro dei server autoritativi.

Esistono diversi tipi di memorizzazione nella cache che il sistema DNS può adottare. Ogni volta che un utente o un computer avvia una richiesta DNS, la risposta può essere salvata nella memoria temporanea o nella cache del sistema operativo e del browser dell'utente, oppure in uno dei server ricorsivi coinvolti nella ricerca. Ciascun record DNS ha un valore TTL (Time-To-Live) che stabilisce per quanto tempo debba essere conservato prima della sua eliminazione, determinando quindi una nuova ricerca da parte dei sistemi operativi e dei server.

Quando un utente o un computer avvia una query DNS, il dispositivo dell'utente controlla prima la cache del sistema operativo o del browser per verificare la disponibilità del record. In mancanza del record necessario, la richiesta viene inoltrata a un server DNS ricorsivo che può risolverla fornendo le informazioni memorizzate sulla sua cache locale o inoltrarla, a sua volta, ad altri server dei nomi e, in ultima analisi, a un server DNS autoritativo. La risposta ricevuta dal server autoritativo viene memorizzata nella cache di ciascun resolver e inviata al dispositivo dell'utente, che carica la pagina web corretta o si connette al dispositivo appropriato.

Archiviando le risposte DNS nella memoria dei sistemi operativi, dei browser o dei server, si producono enormi vantaggi per l'utente.

• Risoluzioni più rapide. Quando una risposta DNS viene memorizzata nella cache, le ricerche successive per lo stesso dominio possono essere eseguite direttamente dalla cache, riducendo al minimo la latenza ed eliminando la necessità di inviare query ai server dei nomi o ai server autoritativi.
• Online experience migliori. La maggiore rapidità nella risposta dei server assicura tempi di caricamento più efficienti ed experience ad alte performance per gli utenti.
• Ottimizzazione del traffico. La memorizzazione nella cache consente di ridurre il numero e il volume delle query DNS, con un conseguente aumento dell'efficienza della rete e una riduzione del carico sui server DNS.
• Maggiore larghezza di banda. Limitando il traffico DNS sulla rete, la memorizzazione nella cache consente di risparmiare larghezza di banda, riducendo i costi e destinando la larghezza di banda alle funzionalità business-critical.
• Accesso offline. Quando le richieste DNS vengono archiviate nella memoria locale, i dispositivi possono accedere ai siti web e alle risorse online anche se disconnessi dal web.
• Distribuzione ottimale. La memorizzazione nella cache del DNS può agevolare il bilanciamento del carico, poiché aiuta a distribuire il traffico DNS tra server e infrastruttura in modo più uniforme, migliorando la scalabilità e la resilienza dell'infrastruttura DNS.

La memorizzazione nella cache del DNS offre notevoli vantaggi, ma espone il sistema DNS ad alcuni rischi Le minacce che possono sfruttare la memorizzazione nella cache del DNS includono:

• Cache poisoning DNS. Nota anche come spoofing DNS, Con il termine "cache poisoning DNS" si fa riferimento a un attacco dannoso che mira a sostituire i record DNS legittimi presenti in una cache con informazioni false, per far in modo che utenti e dispositivi vengano indirizzati a siti web fittizi. Gli autori degli attacchi utilizzano il cache poisoning per indurre gli utenti a rivelare informazioni sensibili o a distribuire malware tramite collegamenti dannosi.
• Record scaduti. Gli autori degli attacchi possono inoltre reindirizzare gli utenti a un sito web fraudolento sfruttando i record DNS scaduti o non aggiornati. Ciò si verifica quando un resolver ricorsivo non riesce a aggiornare la cache o non rispetta i valori TTL, che indicano il tempo di conservazione massimo di un record DNS.

Per mitigare l'impatto degli attacchi sulle cache DNS e sui contenuti memorizzati, le organizzazioni possono scegliere di collaborare con un provider di sicurezza DNS end-to-end in grado di combinare la tecnologia di filtraggio DNS con una presenza globale, al fine di mitigare gli attacchi DDoS basati sul DNS.

Lo svuotamento della cache è il processo di cancellazione dei dati e dei record memorizzati in una cache DNS, attraverso cui vengono eliminati sia i record validi che non validi. Questo processo obbliga il computer o il server a risolvere le future richieste DNS contattando i server ricorsivi o autoritativi.