external/bsd/bind/dist/doc/draft/draft-ietf-dnsext-dnssec-gost-05.txt

   1 DNS Extensions working group                             V.Dolmatov, Ed.
   2 Internet-Draft                                            Cryptocom Ltd.
   3 Intended status: Standards Track                      November 30, 2009
   4 Expires: May 30, 2010
   5
   6
   7  Use of GOST signature algorithms in DNSKEY and RRSIG Resource Records
   8                                for DNSSEC
   9                  draft-ietf-dnsext-dnssec-gost-05
  10
  11 Status of this Memo
  12
  13    This Internet-Draft is submitted to IETF in full conformance with the
  14    provisions of BCP 78 and BCP 79.
  15
  16    Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
  17    Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
  18    other groups may also distribute working documents as Internet-
  19    Drafts.
  20
  21    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
  22    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
  23    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
  24    material or to cite them other than as "work in progress."
  25
  26    The list of current Internet-Drafts can be accessed at
  27    http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
  28
  29    The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
  30    http://www.ietf.org/shadow.html.
  31
  32    This Internet-Draft will expire on May  10 2010.
  33
  34 Copyright Notice
  35
  36    Copyright (c) 2009 IETF Trust and the persons identified as the
  37    document authors.  All rights reserved.
  38
  39    This document is subject to BCP 78 and the IETF Trust's Legal
  40    Provisions Relating to IETF Documents in effect on the date of
  41    publication of this document (http://trustee.ietf.org/license-info).
  42    Please review these documents carefully, as they describe your rights
  43    and restrictions with respect to this document.
  44
  45 Abstract
  46
  47    This document describes how to produce signature and hash using
  48    GOST algorithms [DRAFT1, DRAFT2, DRAFT3] for DNSKEY, RRSIG and DS
  49    resource records for use in the Domain Name System Security
  50    Extensions (DNSSEC, RFC 4033, RFC 4034, and RFC 4035).
  51
  52 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010               [Page 1]\f
  53
  54 Table of Contents
  55
  56    1.  Introduction  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
  57    2.  DNSKEY Resource Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  58      2.1.  Using a public key with existing cryptographic libraries. . 3
  59      2.2.  GOST DNSKEY RR Example  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  60    3.  RRSIG Resource Records  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
  61      3.1 RRSIG RR Example  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
  62    4.  DS Resource Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  63      4.1 DS RR Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  64    5.  Deployment Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  65      5.1.  Key Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  66      5.2.  Signature Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  67      5.3.  Digest Sizes  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  68    6.  Implementation Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  69      6.1.  Support for GOST signatures . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  70      6.2.  Support for NSEC3 Denial of Existence . . . . . . . . . . . 5
  71      6.3.  Byte order  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  72    7. Security consideration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  73    8.  IANA Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
  74    9.  Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
  75    10.  References   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
  76      10.1.  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
  77      10.2.  Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
  78    Authors' Addresses  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
  79
  80 1.  Introduction
  81
  82    The Domain Name System (DNS) is the global hierarchical distributed
  83    database for Internet Naming.  The DNS has been extended to use
  84    cryptographic keys and digital signatures for the verification of the
  85    authenticity and integrity of its data.  RFC 4033 [RFC4033], RFC 4034
  86    [RFC4034], and RFC 4035 [RFC4035] describe these DNS Security
  87    Extensions, called DNSSEC.
  88
  89    RFC 4034 describes how to store DNSKEY and RRSIG resource records,
  90    and specifies a list of cryptographic algorithms to use.  This
  91    document extends that list with the signature and hash algorithms
  92    GOST [GOST3410, GOST3411],
  93    and specifies how to store DNSKEY data and how to produce
  94    RRSIG resource records with these hash algorithms.
  95
  96    Familiarity with DNSSEC  and GOST signature and hash
  97    algorithms is assumed in this document.
  98
  99    The term "GOST" is not officially defined, but is usually used to
 100    refer to the collection of the Russian cryptographic algorithms
 101    GOST R 34.10-2001, GOST R 34.11-94, GOST 28147-89.
 102    Since GOST 28147-89 is not used in DNSSEC, "GOST" will only refer to
 103    the GOST R 34.10-2001 and GOST R 34.11-94 in this document.
 104
 105    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
 106    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
 107    document are to be interpreted as described in [RFC2119].
 108
 109 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 2]\f
 110
 111 2.  DNSKEY Resource Records
 112
 113    The format of the DNSKEY RR can be found in RFC 4034 [RFC4034].
 114
 115    GOST R 34.10-2001 public keys are stored with the algorithm number
 116    {TBA1}.
 117
 118    The wire format of the public key is compatible with
 119    RFC 4491 [RFC4491]:
 120
 121    According to [GOST3410], a public key is a point on the elliptic
 122    curve Q = (x,y).
 123
 124    The wire representation of a public key MUST contain 66 octets,
 125    where the first octet designates public key parameters, the second
 126    octet designates digest parameters next 32 octets contain the
 127    little-endian representation of x and the second 32 octets contain
 128    the little-endian representation of y.
 129    This corresponds to the binary representation of (<y>256||<x>256)
 130    from [GOST3410], ch.  5.3.
 131
 132    The only valid value for both parameters octets is 0.
 133    Other parameters octets values are reserved for future use.
 134
 135    Corresponding public key parameters are those identified by
 136    id-GostR3410-2001-CryptoPro-A-ParamSet (1.2.643.2.2.35.1) [RFC4357],
 137    and the digest parameters are those identified by
 138    id-GostR3411-94-CryptoProParamSet (1.2.643.2.2.30.1) [RFC4357].
 139
 140 2.1.  Using a public key with existing cryptographic libraries
 141
 142    Existing GOST-aware cryptographic libraries at the time of this
 143    document writing are capable to read GOST public keys via a generic
 144    X509 API if the key is encoded according to RFC 4491 [RFC4491],
 145    section 2.3.2.
 146
 147    To make this encoding from the wire format of a GOST public key
 148    with the parameters used in this document, prepend the last 64 octets
 149    of key data (in other words, substitute first two parameter octets)
 150    with the following 37-byte sequence:
 151
 152    0x30 0x63 0x30 0x1c 0x06 0x06 0x2a 0x85 0x03 0x02 0x02 0x13 0x30
 153    0x12 0x06 0x07 0x2a 0x85 0x03 0x02 0x02 0x23 0x01 0x06 0x07 0x2a
 154    0x85 0x03 0x02 0x02 0x1e 0x01 0x03 0x43 0x00 0x04 0x40
 155
 156 2.2.  GOST DNSKEY RR Example
 157
 158    Given a private key with the following value (the value of GostAsn1
 159    field is split here into two lines to simplify reading; in the
 160    private key file it must be in one line):
 161
 162    Private-key-format: v1.2
 163    Algorithm: {TBA1} (GOST)
 164    GostAsn1: MEUCAQAwHAYGKoUDAgITMBIGByqFAwICIwEGByqFAwICHgEEIgQgV/S
 165              2FXdMtzKJBehZvjF4lVSx6m66TwqSe/MFwKSH/3E=
 166
 167 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 3]\f
 168
 169    The following DNSKEY RR stores a DNS zone key for example.net
 170
 171    example.net. 86400 IN DNSKEY 256 3 {TBA1} (
 172                                 AADMrbi2vAs4hklTmmzGE3WWNtJ8Dll0u0jq
 173                                 tGRbNKeJguZQj/9EpGWmQK9hekPiPlzH2Ph6
 174                                 yB7i836EfzmJo5LP
 175                                 ) ; key id = 15820
 176
 177 3.  RRSIG Resource Records
 178
 179    The value of the signature field in the RRSIG RR follows RFC 4490
 180    [RFC4490] and is calculated as follows.  The values for the RDATA
 181    fields that precede the signature data are specified
 182    in RFC 4034 [RFC4034].
 183
 184    hash = GOSTR3411(data)
 185
 186    where "data" is the wire format data of the resource record set
 187    that is signed, as specified in RFC 4034 [RFC4034].
 188
 189    Hash MUST be calculated with GOST R 34.11-94 parameters identified
 190    by id-GostR3411-94-CryptoProParamSet [RFC4357].
 191
 192    Signature is calculated from the hash according to the
 193    GOST R 34.10-2001 standard and its wire format is compatible with
 194    RFC 4490 [RFC4490].
 195
 196    Quoting RFC 4490:
 197
 198    "The signature algorithm GOST R 34.10-2001 generates a digital
 199    signature in the form of two 256-bit numbers, r and s.  Its octet
 200    string representation consists of 64 octets, where the first 32
 201    octets contain the big-endian representation of s and the second 32
 202    octets contain the big-endian representation of r."
 203
 204 3.1. RRSIG RR Example
 205
 206    With the private key from section 2.2 sign the following RRSet,
 207    consisting of one A record:
 208
 209    www.example.net. 3600 IN A 192.0.2.1
 210
 211    Setting the inception date to 2000-01-01 00:00:00 UTC and the
 212    expiration date to 2030-01-01 00:00:00 UTC, the following signature
 213    should be created (assuming {TBA1}==249 until proper code is
 214    assigned by IANA)
 215
 216    www.example.net. 3600 IN RRSIG A {TBA1} 3 3600 20300101000000 (
 217                                   20000101000000 15820 example.net.
 218                                   2MIsZWtEx6pcfQrdl376B8sFg0qxsR8XMHpl
 219                                   jHh+V6U7Qte7WwI4C3Z1nFMRVf//C9rO2dGB
 220                                   rdp+C7wVoOHBqA== )
 221
 222 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 4]\f
 223
 224   Note: Several GOST signatures calculated for the same message text
 225    differ because of using of a random element is used in signature
 226    generation process.
 227
 228 4.  DS Resource Records
 229
 230    GOST R 34.11-94 digest algorithm is denoted in DS RRs by the digest
 231    type {TBA2}.The wire format of a digest value is compatible with
 232    RFC4490 [RFC4490], that is digest is in little-endian representation.
 233
 234
 235    The digest MUST always be calculated with GOST R 34.11-94 parameters
 236    identified by id-GostR3411-94-CryptoProParamSet [RFC4357].
 237
 238 4.1. DS RR Example
 239
 240    For key signing key (assuming {TBA1}==249 until proper code is
 241    assigned by IANA)
 242
 243    example.net. 86400   DNSKEY  257 3 {TBA1} (
 244                                 AAADr5vmKVdXo780hSRU1YZYWuMZUbEe9R7C
 245                                 RRLc7Wj2osDXv2XbCnIpTUx8dVLnLKmDBquu
 246                                 9tCz5oSsZl0cL0R2
 247                                 ) ; key id = 21649
 248
 249    The DS RR will be
 250
 251    example.net. 3600 IN DS 21649 {TBA1} {TBA2} (
 252              A8146F448569F30B91255BA8E98DE14B18569A524C49593ADCA4103A
 253              A44649C6 )
 254
 255 5.  Deployment Considerations
 256
 257 5.1.  Key Sizes
 258
 259    According to RFC4357 [RFC4357], the key size of GOST public keys
 260    MUST be 512 bits.
 261
 262 5.2.  Signature Sizes
 263
 264    According to the GOST signature algorithm specification [GOST3410],
 265    the size of a GOST signature is 512 bits.
 266
 267 5.3.  Digest Sizes
 268
 269    According to the GOST R 34.11-94 [GOST3411], the size of a GOST
 270    digest is 256 bits.
 271
 272 6.  Implementation Considerations
 273
 274 6.1.  Support for GOST signatures
 275
 276    DNSSEC aware implementations SHOULD be able to support RRSIG and
 277    DNSKEY resource records created with the GOST algorithms as
 278    defined in this document.
 279
 280 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 5]\f
 281
 282 6.2.  Support for NSEC3 Denial of Existence
 283
 284     Any DNSSEC-GOST implementation is required to have either NSEC or
 285     NSEC3 support.
 286
 287 6.3  Byte order
 288
 289     Due to the fact that all existing industry implementations of GOST
 290     cryptographic libraries are returning GOST blobs in little-endian
 291     format and in order to avoid the necessity for DNSSEC developers
 292     to handle different cryptographic algorithms differently, it was
 293     chosen to send these blobs on the wire "as is" without
 294     transformation of endianness.
 295
 296 7.  Security considerations
 297
 298     Currently, the cryptographic resistance of the GOST 34.10-2001
 299     digital signature algorithm is estimated as 2**128 operations
 300     of multiple elliptic curve point computations on prime modulus
 301     of order 2**256.
 302
 303
 304     Currently, the cryptographic resistance of GOST 34.11-94 hash
 305     algorithm is estimated as 2**128 operations of computations of a
 306     step hash function. (There is known method to reduce this
 307     estimate to 2**105 operations, but it demands padding the
 308     colliding message with 1024 random bit blocks each of 256 bit
 309     length, thus it cannot be used in any practical implementation).
 310
 311 8.  IANA Considerations
 312
 313    This document updates the IANA registry "DNS Security Algorithm
 314    Numbers [RFC4034]"
 315    (http://www.iana.org/assignments/dns-sec-alg-numbers).
 316    The following entries are added to the registry:
 317                                      Zone    Trans.
 318    Value  Algorithm         Mnemonic Signing Sec.  References   Status
 319    {TBA1} GOST R 34.10-2001 GOST     Y       *     (this memo)  OPTIONAL
 320
 321    This document updates the RFC 4034 Digest Types assignment
 322    (section A.2)by adding the value and status for the GOST R 34.11-94
 323    algorithm:
 324
 325    Value   Algorithm        Status
 326    {TBA2}  GOST R 34.11-94  OPTIONAL
 327
 328 9. Acknowledgments
 329
 330    This document is a minor extension to RFC 4034 [RFC4034].  Also, we
 331    tried to follow the documents RFC 3110 [RFC3110], RFC 4509 [RFC4509],
 332    and RFC 4357 [RFC4357] for consistency. The authors of and
 333    contributors to these documents are gratefully acknowledged for
 334    their hard work.
 335
 336 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 6]\f
 337
 338    The following people provided additional feedback and text: Dmitry
 339    Burkov, Jaap Akkerhuis, Olafur Gundmundsson, Jelte Jansen
 340    and Wouter Wijngaards.
 341
 342
 343 10.  References
 344
 345 10.1.  Normative References
 346
 347    [RFC2119]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
 348               Requirement Levels", RFC 2119, March 1997.
 349
 350    [RFC3110]  Eastlake D., "RSA/SHA-1 SIGs and RSA KEYs in the Domain
 351               Name System (DNS)", RFC 3110, May 2001.
 352
 353    [RFC4033]  Arends R., Austein R., Larson M., Massey D., and S.
 354               Rose, "DNS Security Introduction and Requirements",
 355               RFC 4033, March 2005.
 356
 357    [RFC4034]  Arends R., Austein R., Larson M., Massey D., and S.
 358               Rose, "Resource Records for the DNS Security Extensions",
 359               RFC 4034, March 2005.
 360
 361    [RFC4035]  Arends R., Austein R., Larson M., Massey D., and S.
 362               Rose, "Protocol Modifications for the DNS Security
 363               Extensions", RFC 4035, March 2005.
 364
 365    [GOST3410] "Information technology.  Cryptographic data security.
 366               Signature and verification processes of [electronic]
 367               digital signature.", GOST R 34.10-2001, Gosudarstvennyi
 368               Standard of Russian Federation, Government Committee of
 369               the Russia for Standards, 2001.  (In Russian)
 370
 371    [GOST3411] "Information technology.  Cryptographic Data Security.
 372               Hashing function.", GOST R 34.11-94, Gosudarstvennyi
 373               Standard of Russian Federation, Government Committee of
 374               the Russia for Standards, 1994.  (In Russian)
 375
 376    [RFC4357] Popov V., Kurepkin I., and S. Leontiev, "Additional
 377              Cryptographic Algorithms for Use with GOST 28147-89,
 378              GOST R 34.10-94, GOST R 34.10-2001, and GOST R 34.11-94
 379              Algorithms", RFC 4357, January 2006.
 380
 381    [RFC4490] S. Leontiev and G. Chudov, "Using the GOST 28147-89,
 382              GOST R 34.11-94, GOST R 34.10-94, and GOST R 34.10-2001
 383              Algorithms with Cryptographic Message Syntax (CMS)",
 384              RFC 4490, May 2006.
 385
 386    [RFC4491] S. Leontiev and D. Shefanovski, "Using the GOST
 387              R 34.10-94, GOST R 34.10-2001, and GOST R 34.11-94
 388              Algorithms with the Internet X.509 Public Key
 389              Infrastructure Certificate and CRL Profile", RFC 4491,
 390              May 2006.
 391
 392 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010               [Page 7]\f
 393
 394
 395 10.2.  Informative References
 396
 397    [RFC4509]  Hardaker W., "Use of SHA-256 in DNSSEC Delegation Signer
 398               (DS) Resource Records (RRs)", RFC 4509, May 2006.
 399
 400    [DRAFT1]   Dolmatov V., Kabelev D., Ustinov I., Vyshensky S.,
 401               "GOST R 34.10-2001 digital signature algorithm"
 402               draft-dolmatov-cryptocom-gost34102001-06, 11.10.09
 403               work in progress.
 404
 405
 406    [DRAFT2]   Dolmatov V., Kabelev D., Ustinov I., Vyshensky S.,
 407               "GOST R 34.11-94 Hash function algorithm"
 408               draft-dolmatov-cryptocom-gost341194-04, 11.10.09
 409               work in progress.
 410
 411    [DRAFT3]   Dolmatov V., Kabelev D., Ustinov I., Emelyanova I.,
 412               "GOST 28147-89 encryption, decryption and MAC algorithms"
 413               draft-dolmatov-cryptocom-gost2814789-04, 11.10.09
 414               work in progress.
 415
 416 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 8]\f
 417
 418
 419 Authors' Addresses
 420
 421
 422 Vasily Dolmatov, Ed.
 423 Cryptocom Ltd.
 424 Kedrova 14, bld.2
 425 Moscow, 117218, Russian Federation
 426
 427 EMail: dol@cryptocom.ru
 428
 429 Artem Chuprina
 430 Cryptocom Ltd.
 431 Kedrova 14, bld.2
 432 Moscow, 117218, Russian Federation
 433
 434 EMail: ran@cryptocom.ru
 435
 436 Igor Ustinov
 437 Cryptocom Ltd.
 438 Kedrova 14, bld.2
 439 Moscow, 117218, Russian Federation
 440
 441 EMail: igus@cryptocom.ru
 442
 443 V.Dolmatov              Expires May  30, 2010                [Page 9]\f
 444
 445
 446
 447
 448