DNS CCA记录与SSL证书申请

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发布日期: 2022-08-02

更新日期: 2024-04-03

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引入

之前在聊聊证书中提到，在申请时遇到了Type: caa Detail: CAA record for domain.cn prevents issuance问题。到底CAA是什么，为什么当时不能申请证书？真的是挖了好久的一个坑，发现最近一直都在填坑诶，这次我们来解释一下这个问题。

CAA(Certification Authority Authorization，即证书颁发机构授权)是一项防止HTTPS证书错误签发的安全措施，于2013年1月通过互联网工程任务组(IETF)的批准列为RFC6844，2017年3月，CA浏览器论坛投票通过187号提案，要求CA机构从2017年9月8日起执行CAA强制性检查。

CAA标准是指域名所有者在其域名DNS记录的CAA字段中，授权指定CA机构为其域名签发证书，CA机构签发证书时强制性检查CAA记录，如果检查发现未获得授权，将拒绝为该域名签发证书，从而防止未授权HTTPS证书错误签发。如果域名所有者没有为其域名设置CAA记录，那么任何CA都可以为其域名颁发证书。

要顺利执行CAA标准，需要三方共同完成：

DNS服务商：升级DNS系统使其支持CAA记录设置;

域名所有者：在DNS记录的CAA字段中，授权指定的几家CA机构为域名签发证书;

CA机构： CA机构签发证书之前，强制性检查DNS CAA记录。

这是沃通在2017年的一篇资讯，介绍了CAA的作用，简单来讲就是域名证书的申请，要进一步的进行约束。证书的发放，会使得获得私钥的人有代表证书持有人的身份，如果让第三方在持有人不知道的情况下申请，则会带来不必要的麻烦。因此IETF组织认为有必要让域名持有者认定，自己的域名到底可以让哪些证书颁发机构CA（Certification Authority）签发，则白名单之外的CA则不能签发，以起到对域名持有者的保护作用。

CAA记录的构成

先简单介绍一下CAA记录长什么样子。根据规范，一条CAA记录可以用CAA <flag> <tag> <value>表示，是由一个标志字节的<flag>和一个被称为属性的 <tag>-<value>（标签-值）对组成。每个标签的意义和范围如下：

标签	描述
flag	可填写0或128，用于标志认证机构。默认情况下填写0，表示如果颁发证书机构无法识别本条信息，进行忽略。
tag	支持 issue、issuewild 和 iodef。
value	CA 的域名或用于违规通知的电子邮箱。

而定义的tag标签的意义如下：

字段	说明
issue	CA 授权单个证书颁发机构发布的任何类型域名证书。
issuewild	CA 授权单个证书颁发机构发布主机名的通配符证书。
iodef	CA 可以将违规的颁发记录 URL 发送给某个电子邮箱。

CAA记录的检索规则

根据cab论坛的文章，设被查询的域名为X，X域名直接关联CAA记录为CAA(X)，X域名CNAME指向的域名为A(X)，X域名父级域名（如a.b.com的父级域名为b.com，而b.com没有父级域名）为P(X)，则检索规则如下：

如CAA(X)直接存在，则返回CAA(X)
若A(X)存在，在规定的步数（最少8步）内不能找到X在CNAME链条的最终域名A^n^(X)，则返回报错 CNAME reaches the maximum number of 8
若A(X)存在，在规定的步数（最少8步）内能找到X在CNAME链条的最终域名A^n^(X)，而且CAA(A^n^(X))存在，则返回CAA(A^n^(X))
若X不为主域名xxx.com，且CAA(P(X))存在，则返回CAA(P(X))，否则依次找CAA(P(P(X)))等，直到检索主域名的CAA记录
如第四步找不到CAA记录，返回空

用Python代码写起来就是

# step 1 & 3
step = 8
target = X
while step >= 0:
    if A(target) is null:
        break
    target = A(target)
    step -= 1
# step 2
if step < 0:
    return error("CNAME reaches the maximum number of 8.")
if CAA(target) is not null:
    return CAA(target)
# step 4
while P(X) is not null:
    if CAA(P(X)) is not null:
        return CAA(P(X))
    X = P(X)
# step 5
return null

可能有的人想问了，如果在第3步中，CNAME链条的某个域名配置了CAA记录呢？根据测试，CNAME和CAA记录不共存，在DNSPods添加记录时会报错。

失误的复现

当时申请的是*.oops-sdu.cn及oops-sdu.cn域名的SSL证书，而oops-sdu.cn设置的是oops-sdu.github.io的CNAME解析。根据上面的规则，CA会查询oops-sdu.github.io的CAA记录，查询结果如下：

;; ANSWER SECTION:
oops-sdu.github.io.     3600    IN      CAA     0 issue "digicert.com"
oops-sdu.github.io.     3600    IN      CAA     0 issuewild "digicert.com"
oops-sdu.github.io.     3600    IN      CAA     0 issue "letsencrypt.org"

而根据上面的介绍，网站只允许digicert.com申请单域名及泛域名的证书，而letsencrypt.org只能申请单域名证书、不能申请泛域名证书。因此使用letsencrypt.org同时申请*.oops-sdu.cn及oops-sdu.cn是会失败的，不过只申请oops-sdu.cn会成功。当然，根据上述第四步，在子域名没有额外设置 CNAME 和 CAA 相关记录的时候，那么我们的子域名也会继承 apex 域名的 CAA 记录，使得子域名下还是只能单网站申请证书，不能申请子域名下的泛域名证书，影响还是蛮大的。同样，这也是意味着，在子域名没有额外设置 CNAME 和 CAA 相关记录的时候，在 apex 域名下的 CAA 限制会影响整个域名，尤其是对于不在 CAA 记录里许可的证书发行商。

其实，GitHub Pages在配置域名的时候，提起过对apex域名的解析配置方法。方法提出填写A记录和AAAA记录（IPv6），就是防止CAA记录被同步转移。其实同步转移的不只是CAA记录，TXT记录和MX记录（用于域名绑定企业邮箱）等记录也会被同步重定向（甚至有时候重定向的优先级更高，忽略域名本身的记录），因此提醒大家在配置@域名时慎重选择CNAME记录。

更新：阿里云和腾讯云的域名解析上，充分考虑到了域名CNAME影响MX和TXT记录的问题，于是他们分别对@主机的解析规则进行了一定的修改，并列出冲突的情况（见腾讯云冲突规则，腾讯云CNAME加速，阿里云冲突规则）。

设置CAA记录

虽然上面说2013年这个CAA就已经出现了，但是到2017年11月沃通资讯发布的时候，国内的DNS厂商还不支持CAA记录的添加。不过目前来看，国内阿里云、腾讯云都已经支持相关记录的添加了。

按照CAA <flag> <tag> <value>的规则，我们一般填写的时候，第一个直接写0，第二个从三个里选一个，例如issue，第三个要写一个英文引号引起来的域名"letsencrypt.org"，如果是邮箱则是mailto:email@icys.top，连起来则是0 issue "letsencrypt.org"，填写在属性值里即可。至于其他的项目，基本按默认填写即可。关于DNSPods配置CAA记录的文档，见CAA记录。