Zusammenfassung

  • Beim Replay eines Tages mit .nl-Anfragen lag der Median ungepolsterter Falcon-512-Signaturen bei 655 Byte, 11 Byte unter der festen Größe von 666 Byte. Dadurch passten nicht merklich mehr NOERROR-Antworten unter die Grenzen von 1.232 und 1.500 Byte.
  • Jede getestete NXDOMAIN-Antwort überschritt beide Grenzen. Mehrere signierte NSEC3-Beweise machten diese negativen Antworten groß; die Polsterung einer einzelnen Signatur war der kleinere Faktor.

Die Signatur schrumpfte um elf Byte. Die NXDOMAIN-Antwort blieb zu groß für ein einzelnes Paket. Diesen Abstand stellte Ginevra Fabrizio auf der RIPE 93 heraus: Die Signaturkurve sah besser aus, die vollständige DNS-Antwort wurde kaum kleiner.

Fabrizio forscht an der Universität Twente und präsentierte eine Arbeit mit SIDN-Kollegen. Das Paper erschien 2025 auf dem Applied Networking Research Workshop; am 29. Oktober 2026 erklärte sie den Formatvergleich in der DNS-Sitzung der RIPE 93. Die praktische Frage lautete: Passen dank einer etwas kleineren DNSSEC-Signatur mehr echte Antworten in ein einziges Paket?

DNSSEC signiert DNS-Daten, damit Resolver Herkunft und Integrität einer Antwort prüfen können. Eine negative Antwort kann mehrere NSEC3-Datensätze samt Signaturen enthalten, um die Nichtexistenz eines Namens zu belegen.

Das Team nutzte Anfragen, die autoritative .nl-Server innerhalb von 24 Stunden am 3. April 2025 erhalten hatten. Es entfernte die vorhandenen DNSSEC-Daten aus der Zonendatei, signierte zwei Testkopien mit Falcon-512 und spielte die aufgezeichneten Anfragen gegen NSD-Server zurück: eine Zone mit gepolsterten, eine mit ungepolsterten Signaturen. Gemessen wurden die Größen der häufigsten Antwortklassen NOERROR und NXDOMAIN. Falcon lief dabei nicht in der produktiven .nl-Zone.

Auf Ebene einzelner Signaturen gewinnt die Kompression. Gepolstertes Falcon-512 hat eine feste Größe von 666 Byte. In der Testzone lag der Median ohne Padding bei 655 Byte. Elf Byte sind messbar; ein DNS-Paket enthält zusätzlich den abgefragten Namen, DNS-Datensätze, DNSSEC-Beweise und deren Signaturen.

Die meisten NOERROR-Antworten blieben unter dem DNS-Nachrichtenbudget von 1.232 Byte und der in der Auswertung verwendeten Ethernet-MTU von 1.500 Byte. Ein kleinerer, aber relevanter Anteil lag darüber. Die Kurven für gepolsterte und ungepolsterte Signaturen lagen dicht beieinander. Der Formatwechsel brachte keine deutlich größere Zahl von Antworten unter die Grenze. Die meisten passten ohnehin; elf Byte änderten nur selten, auf welcher Seite der Linie eine Antwort landete.

Bei NXDOMAIN zeigte sich der schwierigere Fall. Eine signierte negative Antwort muss belegen, dass ein Name nicht existiert. In dieser Zone konnte der Beweis zwei oder drei NSEC3-Datensätze enthalten, jeder mit eigener Signatur. Das Replay ergab 113.348.878 NXDOMAIN-Antworten; alle überschritten beide Größengrenzen. Zwei signierte NSEC3-Beweise führten zu 2.269 bis 2.420 Byte, drei zu 3.075 bis 3.767 Byte. Die Signatur kam in ein Paket, das bereits mit Beweisen voll war.

Die NOERROR-Abfragegruppe ergab nach dem Replay 59.312.128 NOERROR-Antworten. Ihr Anteil oberhalb der Grenzen ist relevant, aber er entspricht nicht dem NXDOMAIN-Ergebnis: In der ersten Gruppe gab es Antworten auf beiden Seiten; in der zweiten überschritt jede getestete Antwort beide Grenzen. Die Größentabelle im Paper zeigt den Mechanismus. Ein weiterer signierter Beweis addiert Hunderte Byte; der Wechsel des Formats einer Signatur deutlich weniger.

Fabrizios Paper verglich außerdem die Längenvariation abgefragter Domainnamen mit der Größenvariation einer ungepolsterten Falcon-512-Signatur. Beide lagen in derselben Größenordnung. Damit wird der Kompressionsgewinn in die tatsächliche DNS-Rechnung eingeordnet: Namen variieren, Beweiszahlen variieren, und das Format einer Signatur bestimmt nicht die Größe der gesamten Antwort.

Die Autoren halten das feste gepolsterte Format wegen seiner Vorhersagbarkeit und geringerer Implementierungsfehler für möglicherweise vorzugswürdig. In der Fragerunde auf der RIPE 93 beschrieb Fabrizio Gleitkommaarithmetik als Implementierungsproblem und stellte sie dem erheblichen TCP-Fallback gegenüber. Padding verkleinert keine übergroße Antwort; es hält die Signaturlänge stabil, während die Beteiligten abwägen, ob ein kleiner durchschnittlicher Gewinn den zusätzlichen Implementierungsaufwand rechtfertigt.

Fabrizio sagte auch, sie und SIDN begännen einen Testaufbau für Lasten auf Resolver- und autoritativer Seite mit Falcon und ML-DSA. Die Ergebnisse waren zu frisch, um sie im Vortrag zu zeigen. Der nächste aussagekräftige Schritt wäre, Größenverteilungen mit echten TCP-Wiederholungen und Resolver-Latenzen zu verbinden. Das Paper hat weder rekursive Wiederholungen in der Produktion noch Ende-zu-Ende-Verzögerungen gemessen; solche Daten könnten die Betriebskosten der elf Byte verändern.

Die gemessene Trennung steht fest: Die meisten getesteten NOERROR-Antworten blieben unter den Grenzen, alle getesteten NXDOMAIN-Antworten lagen darüber. Eine spätere Falcon-Formatwahl für DNSSEC sollte Antwortform und Beweiszahl bewerten, nicht nur den Median einer Signatur.

Quellen

RIPE-93-Vortragsseite und Abstract · offizielles Sitzungstranskript · Publikationseintrag der University of Twente · Volltext-PDF im Repositorium der University of Twente