什么是防火墙?
防火墙就是一种过滤塞(目前你这么理解不算错),你可以让你喜欢的东西通过这个塞子,别的玩意都统统过滤掉。在网络的世界里,要由防火墙过滤的就是承载通信数据的通信包。
天下的防火墙至少都会说两个词:Yes或者No。直接说就是接受或者拒绝。最简单的防火墙是以太网桥。但几乎没有人会认为这种原始防火墙能管多大用。大多数防火墙采用的技术和标准可谓五花八门。这些防火墙的形式多种多样:有的取代系统上已经装备的TCP/IP协议栈;有的在已有的协议栈上建立自己的软件模块;有的干脆就是独立的一套操作系统。还有一些应用型的防火墙只对特定类型的网络连接提供保护(比如SMTP或者HTTP协议等)。还有一些基于硬件的防火墙产品其实应该归入安全路由器一类。以上的产品都可以叫做防火墙,因为他们的工作方式都是一样的:分析出入防火墙的数据包,决定放行还是把他们扔到一边。
所有的防火墙都具有IP地址过滤功能。这项任务要检查IP包头,根据其IP源地址和目标地址作出放行/丢弃决定。看看下面这张图,两个网段之间隔了一个防火墙,防火墙的一端有台UNIX计算机,另一边的网段则摆了台PC客户机。
2. 网络防火墙的作用是什么
防火墙(Firewall)是指一个由软件或硬件设备组合而成,处于企业或网络群体电脑与外界通道之间,用来加强因特网与内部网之间安全防范的一个或一组系统。它控制网络内外的信息交流,提供接入控制和审查跟踪,是一种访问控制机制。
一般防火墙具备以下特点:
广泛的服务支持。通过将动态的、应用层的过滤能力和认证相结合,可实现WWW浏览、HTIP服务、FIP服务等;通过对专用数据的加密支持,保证通过Internet进行的虚拟专用网商务活动不受破坏;客户端认证只允许指定的用户访问内部网络或选择服务,是企业本地网与分支机构、商业伙伴和移动用户间安全通信的附加部分;反欺骗。欺骗是从外部获取网络访问权的常用手段,它使数据包好象来自网络内部。防火墙能监视这样的数据包并能扔掉它们。
防火墙的设置有两条原则:一是“凡是未被准许的就是禁止的”。另一条策略与此正好相反,它坚持“凡是未被禁止的就是允许的”。防火墙先是转发所有的信息,起初这堵墙几乎不起作用,如同虚设;然后再逐项剔除有害的内容,被禁止的内容越多,防火墙的作用就越大。在此策略下,网络的灵活性得到完整地保留。但是就怕漏过的信息太多,使安全风险加大,并且网络管理者往往疲于奔命,工作量增大。
正因为安全领域中有许多变动的因素,所以安全策略的制定不应建立在静态的基础上。在制定防火墙安全规则时,应符合“可适应性的安全管理”模型的原则,即:
安全=风险分析+执行策略+系统实施+漏洞监测+实时响应从而满足综合性与整体性相结合的要求。
现有的防火墙技术主要有两大类:数据包过滤技术和代理服务技术。第一类是数据包过滤技术(PacketFilter)。它是在网络层对数据包实施有选择的放行。第二类是代理服务技术(ProXyService)。这是一种基于代理服务器的防火墙技术,通常由两部分构成--客户与代理服务器连接,代理服务器再与外部服务器连接,而内部网络与外部网络之间没有直接的连接关系。
防火墙是有其局限性的:
防火墙不能防止绕过防火墙的攻击。比如,一个企业内联网设置了防火墙,但是该网络的一个用户基于某种理由另外直接与网络的服务提供商连接,绕过了企业内联网的保护,为该网留下了一个供人攻击的后门,成了一个潜在的安全隐患。
防火墙经不起人为因素的攻击。由于防火墙对网络安全实施单点挖掘,因此可能受到黑客们的攻击。像企业内联网由于管理原因造成的人为破坏,防火墙是无能为力的。
防火墙不能保证数据的秘密性,不能对数据进行鉴别,也不能保证网络不受病毒的攻击。任何防火墙不可能对通过的数据流中每一个文件进行扫描检查病毒。
目前市场上很多流行的安全设备都属于静态安全技术范畴,如防火墙和系统外壳等外围保护设备。外围保护设备针对的是来自系统外部的攻击,一旦外部侵入者进入了系统,他们便不受任何阻挡。认证手段也与此类似,一旦侵入者骗过了认证系统,那么侵入者便成为系统的内部人员。传统防火墙的缺点在于无法做到安全与速度同步提高,一旦考虑到安全因素而对网络数据流量进行深入检测和分析,那么网络传输速度势必受到影响。
静态安全技术的缺点是需要人工来实施和维护,不能主动跟踪侵入者。传统的防火墙产品就是典型的这类产品。其高昂的维护费用和对网络性能的影响,任何人都无法回避。系统管理员需要专门的安全分析软件和技术来确定防火墙是否受到攻击。
针对静态安全技术的不足,许多世界网络安全和管理专家都提出了各自的解决方案,如NAI为传统的防火墙技术做出了重要的补充和强化,其最新的防火墙系统GauntletFirewa113.0forwindowsNT包含了NAI技术专家多年来的研究成果“自适应代理技术”等。
3. 简述计算机网络安全技术中“防火墙”(firewall)的基本功能及技术分类。
一 防火墙基本原理
首先,我们需要了解一些基本的防火墙实现原理。防火墙目前主要分包过滤,和状态检测的包过滤,应用层代理防火墙。但是他们的基本实现都是类似的。
│ │---路由器-----网卡│防火墙│网卡│----------内部网络│ │
防火墙一般有两个以上的网络卡,一个连到外部(router),另一个是连到内部网络。当打开主机网络转发功能时,两个网卡间的网络通讯能直接通过。当有防火墙时,他好比插在网卡之间,对所有的网络通讯进行控制。
说到访问控制,这是防火墙的核心了:),防火墙主要通过一个访问控制表来判断的,他的形式一般是一连串的如下规则:
1 accept from+ 源地址,端口 to+ 目的地址,端口+ 采取的动作
2 deny ...........(deny就是拒绝。。)
3 nat ............(nat是地址转换。后面说)
防火墙在网络层(包括以下的炼路层)接受到网络数据包后,就从上面的规则连表一条一条地匹配,如果符合就执行预先安排的动作了!如丢弃包。。。。
但是,不同的防火墙,在判断攻击行为时,有实现上的差别。下面结合实现原理说说可能的攻击。
二 攻击包过滤防火墙
包过滤防火墙是最简单的一种了,它在网络层截获网络数据包,根据防火墙的规则表,来检测攻击行为。他根据数据包的源IP地址;目的IP地址;TCP/UDP源端口;TCP/UDP目的端口来过滤!!很容易受到如下攻击:
1 ip 欺骗攻击:
这种攻击,主要是修改数据包的源,目的地址和端口,模仿一些合法的数据包来骗过防火墙的检测。如:外部攻击者,将他的数据报源地址改为内部网络地址,防火墙看到是合法地址就放行了:)。可是,如果防火墙能结合接口,地址来匹配,这种攻击就不能成功了:(
2 d.o.s拒绝服务攻击
简单的包过滤防火墙不能跟踪 tcp的状态,很容易受到拒绝服务攻击,一旦防火墙受到d.o.s攻击,他可能会忙于处理,而忘记了他自己的过滤功能。:)你就可以饶过了,不过这样攻击还很少的。!
3 分片攻击
这种攻击的原理是:在IP的分片包中,所有的分片包用一个分片偏移字段标志分片包的顺序,但是,只有第一个分片包含有TCP端口号的信息。当IP分片包通过分组过滤防火墙时,防火墙只根据第一个分片包的Tcp信息判断是否允许通过,而其他后续的分片不作防火墙检测,直接让它们通过。
这样,攻击者就可以通过先发送第一个合法的IP分片,骗过防火墙的检测,接着封装了恶意数据的后续分片包就可以直接穿透防火墙,直接到达内部网络主机,从而威胁网络和主机的安全。
4 木马攻击
对于包过滤防火墙最有效的攻击就是木马了,一但你在内部网络安装了木马,防火墙基本上是无能为力的。
原因是:包过滤防火墙一般只过滤低端口(1-1024),而高端口他不可能过滤的(因为,一些服务要用到高端口,因此防火墙不能关闭高端口的),所以很多的木马都在高端口打开等待,如冰河,subseven等。。。
但是木马攻击的前提是必须先上传,运行木马,对于简单的包过滤防火墙来说,是容易做的。这里不写这个了。大概就是利用内部网络主机开放的服务漏洞。
早期的防火墙都是这种简单的包过滤型的,到现在已很少了,不过也有。现在的包过滤采用的是状态检测技术,下面谈谈状态检测的包过滤防火墙。状态检测技术最早是checkpoint提出的,在国内的许多防火墙都声称实现了状态检测技术。
可是:)很多是没有实现的。到底什么是状态检测?
一句话,状态检测就是从tcp连接的建立到终止都跟踪检测的技术。
原先的包过滤,是拿一个一个单独的数据包来匹配规则的。可是我们知道,同一个tcp连接,他的数据包是前后关联的,先是syn包,-》数据包=》fin包。数据包的前后序列号是相关的。
如果割裂这些关系,单独的过滤数据包,很容易被精心够造的攻击数据包欺骗!!!如nmap的攻击扫描,就有利用syn包,fin包,reset包来探测防火墙后面的网络。!
相反,一个完全的状态检测防火墙,他在发起连接就判断,如果符合规则,就在内存登记了这个连接的状态信息(地址,port,选项。。),后续的属于同一个连接的数据包,就不需要在检测了。直接通过。而一些精心够造的攻击数据包由于没有在内存登记相应的状态信息,都被丢弃了。这样这些攻击数据包,就不能饶过防火墙了。
说状态检测必须提到动态规则技术。在状态检测里,采用动态规则技术,原先高端口的问题就可以解决了。实现原理是:平时,防火墙可以过滤内部网络的所有端口(1-65535),外部攻击者难于发现入侵的切入点,可是为了不影响正常的服务,防火墙一但检测到服务必须开放高端口时,如(ftp协议,irc等),防火墙在内存就可以动态地天加一条规则打开相关的高端口。等服务完成后,这条规则就又被防火墙删除。这样,既保障了安全,又不影响正常服务,速度也快。!
一般来说,完全实现了状态检测技术防火墙,智能性都比较高,一些扫描攻击还能自动的反应,因此,攻击者要很小心才不会被发现。
但是,也有不少的攻击手段对付这种防火墙的。