全面解析防火墻技術(shù)

防火墻概念原理

在網(wǎng)絡(luò)中，所謂“防火墻”，是指一種將內(nèi)部網(wǎng)和公眾訪問網(wǎng)（如Internet）分開的方法，它實(shí)際上是一種隔離技術(shù)。防火墻是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)執(zhí)行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數(shù)據(jù)進(jìn)入你的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將你“不同意”的人和數(shù)據(jù)拒之門外，最大限度地阻止網(wǎng)絡(luò)中的黑客來(lái)訪問你的網(wǎng)絡(luò)。換句話說(shuō)，如果不通過(guò)防火墻，公司內(nèi)部的人就無(wú)法訪問Internet，Internet上的人也無(wú)法和公司內(nèi)部的人進(jìn)行通信。 防火墻（FireWall）成為近年來(lái)新興的保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)性措施。它是一種隔離控制技術(shù)，在某個(gè)機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)和不安全的網(wǎng)絡(luò)（如Internet）之間設(shè)置屏障，阻止對(duì)信息資源的非法訪問，也可以使用防火墻阻止重要信息從企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)上被非法輸出。作為Internet網(wǎng)的安全性保護(hù)軟件，F(xiàn)ireWall已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。通常企業(yè)為了維護(hù)內(nèi)部的信息系統(tǒng)安全，在企業(yè)網(wǎng)和Internet間設(shè)立FireWall軟件。企業(yè)信息系統(tǒng)對(duì)于來(lái)自Internet的訪問，采取有選擇的接收方式。它可以允許或禁止一類具體的IP地址訪問，也可以接收或拒絕TCP/IP上的某一類具體的應(yīng)用。如果在某一臺(tái)IP主機(jī)上有需要禁止的信息或危險(xiǎn)的用戶，則可以通過(guò)設(shè)置使用FireWall過(guò)濾掉從該主機(jī)發(fā)出的包。如果一個(gè)企業(yè)只是使用Internet的電子郵件和WWW服務(wù)器向外部提供信息，那么就可以在FireWall上設(shè)置使得只有這兩類應(yīng)用的數(shù)據(jù)包可以通過(guò)。這對(duì)于路由器來(lái)說(shuō)，就要不僅分析IP層的信息，而且還要進(jìn)一步了解TCP傳輸層甚至應(yīng)用層的信息以進(jìn)行取舍。FireWall一般安裝在路由器防火墻上以保護(hù)一個(gè)子網(wǎng)，也可以安裝在一臺(tái)主機(jī)上，保護(hù)這臺(tái)主機(jī)不受侵犯。

防火墻種類

從實(shí)現(xiàn)原理上分，防火墻的技術(shù)包括四大類：網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻（也叫包過(guò)濾型防火墻）、應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)、電路級(jí)網(wǎng)關(guān)和規(guī)則檢查防火墻。它們之間各有所長(zhǎng)，具體使用哪一種或是否混合使用，要看具體需要。

網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻

一般是基于源地址和目的地址、應(yīng)用、協(xié)議以及每個(gè)IP包的端口來(lái)作出通過(guò)與否的判斷。一個(gè)路由器便是一個(gè)“傳統(tǒng)”的網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻，大多數(shù)的路由器都能通過(guò)檢查這些信息來(lái)決定是否將所收到的包轉(zhuǎn)發(fā)，但它不能判斷出一個(gè)IP包來(lái)自何方，去向何處。防火墻檢查每一條規(guī)則直至發(fā)現(xiàn)包中的信息與某規(guī)則相符。如果沒有一條規(guī)則能符合，防火墻就會(huì)使用默認(rèn)規(guī)則，一般情況下，默認(rèn)規(guī)則就是要求防火墻丟棄該包。其次，通防火墻過(guò)定義基于TCP或UDP數(shù)據(jù)包的端口號(hào)，防火墻能夠判斷是否允許建立特定的連接，如Telnet、FTP連接。

應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)

應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)能夠檢查進(jìn)出的數(shù)據(jù)包，通過(guò)網(wǎng)關(guān)復(fù)制傳遞數(shù)據(jù)，防止在受信任服務(wù)器和客戶機(jī)與不受信任的主機(jī)間直接建立聯(lián)系。應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)能夠理解應(yīng)用層上的協(xié)議，能夠做復(fù)雜一些的訪問控制，并做精細(xì)的注冊(cè)和稽核。它針對(duì)特別的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)協(xié)議即數(shù)據(jù)過(guò)濾協(xié)議，并且能夠?qū)��?shù)據(jù)包分析并形成相關(guān)的報(bào)告。應(yīng)用網(wǎng)關(guān)對(duì)某些易于登錄和控制所有輸出輸入的通信的環(huán)境給予嚴(yán)格的控制，以防有價(jià)值的程序和數(shù)據(jù)被竊取。 在實(shí)際工作中，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)一般由專用工作站系統(tǒng)來(lái)完成。但每一種協(xié)議需要相應(yīng)的代理軟件，使用時(shí)工作量大，效率不如網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻。 應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)有較好的訪問控制，是目前最安全的防火墻技術(shù)，但實(shí)現(xiàn)困難，而且有的應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)缺乏“透明度”。在實(shí)際使用中，用戶在受信任的網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)防火墻訪問Internet時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)存在延遲并且必須進(jìn)行多次登錄（Login）才能訪問Internet或Intranet。

電路級(jí)網(wǎng)關(guān)

電路級(jí)網(wǎng)關(guān)用來(lái)監(jiān)控受信任的客戶或服務(wù)器與不受信任的主機(jī)間的TCP握手信息，這樣來(lái)決定該會(huì)話（Session）是否合法，電路級(jí)網(wǎng)關(guān)是在OSI模型中會(huì)話層上來(lái)過(guò)濾數(shù)據(jù)包，這樣比包過(guò)濾防火墻要高二層。電路級(jí)網(wǎng)關(guān)還提供一個(gè)重要的安全功能：代理服務(wù)器（Proxy Server）。代理服務(wù)器是設(shè)置在Internet防火墻網(wǎng)關(guān)的專用應(yīng)用級(jí)代碼。這種代理服務(wù)準(zhǔn)許網(wǎng)管員允許或拒絕特定的應(yīng)用程序或一個(gè)應(yīng)用的特定功能。包過(guò)濾技術(shù)和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)是通過(guò)特定的邏輯判斷來(lái)決定是否允許特定的數(shù)據(jù)包通過(guò)，一旦判斷條件滿足，防火墻內(nèi)部網(wǎng)防火墻絡(luò)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)便“暴露”在外來(lái)用戶面前，這就引入了代理服務(wù)的概念，即防火墻內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用層的“鏈接”由兩個(gè)終止于代理服務(wù)的“鏈接”來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就成功地實(shí)現(xiàn)了防火墻內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的隔離。同時(shí)，代理服務(wù)還可用于實(shí)施較強(qiáng)的數(shù)據(jù)流監(jiān)控、過(guò)濾、記錄和報(bào)告等功能。代理服務(wù)技術(shù)主要通過(guò)專用計(jì)算機(jī)硬件（如工作站）來(lái)承擔(dān)。

規(guī)則檢查防火墻

該防火墻結(jié)合了包過(guò)濾防火墻、電路級(jí)網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)的特點(diǎn)。它同包過(guò)濾防火墻一樣，規(guī)則檢查防火墻能夠在OSI網(wǎng)絡(luò)層上通過(guò)IP地址和端口號(hào)，過(guò)濾進(jìn)出的數(shù)據(jù)包。它也象電路級(jí)網(wǎng)關(guān)一樣，能夠檢查SYN和ACK標(biāo)記和序列數(shù)字是否邏輯有序。當(dāng)然它也象應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)一樣，可以在OSI應(yīng)用層上檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，查看這些內(nèi)容是否能符合企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全規(guī)則。規(guī)則檢查防火墻雖然集成前三者的特點(diǎn)，但是不同于一個(gè)應(yīng)用級(jí)網(wǎng)防火墻關(guān)的是，它并不打破客戶機(jī)/服務(wù)器模式來(lái)分析應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，它允許受信任的客戶機(jī)和不受信任的主機(jī)建立直接連接。規(guī)則檢查防火墻不依靠與應(yīng)用層有關(guān)的代理，而是依靠某種算法來(lái)識(shí)別進(jìn)出的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，這些算法通過(guò)已知合法數(shù)據(jù)包的模式來(lái)比較進(jìn)出數(shù)據(jù)包，這樣從理論上就能比應(yīng)用級(jí)代理在過(guò)濾數(shù)據(jù)包上更有效。

防火墻的使用

防火墻具有很好的保護(hù)作用。入侵者必須首先穿越防火墻的安全防線，才能接觸目標(biāo)計(jì)算機(jī)。你可以將防火墻配置成許多不同保護(hù)級(jí)別。高級(jí)別的保護(hù)可能會(huì)禁止一些服務(wù)，如視頻流等，但至少這是你自己的保護(hù)選擇。 在具體應(yīng)用防火墻技術(shù)時(shí)，還要考慮到兩個(gè)方面： 一是防火墻是不能防病毒的，盡管有不少的防火墻產(chǎn)品聲稱其具有這個(gè)功能。 二是防火墻技術(shù)的另外一個(gè)弱點(diǎn)在于數(shù)據(jù)在防火墻之間的更新是一個(gè)難題，如果延遲太大將無(wú)法支持實(shí)時(shí)服務(wù)請(qǐng)求。并且，防火墻采用濾波技術(shù)，濾波通常使網(wǎng)絡(luò)的性能降低50%以上，如果為了改善網(wǎng)絡(luò)性能而購(gòu)置高速路由器，又會(huì)大大提高經(jīng)濟(jì)預(yù)算。　總之，防火墻是企業(yè)網(wǎng)安全問題的流行方案，即把公共數(shù)據(jù)和服務(wù)置于防火墻外，使其對(duì)防火墻內(nèi)部資源的訪問受到限制。作為一種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，防火墻具有簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)，并且透明度高，可以在不修改原有網(wǎng)防火墻絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的情況下達(dá)到一定的安全要求。

防火墻功能

防火墻對(duì)流經(jīng)它的網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行掃描，這樣能夠過(guò)濾掉一些攻擊，以免其在目標(biāo)計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行。防火墻還可以關(guān)閉不使用的端口。而且它還能禁止特定端口的流出通信，封鎖特洛伊木馬。最后，它可以禁止來(lái)自特殊站點(diǎn)的訪問，從而防止來(lái)自不明入侵者的所有通信。

網(wǎng)絡(luò)安全的屏障

一個(gè)防火墻（作為阻塞點(diǎn)、控制點(diǎn)）能極大地提高一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性，并通過(guò)過(guò)濾不安全的服務(wù)而降低風(fēng)險(xiǎn)。由于只有經(jīng)過(guò)精心選擇的應(yīng)用協(xié)議才能通過(guò)防火墻，所以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更安全。如防火墻可以禁止諸如眾所周知的不安全的NFS協(xié)議進(jìn)出受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，這樣外部的攻擊者就不可能利用這些脆弱的協(xié)議來(lái)攻擊內(nèi)防火墻部網(wǎng)絡(luò)。防火墻同時(shí)可以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受基于路由的攻擊，如IP選項(xiàng)中的源路由攻擊和ICMP重定向中的重定向路徑。防火墻應(yīng)該可以拒絕所有以上類型攻擊的報(bào)文并通知防火墻管理員。

強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全策略

通過(guò)以防火墻為中心的安全方案配置，能將所有安全軟件（如口令、加密、身份認(rèn)證、審計(jì)等）配置在防火墻上。與將網(wǎng)絡(luò)安全問題分散到各個(gè)主機(jī)上相比，防火墻的集中安全管理更經(jīng)濟(jì)。例如在網(wǎng)絡(luò)訪問時(shí)，一次一密口令系統(tǒng)和其它的身份認(rèn)證系統(tǒng)完全可以不必分散在各個(gè)主機(jī)上，而集中在防火墻一身上。

監(jiān)控審計(jì)

如果所有的訪問都經(jīng)過(guò)防火墻，那么，防火墻就能記錄下這些訪問并作出日志記錄，同時(shí)也能提供網(wǎng)絡(luò)使用情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生可疑動(dòng)作時(shí)，防火墻能進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱?bào)警，并提供網(wǎng)絡(luò)是否受到監(jiān)測(cè)和攻擊的詳細(xì)信息。另外，收集一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用和誤用情況也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墻是否能夠抵擋攻擊者的探測(cè)和攻擊，并且清楚防火墻的控制是否充足。而網(wǎng)絡(luò)使用統(tǒng)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求分析和威脅分析等而言也是非常重要的。

防止內(nèi)部信息的外泄

通過(guò)利用防火墻對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的劃分，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)重點(diǎn)網(wǎng)段的隔離，從而限制了局部重點(diǎn)或敏感網(wǎng)絡(luò)安全問題對(duì)全局網(wǎng)絡(luò)造成的影響。再者，隱私是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)非常關(guān)心的問題，一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中不引人注意的細(xì)節(jié)可能包含了有關(guān)安全的線索而引起外部攻擊者的興趣，甚至因此而暴漏了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的某些安全漏洞。使用防火墻就可以隱蔽那些透漏內(nèi)部細(xì)節(jié)如Finger，DNS等服務(wù)。Finger顯示了主機(jī)的所有用戶的注冊(cè)名、真名，最后登錄時(shí)間和使用shell類型等。但是Finger顯示的信息非常容易被攻擊者所獲悉。攻擊者可以知道一個(gè)系統(tǒng)使用的頻繁程度，這個(gè)系統(tǒng)是否有用戶正在連線上網(wǎng)，這個(gè)系統(tǒng)是否在被攻擊時(shí)引起注意等等。

防火墻可以同樣阻塞有關(guān)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的DNS信息，這樣一臺(tái)主機(jī)的域名和IP地址就不會(huì)被外界所了解。除了安全作用，防火墻還支持具有Internet服務(wù)特性的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系VPN（虛擬專用網(wǎng)）。

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