防火墙的安全性分析与配置指南

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　　一． 防火墙是什么?

6 N+ b8 {" q/ [8 S4 F" w% \　　所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方
& b% Q4 I9 T% L; Z  w, `5 p' q1 q法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制
8 V5 l, O6 T  D! K尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人
; b) a  R$ l5 l# D) X和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络，防止他们更
改、拷贝、毁坏你的重要信息。

$ f4 K- ], {/ V6 D8 e4 N　　二．防火墙的安全技术分析
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　　防火墙对网络的安全起到了一定的保护作用，但并非万无一失。通过对防火
" \) d9 i  M) e8 j/ J墙的基本原理和实现方式进行分析和研究，我对防火墙的安全性有如下几点认
7 z& u: w5 k( N% [7 Q( ^识。

1 Y  y/ T) N/ ]# G　　1．正确选用、合理配置防火墙非常不容易
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% l0 R& S9 Z9 M& q　　防火墙作为网络安全的一种防护手段，有多种实现方式。建立合理的防护系
4 ~/ g( m9 z: Z+ X统，配置有效的防火墙应遵循这样四个基本步骤：
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$ D2 k1 `( `  e$ h* p8 E2 ?$ b　　a. 风险分析；
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　　b. 需求分析；

　　c. 确立安全政策；

　　d. 选择准确的防护手段，并使之与安全政策保持一致。

　　然而，多数防火墙的设立没有或很少进行充分的风险分析和需求分析，而只
1 a% e7 X& i0 a1 h+ U是根据不很完备的安全政策选择了一种似乎能“满足”需要的防火墙，这样的防
火墙能否“防火”还是个问题。
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　　2．需要正确评估防火墙的失效状态

　　评价防火墙性能如何及能否起到安全防护作用，不仅要看它工作是否正常，
7 J( Y* `. `2 F能否阻挡或捕捉到恶意攻击和非法访问的蛛丝马纪，而且要看到一旦防火墙被攻
破，它的状态如何? 按级别来分，它应有这样四种状态：a.未受伤害能够继续正
常工作；b.关闭并重新启动，同时恢复到正常工作状态；c.关闭并禁止所有的数
据通行；d.关闭并允许所有的数据通行。
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　　前两种状态比较理想，而第四种最不安全。但是许多防火墙由于没有条件进
行失效状态测试和验证，无法确定其失效状态等级，因此网络必然存在安全隐
患。3.防火墙必须进行动态维护
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　　防火墙安装和投入使用后，并非万事大吉。要想充分发挥它的安全防护作
6 P% X+ M( _) P2 Z用，必须对它进行跟踪和维护，要与商家保持密切的联系，时刻注视商家的动
态。因为商家一旦发现其产品存在安全漏洞，就会尽快发布补救(Patch) 产品，
. l8 d1 V& X# A. M6 l此时应尽快确认真伪(防止特洛伊木马等病毒)，并对防火墙软件进行更新。
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　　4.目前很难对防火墙进行测试验证

　　防火墙能否起到防护作用，最根本、最有效的证明方法是对其进行测试，甚
! _& K1 s3 a/ o* _7 {/ G6 b至站在“黑客”的角度采用各种手段对防火墙进行攻击。然而具体执行时难度较
( I4 w' o, y1 N0 s: P0 x大：

　　a．防火墙性能测试目前还是一种很新的技术，尚无正式出版刊物，可用的
+ o# n/ ^# u/ b3 t& s5 N0 \工具和软件更是寥寥无几。据了解目前只有美国ISS公司提供有防火墙性能测试
的工具软件。

　　b．防火墙测试技术尚不先进，与防火墙设计并非完全吻合，使得测试工作
( i# D& \$ C7 P- ^6 D! I难以达到既定的效果。
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! C& S: O! _& ]4 H　　c.选择“谁”进行公正的测试也是一个问题。

　　可见，防火墙的性能测试决不是一件简单的事情，但这种测试又相当必要，
6 t4 P4 ^' W7 c( Q8 h进而提出这样一个问题：不进行测试，何以证明防火墙安全？
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　　5．非法攻击防火墙的基本“招数”

) ~, u! n+ O; a( b9 x0 s　　a．通常情况下，有效的攻击都是从相关的子网进行的。因为这些网址得到
了防火墙的信赖，虽说成功与否尚取决于机遇等其他因素，但对攻击者而言很值
7 q5 l) F1 l1 s% C) E4 G# u3 O7 {  l5 D得一试。下面我们以数据包过滤防火墙为例，简要描述可能的攻击过程。

% T: J) R( x) `/ y" L/ Y　　这种类型的防火墙以IP地址作为鉴别数据包是否允许其通过的条件，而这恰
1 R, }2 ]* \" o0 @+ `6 S$ b) I恰是实施攻击的突破口。许多防火墙软件无法识别数据包到底来自哪个网络接
口，因此攻击者无需表明进攻数据包的真正来源，只需伪装IP地址，取得目标的
信任，使其认为来自网络内部即可。IP地址欺骗攻击正是基于这类防火墙对IP地
址缺乏识别和验证的机制。
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　　通常主机A与主机B的TCP连接(中间有或无防火墙) 是通过主机A向主机B提出
9 `) l1 }' E  l, p2 r7 E0 s请求建立起来的， 而其间A和B的确认仅仅根据由主机A产生并经主机B验证的初
始序列号ISN。
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　　具体分三个步骤：
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　　1．主机A产生它的ISN，传送给主机B，请求建立连接；

　　2．B接收到来自A的带有SYN标志的ISN后，将自己本身的ISN连同应答信息
ACK一同返回给A；
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! |: D( H0 V8 y. {. {9 J7 P　　3． A再将B传送来的ISN及应答信息ACK返回给B。

. j$ v- g* y& v9 D　　至此，正常情况，主机A与B的TCP连接就建立起来了。
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　　IP地址欺骗攻击的第一步是切断可信赖主机。

　　这样可以使用TCP淹没攻击(TCPSynFloodAttack) ，使得信赖主机处于"自顾
% O. l: \- g4 N) F不暇"忙碌状态，相当于被切断，这时目标主机会认为信赖主机出现了故障， 只
能发出无法建立连接的RST包而无暇顾及其他。
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　　攻击者最关心的是猜测目标主机的ISN。为此，可以利用SMTP的端口(25)，
通常它是开放的，邮件能够通过这个端口，与目标主机打开(Open) 一个TCP连
- y# H- ]" M! ^  q' t接，因而得到它的ISN。在此有效期间，重复这一过程若干次，以便能够猜测和
确定ISN的产生和变化规律，这样就可以使用被切断的可信赖主机的IP地址向目
) g/ \# C% w  F7 ^( W标主机发出连接请求。请求发出后，目标主机会认为它是TCP连接的请求者，从
5 J; g) q6 _9 ?: }, _5 U6 h1 t而给信赖主机发送响应(包括SYN) ，而信赖主机目前仍忙于处理Flood淹没攻击
+ l7 ^4 X; M- I+ y; J产生的"合法"请求，因此目标主机不能得到来自于信赖主机的响应。

　　现在攻击者发出回答响应，并连同预测的目标主机的ISN一同发给目标主
2 m2 c& j+ i1 I3 t机。
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& `. `2 ^. A$ k- Y　　随着不断地纠正预测的ISN， 攻击者最终会与目标主机建立一个会晤。通过
( _! Z1 \, j- A0 ]: @这种方式，攻击者以合法用户的身份登录到目标主机而不需进一步的确认。如果
反复试验使得目标主机能够接收对网络的ROOT登录，那么就可以完全控制整个网
1 ^; Z" a8 X, T( z络。
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　　归纳起来，防火墙安全防护面临威胁的几个主要原因有：SOCK的错误配置；
" M1 c: [. n, g# s不适当的安全政策； 强力攻击；允许匿名的FTP协议；允许TFTP协议；允许
- S, L" E( O( FRlogin命令；允许X－Windows或OpenWindows；端口映射；可加载的NFS协议；允
许Win95/NT文件共享；Open端口。

　　b．破坏防火墙的另一种方式是攻击与干扰相结合。也就是在攻击期间使防
火墙始终处于繁忙的状态。防火墙过分的繁忙有时会导致它忘记履行安全防护的
职能，处于失效状态。

  R" o  r/ A$ K8 Q　　C．需要特别注意的是，防火墙也可能被内部攻击。因为安装了防火墙后，
2 ?( ~3 z" E1 C! d; _/ d& q随意访问被严格禁止了， 这样内部人员无法在闲暇的时间通过Telnet浏览邮件
或使用FTP向外发 送信息，个别人会对防火墙不满进而可能攻击它、破坏它，期
望回到从前的状态。这里，攻击的目标常常是防火墙或防火墙运行的操作系统，
$ `6 s% A/ t. b0 x; d1 w5 ?因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。
5 O# V  w* E' O* R4 P! A# \
3 N, d4 S1 T) C2 H/ d" }3 \　　以上分析表明，防火墙的安全防护性能依赖的因素很多。防火墙并非万能，
7 o9 c" t( i% g" c- `  o2 [它最多只能防护经过其本身的非法访问和攻击，而对不经防火墙的访问和攻击则
无能为力。从技术来讲，绕过防火墙进入网络并非不可能。

1 p6 ?' y% Q+ E$ H* n& K4 ]8 S　　目前大多数防火墙都是基于路由器的数据包分组过滤类型，防护能力差，存
  T* e! L9 B. C- R- a. X在各种网络外部或网络内部攻击防火墙的技术手段。
; Z* G" E7 l6 }) l1 J% b+ N. g/ E
1 y3 e- s3 x! a/ q* d5 L6 E　　三.防火墙的基本类型
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　　实现防火墙的技术包括四大类：网络级防火墙（也叫包过滤型防火墙）、应
) [+ B( T) Q- l- ]/ J用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。

7 h4 c$ ^1 v1 L7 e6 A8 A7 E* ?　　1.网络级防火墙
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　　一般是基于源地址和目的地址、应用或协议以及每个IP包的端口来作出通过
与否的判断。一个路由器便是一个“传统”的网络级防火墙，大多数的路由器都
: E( a( N/ ~- F9 P9 j8 t能通过检查这些信息来决定是否将所收到的包转发，但它不能判断出一个IP包来
6 E! F* _2 b4 T- I4 ~自何方，去向何处。
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　　先进的网络级防火墙可以判断这一点，它可以提供内部信息以说明所通过的
连接状态和一些数据流的内容，把判断的信息同规则表进行比较，在规则表中定
' K  z0 p% M' Q- x3 ^义了各种规则来表明是否同意或拒绝包的通过。包过滤防火墙检查每一条规则直
' t" k9 Y" d3 o* h+ U至发现包中的信息与某规则相符。如果没有一条规则能符合，防火墙就会使用默
认规则，一般情况下，默认规则就是要求防火墙丢弃该包。其次，通过定义基于
! m" u4 U( w* xTCP或UDP数据包的端口号，防火墙能够判断是否允许建立特定的连接，如
* z+ E9 T4 B8 @; @7 d, k9 MTelnet、FTP连接。

+ ?  G* a- w% L( H' ?+ G# N　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：
/ [( ^' `4 `# Z. t
* t+ P, z4 ]- i3 ]$ L　　 (1)允许网络123.1.0使用FTP(21口)访问主机150.0.0.1；
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　　 (2) 允许IP地址为202.103.1.18和202.103.1.14的用户Telnet(23口)到主
机150.0.

6 ~% y+ }0 Y2 x: q# i" `/ l　　0.2上；

4 u2 c/ d% _+ u& N5 p3 ^　　 (3)允许任何地址的E-mail(25口)进入主机150.0.0.3；

　　 (4)允许任何WWW数据（80口）通过；

( G" B0 X# R2 z; f% e5 {　　 (5)不允许其他数据包进入。
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3 a6 c* c4 F) Z4 P7 w, }% F　　网络级防火墙简洁、速度快、费用低，并且对用户透明，但是对网络的保护
很有限，因为它只检查地址和端口，对网络更高协议层的信息无理解能力。
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　　2.应用级网关

　　应用级网关能够检查进出的数据包，通过网关复制传递数据，防止在受信任
/ L3 e' ~- B$ P# `3 y服务器和客户机与不受信任的主机间直接建立联系。应用级网关能够理解应用层
) P! s" V$ I5 |4 w8 {# R上的协议，能够做复杂一些的访问控制，并做精细的注册和稽核。但每一种协议
需要相应的代理软件，使用时工作量大，效率不如网络级防火墙。
. z) F( d$ X0 ~! Z: d5 m5 P. Z
$ Y" ]- k# t  b# d- @　　常用的应用级防火墙已有了相应的代理服务器， 例如： HTTP、 NNTP、
FTP、Telnet、rlogin、X-windows等，但是，对于新开发的应用，尚没有相应的
; H- t4 p6 u$ j代理服务，它们将通过网络级防火墙和一般的代理服务。

　　应用级网关有较好的访问控制，是目前最安全的防火墙技术，但实现困难，
5 q# }& M% `/ F6 h! L而且有的应用级网关缺乏"透明度"。在实际使用中，用户在受信任的网络上通过
; H4 Z9 u: K  Z- L% p' f防火墙访问Internet时， 经常会发现存在延迟并且必须进行多次登录
8 V: m: `! v7 E7 Q（Login） 才能访问Internet或Intranet。
+ K7 B" h$ f1 w& B
　　3.电路级网关

  F( W, [; |' z! I. L5 f　　电路级网关用来监控受信任的客户或服务器与不受信任的主机间的TCP握手
8 G3 t% K- w. X( Y2 I信息,这样来决定该会话(Session) 是否合法,电路级网关是在OSI模型中会话层
上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高二层。

* S. Y8 v  U- Z4 m7 t　　实际上电路级网关并非作为一个独立的产品存在，它与其他的应用级网关结
* x; N' ^" f3 M) G5 ]2 w  y2 e合在一 起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；
# P: K9 }6 S+ g3 {DEC公司的AltaVistaFirewall等产品。 另外，电路级网关还提供一个重要的安
# F( P' s6 j6 r- X全功能：代理服务器（ProxyServer） ，代理服务器是个防火墙，在其上运行一
3 o0 n8 z! N0 j" U  N个叫做"地址转移"的进程，来将所有你公司内部的IP地址映射到一个"安全"的IP
地址，这个地址是由防火墙使用的。但是，作为电路级网关也存在着一些缺陷，
+ _/ `  K* \3 L+ y- l8 J因为该网关是在会话层工作的，它就无法检查应用层级的数据包。

% c8 m0 H; l( Y4 S$ f& n　　4.规则检查防火墙
) T5 I# z$ K9 j9 O' _3 |) ~
　　该防火墙结合了包过滤防火墙、电路级网关和应用级网关的特点。它同包过
滤防火墙一样， 规则检查防火墙能够在OSI网络层上通过IP地址和端口号，过滤
进出的数据包。它也象电路级网关一样，能够检查SYN和ACK标记和序列数字是否
0 ^1 x  j1 x% b: n1 R) i逻辑有序。当然它也象应用级网关一样， 可以在OSI应用层上检查数据包的内
容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。

% T. U! z8 p( t- X( |　　规则检查防火墙虽然集成前三者的特点，但是不同于一个应用级网关的是，
  a; v7 r" P6 _' ~; p4 Z它并不打破客户机/服务机模式来分析应用层的数据， 它允许受信任的客户机和
不受信任的主机建立直接连接。规则检查防火墙不依靠与应用层有关的代理，而
是依靠某种算法来识别进出的应用层数据，这些算法通过已知合法数据包的模式
( v# `6 Y9 L9 x+ ^1 V$ n来比较进出数据包，这样从理论上就能比应用级代理在过滤数据包上更有效。
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/ E5 b& |. J) Y+ D　　目前在市场上流行的防火墙大多属于规则检查防火墙，因为该防火墙对于用
户透明，在OSI最高层上加密数据，不需要你去修改客户端的程序，也不需对每
个需要在防火墙上运行的服务额外增加一个代理。如现在最流行的防火墙之一
OnTechnology软件公司生产的OnGuard和CheckPoint软件公司生产的FireWall-1
$ a0 E( R; N* Y+ c4 ~防火墙都是一种规则 检查防火墙。

) ^( E$ ^; [0 {- h　　从趋势上看，未来的防火墙将位于网络级防火墙和应用级防火墙之间，也就
是说，网络级防火墙将变得更加能够识别通过的信息，而应用级防火墙在目前的
功能上则向“ 透明”、“低级”方面发展。最终防火墙将成为一个快速注册稽
查系统，可保护数据以加密方式通过，使所有组织可以放心地在节点间传送数
据。

ysyy220

谢谢                              
4 h; w- F5 o  L0 @' u1 v学到了

kandianying1234

6666666666666666666666666666666

bmx极限运动

谢谢楼主分享！！

aj2003

我没用防火墙哎~~