防火墙的安全性分析与配置指南

lingoes

　　一． 防火墙是什么?
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　　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
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
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
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
( }1 J  Z4 l0 S改、拷贝、毁坏你的重要信息。

　　二．防火墙的安全技术分析

# ?7 W7 e0 ?1 q: X) v) ~( q  R　　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
! u5 T' Z! p/ x- j% }- F) g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
识。
- ~# B0 Q: E/ u
2 N% R4 B* N" k: Y6 |# d　　1．正确选用、合理配置防火墙非常不容易
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" R% q4 p; h0 K8 }/ ?　　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
统，配置有效的防火墙应遵循这样四个基本步骤：

5 q6 \3 O- b+ \/ }2 ?# j　　a. 风险分析；

　　b. 需求分析；

! v+ r1 g- y* F　　c. 确立安全政策；

9 F! @9 M. a+ x! u- ~7 @　　d. 选择准确的防护手段，并使之与安全政策保持一致。
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+ }2 i/ C2 ~' B; h! ]　　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
0 G" `$ R  v: g& f( a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
& D4 D/ z" c" `  o) }火墙能否“防火”还是个问题。

7 H) g! ^5 T% M) ]9 W; C　　2．需要正确评估防火墙的失效状态

* M2 E- t  ]1 [  y; M* u　　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，
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
( H# y2 F$ A! x) d- ^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
6 {, o- ], d3 \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
5 k  r/ t2 W4 U- c! m- x患。3.防火墙必须进行动态维护

　　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
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，
9 G' ^5 |( ^& R* ?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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7 Z5 \; o% e/ O, i  o　　4.目前很难对防火墙进行测试验证
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　　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
' e  X. r  {, A6 z( {4 c5 A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
2 P! g8 O2 F( }+ n& h0 r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
+ W3 x% ]- I& S* E4 r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
, t. ~  @9 D/ J( r5 g, h2 h的工具软件。
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5 o( W# I/ u! R1 ^: e　　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
难以达到既定的效果。
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　　c.选择“谁”进行公正的测试也是一个问题。
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5 p: N6 w. Y3 i. d1 w7 @　　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，
( \& W! e6 `  ?5 ]进而提出这样一个问题：不进行测试，何以证明防火墙安全？

　　5．非法攻击防火墙的基本“招数”
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9 Z: V# M8 d, O* D" Z5 q　　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
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。
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6 q4 \& p5 D% m: ^　　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
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
. |$ N0 ]' p0 A5 B, S0 T, n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
' x- K4 |1 c2 }) k) ?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。

　　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
3 z: n' i0 D% T! y6 B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
% F" r# u; D" V$ A3 p始序列号ISN。

　　具体分三个步骤：
, _3 D; g+ a% R  w7 Z  B  P" X) }$ Z
0 Z& k- S# ~' T5 F5 ^　　1．主机A产生它的ISN，传送给主机B，请求建立连接；

4 f* e4 T; O( q　　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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　　3． A再将B传送来的ISN及应答信息ACK返回给B。

8 A* j3 ?7 p, C  v/ K　　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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& ~# D5 q8 J; U# o1 o　　IP地址欺骗攻击的第一步是切断可信赖主机。
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　　这样可以使用TCP淹没攻击(TCPSynFloodAttack) ，使得信赖主机处于"自顾
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
) T4 i) N5 q3 ]: A能发出无法建立连接的RST包而无暇顾及其他。

. G5 @! t* |6 I- s　　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)，
4 M* x, J% Y: j, p, z5 H+ B( i( J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
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
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
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
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。
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% v6 h  C5 m: O. a% m　　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
8 z3 t% X5 `8 l* c- L& T3 N7 j机。

' s, [  X$ B: H$ N* y$ E" J　　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
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
( R$ R0 ]. M( [! l8 q5 ^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
络。

% G: E/ w$ U0 d5 n　　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；
- ?  U" A( k: O5 Y" B" z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
; k& A0 t; c# t" j2 pRlogin命令；允许X－Windows或OpenWindows；端口映射；可加载的NFS协议；允
1 I6 }4 D+ q- ~+ L  n/ z* l许Win95/NT文件共享；Open端口。
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　　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
* Z6 i9 l. _: m2 z5 g' O) M+ W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
% e" v3 u. g& h  K" ?职能，处于失效状态。

3 q0 O' I/ v1 p" n　　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，
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
# l: D2 C2 m3 @9 x1 M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，
因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。

　　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，
& q6 h) [+ o- q9 t3 B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
: S# s$ ]4 B1 G0 x1 V0 T% ]无能为力。从技术来讲，绕过防火墙进入网络并非不可能。

( y5 V7 t$ z# P　　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
在各种网络外部或网络内部攻击防火墙的技术手段。
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　　三.防火墙的基本类型

& [7 j. l5 _! B6 M2 x　　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
2 {7 ?. m1 L3 k" b! x+ X3 K用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。
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" u4 e) a$ b0 u; }1 W# A* n* t3 w　　1.网络级防火墙

　　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
& {4 S; ^2 V1 S! Y2 _! W; F  x4 e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
- m! ~' `- c2 m' M7 ]) `7 W自何方，去向何处。

　　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
  T( \! Z2 ]; [# e; E* f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
- y, L0 j- D1 e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
" P* l$ _# f- \1 ]0 ETCP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
" p7 O/ K! I- h9 L) MTelnet、FTP连接。
3 _2 q( l+ A" z' S
; G. w/ P6 N" I　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：

: I; z; D' A1 V6 Q3 d& y　　 (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 w7 t: Y+ ]" [. l+ m% A" O( B/ N　　 (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.
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# |7 q5 E# g- y: g+ i　　0.2上；

. L2 f) V, k& m+ H　　 (3)允许任何地址的E-mail(25口)进入主机150.0.0.3；

: y4 Z4 L, M% {: ]( ~1 V4 e6 p　　 (4)允许任何WWW数据（80口）通过；
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　　 (5)不允许其他数据包进入。
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　　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

: _8 V) A) O& t6 s　　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
% o* q" @9 T* |/ o0 v5 N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
9 S9 \4 @( T6 u5 V% s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
# B. ?) w$ `1 D) t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。
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4 u7 i9 c  z, K. p9 l　　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
1 i; E  M) t/ M' q  z代理服务，它们将通过网络级防火墙和一般的代理服务。
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　　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，
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
, J5 m+ C5 B) g# l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
（Login） 才能访问Internet或Intranet。

　　3.电路级网关
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　　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
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。

- ]8 U& Z6 y6 J9 Y　　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
4 q6 K3 a6 z( H4 o% I# M9 f6 s合在一 起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；
# x  `( j# X$ O2 m0 KDEC公司的AltaVistaFirewall等产品。 另外，电路级网关还提供一个重要的安
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
2 x  C0 Q' v& ^$ c5 \( K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，
8 I" [0 K" h) L' t1 ]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。

* q" ^- ~% ]' o" W5 ]　　4.规则检查防火墙

　　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
% v9 [8 K# c5 P0 s, x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
- z6 s! E% D" G" S' e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
& q$ K( v+ g" M6 B$ c; C6 F容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。

+ A6 ~& O% O  m: }* {　　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，
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
4 H. Y0 C  s+ F: ]# g  Q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
9 E! m' G3 M0 l6 R& V0 v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
2 a8 s" k2 _" S! P3 L# Q/ S: [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。

　　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
防火墙都是一种规则 检查防火墙。

　　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
; \, B$ |$ `4 ^( p) X% r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
: M; k4 \, z& z- o- z据。

ysyy220

谢谢                              
) K/ \$ {: S' f$ A$ n" X) I+ t学到了

kandianying1234

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bmx极限运动

谢谢楼主分享！！

aj2003

我没用防火墙哎~~