防火墙的安全性分析与配置指南

lingoes

　　一． 防火墙是什么?

　　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
! Y. k: r6 Q% s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
! u. [! j* V2 X6 D  S6 d改、拷贝、毁坏你的重要信息。

7 `8 Z; A$ [7 \) J7 Q　　二．防火墙的安全技术分析

$ a, X; u+ y9 D$ x　　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
. `3 R* u$ v" n" W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。
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　　1．正确选用、合理配置防火墙非常不容易
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, ^  `- s4 t- }2 y+ {　　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
1 _; \1 x5 R* x* \+ P统，配置有效的防火墙应遵循这样四个基本步骤：
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　　a. 风险分析；
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　　b. 需求分析；
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　　c. 确立安全政策；
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　　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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　　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
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
% k5 z! D# \* c  w火墙能否“防火”还是个问题。
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8 `- H8 B2 r- q2 o　　2．需要正确评估防火墙的失效状态
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　　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
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
$ D, B: u* C6 a% V5 O. [据通行；d.关闭并允许所有的数据通行。

　　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
% T; b" z2 k, F2 @) c* M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
' n) w7 o6 d8 Q4 a6 y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
3 q0 i* T; a: N; L  D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，
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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  h# w9 k8 I' N* Z& _' [  F  \6 U　　4.目前很难对防火墙进行测试验证
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% ?% t8 |% N1 [. t* K) ]# F　　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
- k- `. c8 z4 \* Z, x7 {' n+ _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
8 R0 \/ _' K9 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
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
- r* K) Y: }6 ^1 M  {的工具软件。
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　　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
/ V0 W, P- W+ o' z9 }* l3 P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。

　　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，
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”
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　　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
  O' J( z/ s8 {* V& ^) ?* n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
9 ]) D- g5 S2 \; @+ h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。

　　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 ?1 D0 t" g* i2 U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
0 s4 m+ I7 ^$ O( n8 U0 R. U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。

　　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
# o  g. t( E" j% r( n1 p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
6 n' w( L$ t1 n5 _. v- Y始序列号ISN。
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　　具体分三个步骤：

/ }  v. @8 A# _$ I- [0 u- O5 O2 z　　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；

; Y, l1 m2 H7 J# V　　3． A再将B传送来的ISN及应答信息ACK返回给B。

　　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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3 @) f  s; D$ K# n* @. y: e; B3 {1 I　　IP地址欺骗攻击的第一步是切断可信赖主机。
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  A, y" O2 c$ [- |8 O% }; c- N　　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
  u. T# ^5 H+ [) b1 j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)，
" D. `7 }1 k5 k, k# r9 o( 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
; D# b; r& v( E1 F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
( O- K$ D% \7 z2 A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。

+ H! c- B  u8 y% Q  u2 O　　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
) L4 Y1 y7 `% W" g机。

9 H0 N7 g, y! O+ T& o/ T: [　　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
/ Z6 \: ^: C* P: o# R/ M) R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
0 j2 S. R% v5 h' h络。

7 D3 h# D6 D2 h　　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；
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
% A" U( Z! G: N9 U: q, [. \Rlogin命令；允许X－Windows或OpenWindows；端口映射；可加载的NFS协议；允
/ i7 z4 k4 D6 e  w6 i2 |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
- G7 ~/ I* O7 f( x( i1 |! Z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。

0 I3 y4 A4 H( `: h; \　　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
: f! s  `1 u. O$ y0 L, @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
3 q$ J/ t8 s5 ~$ _$ B1 {* y2 _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，
" l' a& i$ B% E9 s2 z因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。
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　　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，
2 L: r  e" s7 N/ i' G# _# E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
1 ]4 u2 x8 G7 N6 @' v无能为力。从技术来讲，绕过防火墙进入网络并非不可能。

　　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。

　　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
5 c! o/ @" y, P, T( t2 {( a用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。
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　　1.网络级防火墙
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9 t* G- x2 N, d  E* H6 Z　　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
3 O+ Y. G2 s9 K1 F  @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
2 W; y& i! n# ~+ n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
自何方，去向何处。

* z/ ]: p- F* X8 {+ ?　　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
( \: V- s" _9 f) I- }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
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
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
8 J# X3 [( L% r6 K) s9 Z' x; U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
: T' K! e$ v! R7 p- j3 j6 [1 ^* h( b) _TCP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
  n2 ]9 G+ u4 q9 S+ n6 BTelnet、FTP连接。
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　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：
( R7 _7 `; p% @
6 [" }2 C; ?- S8 ?　　 (1)允许网络123.1.0使用FTP(21口)访问主机150.0.0.1；

　　 (2) 允许IP地址为202.103.1.18和202.103.1.14的用户Telnet(23口)到主
' e' [  H* o# i7 o& f! }: F# J机150.0.

　　0.2上；

' j0 Z% S8 F! c4 }) x5 }$ s　　 (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；

　　 (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。

　　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
6 |! R; E, b; D; h! f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
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。

6 k& Q: d; }2 s4 ]- U　　常用的应用级防火墙已有了相应的代理服务器， 例如： HTTP、 NNTP、
8 B+ D* A$ X& H; g8 ~FTP、Telnet、rlogin、X-windows等，但是，对于新开发的应用，尚没有相应的
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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7 f( {3 V6 N9 u　　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
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。

" I  `2 Z& W, _" Q　　3.电路级网关

$ @7 T" {" }& D  q　　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
9 q/ U  J# U, a" c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
' a5 \! f0 G5 i6 Q0 u/ h$ V/ ^上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高二层。

　　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
合在一 起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；
DEC公司的AltaVistaFirewall等产品。 另外，电路级网关还提供一个重要的安
* {8 v/ h) A  \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
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，
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。

+ [6 q  Q; K6 C5 G) f  {" W　　4.规则检查防火墙
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8 I# g( r7 g- I; L1 n; o/ m0 f　　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
4 r! V7 ~. b$ L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
* D. Y5 V7 \: W$ S6 }( o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
% h3 X: R! M) F- K/ w容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。
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　　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
, ?3 m3 N" X3 S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
7 \+ S7 u  H- p$ ^5 S6 D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
+ p+ j4 _% X7 a8 t7 q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。
3 J3 z8 h  p0 u, }( ^4 }( o
　　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
: q# t$ E- q* o6 {1 }& Q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
) V7 g7 i1 F% V# L1 b5 F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。
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, v% P8 }1 {6 w1 {- V　　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
& G* u% Y- G, ]- B据。

ysyy220

谢谢                              
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~~