防火墙的安全性分析与配置指南

lingoes

　　一． 防火墙是什么?

0 w8 m/ j6 s+ b, ]4 {　　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
( `& o1 m( @" O/ i' Y9 f5 h) R% x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
改、拷贝、毁坏你的重要信息。

. [: d6 L3 w% I. l7 X　　二．防火墙的安全技术分析

　　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
" m/ B9 |% x( Y$ C7 Q' `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。

　　1．正确选用、合理配置防火墙非常不容易
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　　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：
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  S: V% _; o3 ?( C2 p: q% `( U- |　　a. 风险分析；
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　　b. 需求分析；
1 Q# j( O1 s1 l
4 P3 S) L+ w: a　　c. 确立安全政策；

: i4 W4 o' v9 B　　d. 选择准确的防护手段，并使之与安全政策保持一致。
; r. y" z9 o2 ^" Z
/ R0 h1 ~7 L+ v" u　　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
  {0 l. S1 C' T" B; @5 f火墙能否“防火”还是个问题。

$ t: e3 h( f! v4 y5 _; q　　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，
8 H% T4 n: N3 O; I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
' {) ~! ?1 e. j; ^2 k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
; i2 J" v1 h6 d# G: r% G8 @据通行；d.关闭并允许所有的数据通行。

3 p. H7 n: |. P　　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
$ f* K. Y! a/ c  I+ u# E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
0 d: ^' p$ {! g) ^- ]
& S- F- d; U# T4 ?6 H　　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
/ L6 r" i# D7 ^! x, 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
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，
, C! Z# l8 j- I2 ~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。
* e& ]# ~7 S* J; f" a* ~
　　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
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
, w0 @% b1 N8 k) n( |0 Z大：

/ F3 D* o7 D1 O  U! R. Y0 b  C( k　　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
: a" }2 N; h& u0 m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。
2 J" ^7 |% ~! d; _$ G( J
& e5 v2 G2 q. u1 h4 B6 x- \1 Z　　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。
3 \$ A0 g! ?8 c
8 H6 P- W& V% k6 @# N  h6 w" x　　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？
$ ]) x, {6 D/ U& R: E0 T6 C" r
2 Y9 \! ~$ P$ b" d　　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
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 B' ]2 _8 V5 V& c$ q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。
7 g9 @0 {+ v) a! c: L: a
　　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
4 W! v5 t, F/ H' }9 O  a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
" a4 y8 z! V, J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
( B, k3 |' A" g. K' }4 ]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
/ d" \0 o3 A2 _% k6 J址缺乏识别和验证的机制。
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5 \* V: G% B: x; M! J　　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
8 Y4 o- f4 E% k) l! b' ~& w" F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
: ~/ h3 @" }- f始序列号ISN。

　　具体分三个步骤：

　　1．主机A产生它的ISN，传送给主机B，请求建立连接；

6 ~! K0 y  G6 {$ o$ |+ H* S) L　　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；

　　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。

% p8 r8 V; E7 _) L　　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
. ?( P2 h1 j- S, z* C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
/ f' n# w/ b% u能发出无法建立连接的RST包而无暇顾及其他。

% W4 }! |# Z8 J; \# G" w( `# z　　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
$ ?* k! Y' B  Z: v: W4 j1 T7 r8 V. ?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。

　　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
! v7 `) K' C9 w1 o  {9 R机。

! }4 s/ L3 y0 y7 m& W1 G　　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
- z  `7 U; m) v7 H( M3 @) f, S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
+ o  m7 N( V4 l8 e2 y) ~络。

1 \7 j0 u! z/ Y( q　　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；
7 L" A( v3 O# g& R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
: K5 q9 h% H- p1 ~Rlogin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。

9 L0 B7 D: O( N" z! i　　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
2 o* D7 V3 k! H8 H/ I1 g职能，处于失效状态。
( y5 ~  n3 @3 _* w
% ~/ ?+ b2 R+ c1 `) O　　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，
8 b) z. [, `: p$ l, X/ J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
4 b3 P0 i' A* n3 ^8 l8 q) X0 @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，
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，
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。

  X; F7 G$ W0 F1 x7 Q; Z　　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。

) p6 J3 F! h/ c8 u6 x5 \8 F　　三.防火墙的基本类型
+ V( K7 I# k& W9 Z
# P$ D+ s: I9 ?$ Y0 E　　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
用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。

　　1.网络级防火墙
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2 B0 G' S( p, L! U7 @　　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
! k; ?5 k$ V5 ]4 K# S% v/ \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。
; @# x6 A5 l( {1 I/ V; _
9 ~. m/ U9 _$ m$ V# \% S0 B: y　　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
; S; Y" f5 a! S0 S0 |2 _( A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
" E! i' l' C" B5 h; q, ]* J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
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
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
1 h  Y- T) X* M8 z3 qTelnet、FTP连接。

' R1 F0 g* |, P! w. @　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：
% ?" K6 O& N& M0 Z, a+ Y
: Y. n4 p$ `" W+ Z) |  K　　 (1)允许网络123.1.0使用FTP(21口)访问主机150.0.0.1；
  P, E$ J/ T  R! X# z1 Q5 ^
0 k  d$ R2 R) m　　 (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.
8 v/ x: e! x& ^/ w" A
4 @' P+ G5 X8 }$ v2 R4 h　　0.2上；

1 |$ i" y  R" O3 D% b　　 (3)允许任何地址的E-mail(25口)进入主机150.0.0.3；

* y' J; ~$ S2 e7 \0 b2 N) C　　 (4)允许任何WWW数据（80口）通过；

2 f2 L0 {1 N6 Y; ]) [( p2 M4 E　　 (5)不允许其他数据包进入。
' M, Y9 R9 M. i2 ?5 o
　　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
5 i0 L( e& z& {: |6 u8 T  M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。
& p' I) d3 _. u  e1 ~
& q  l' G" q& P　　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
2 j# R" `/ e2 r1 p/ x2 L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
0 R- T) w' Q2 Q' U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。

! t0 i0 H# o6 S  y9 m/ j" ~　　常用的应用级防火墙已有了相应的代理服务器， 例如： HTTP、 NNTP、
" J9 E6 v2 l  D( j) I% H4 }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。

　　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 [1 [( j8 s* ]1 W4 Q& h% {' t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
; \+ C, t! U" F4 F$ _（Login） 才能访问Internet或Intranet。

　　3.电路级网关
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7 w' y8 L* q' a" a: C7 \　　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
( J; X8 A. Y7 j: o* v/ r5 v; l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。

　　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
7 r5 u( l2 e8 l合在一 起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；
3 X9 U7 _1 B" G0 x2 |2 ^0 b  u/ nDEC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
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，
7 k0 k8 Q, \7 g5 s- ~  ~8 V" ?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。

3 f' B+ w5 ~+ x9 f　　4.规则检查防火墙

9 g4 t! `  f# o2 U# h+ j  a　　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
- f1 U1 L! A3 Z5 m# I6 y. M: ?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
) c4 W; ]. j0 A  h% N6 R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。

5 u% J3 _- n( J　　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
$ Z- W4 l+ N8 W( X' X* B3 F3 y- O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
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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　　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
) I" Y" _9 |7 B- f2 J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
& ?, n# ^  H0 |! Q, O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
, l, N+ Q0 ]. r2 U3 u+ W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
& h1 G2 A& }7 z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                              
% ^7 c9 l1 Z  t9 e3 i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~~