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
* n" ?' P; ^$ J7 p改、拷贝、毁坏你的重要信息。
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4 @2 k) s4 [" H8 X. ~( Q" @# K5 s　　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
& {1 P) z; g% e8 a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。

; r: q2 K1 c* p. j- u; u; d4 ^　　1．正确选用、合理配置防火墙非常不容易

　　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：

, y/ Q% i8 |1 k' m% z4 V( S6 O　　a. 风险分析；

　　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
9 Y( L1 f5 c; J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
5 e7 n" }5 S% g0 I火墙能否“防火”还是个问题。

　　2．需要正确评估防火墙的失效状态
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5 f2 U; Q* j( ^+ r0 q& ?* s　　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，
& I9 V$ T0 _2 Q, F  l% L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
% j) R' q; r4 N6 M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
2 c( n/ ]1 f' e% R0 Z: p& [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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, j) o! H0 S. H; K　　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 [' Z, X' ^4 e$ t* R0 ?( {  r$ R1 m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，
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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. k* i7 o( Q& p# ]& {　　4.目前很难对防火墙进行测试验证
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  y: {1 _) F0 s" V; j　　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
大：

8 u/ ~6 K3 l0 o& h0 Z　　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
' J! g+ C2 U0 H  K5 z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
/ l5 Y) p# W5 [8 d4 L/ q! {% |- S% A的工具软件。

0 `+ ?6 D$ u* u! O# W　　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。

　　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，
: D* @, s! W- ]* f6 M& {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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. f$ K% H) w7 Q$ V6 P5 ?　　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
' q5 L8 B6 j& Y6 z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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! t- A# X" ?) y9 o1 Q. a# C　　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
; I/ |9 C. A, O' @) t+ @* l; E! [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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( W, h. P3 R$ Q8 T. S　　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
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。

/ M1 v$ L+ @% N: z8 G　　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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3 f7 e. V: Q! `$ w; o" u　　3． A再将B传送来的ISN及应答信息ACK返回给B。
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　　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。
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- ~& v" N9 z- b7 l/ }3 p　　这样可以使用TCP淹没攻击(TCPSynFloodAttack) ，使得信赖主机处于"自顾
; t; p3 L* `% U1 @! J9 ]1 ?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。

　　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)，
9 O' V4 y$ o1 l! S/ {5 B! p$ I' P/ U4 B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。

　　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
7 N2 x) r+ A2 M5 I. E: B; \& _% @  j机。

7 ^- q: _0 S3 f1 C; E, o; H( Q! {　　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
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
% N2 T6 o# R* {8 s' k络。

( C1 w0 i9 b% j4 p& p( W" E　　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
Rlogin命令；允许X－Windows或OpenWindows；端口映射；可加载的NFS协议；允
. U: Z  @7 ]1 h% S  m- R; r& V2 n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
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。
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　　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，
0 V) T% q. S$ O$ I: _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
% ?3 O' T4 V! B5 X% _$ U; v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，
# B; k- `1 q5 h因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。

9 }4 Q1 Z, H) y* r+ O) n" h/ }$ O　　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，
# ~4 H/ K% J6 d, R+ d3 V6 }2 f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。
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　　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
2 h$ N, |. {7 Q$ E2 T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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, k2 j1 b6 O) D! D' l) t　　三.防火墙的基本类型
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" V0 f8 u) K$ J3 {　　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
% h5 X0 ^5 \1 W$ q用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。
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/ J8 O8 Y0 Q; t; r$ l7 B　　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
' t9 ?4 B& ]1 u/ ^$ o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
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
! l. {$ T4 X3 h3 \自何方，去向何处。
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% H; b3 o# m- Y4 d  |( D; o' l　　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
5 U9 k1 \2 D2 Q# V4 j$ 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
- s9 y, ~' N+ mTCP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
Telnet、FTP连接。

; o6 E/ S; H* Z% K　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：
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4 E1 E, j( x/ f5 ]* f3 [# h4 D2 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) 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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　　0.2上；
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　　 (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；
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　　 (5)不允许其他数据包进入。
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* U- Z* I# n% e8 c# t　　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
: n* O# c3 e0 Z# r' u, `% I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 k! W; t% v0 s" j0 J' i　　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
. f+ d7 J! H  r& G9 r6 i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
. d1 }6 J: d( y2 x' V' p8 _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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　　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
2 ?% D" O& N) s; K2 P8 t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
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。
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　　3.电路级网关

9 K; g4 ]) W6 P# S　　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
5 B+ x4 J* y' C- q- }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。
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1 T0 G- A( C. j" T2 o　　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
+ B1 g/ {: L: Q7 F" p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，
; `, L' A6 N% 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。

　　4.规则检查防火墙
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& d  E! m8 y* G2 y- v$ X　　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
  S% i3 ]# ]0 ~# v% w0 J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
6 M$ a2 O9 `7 |, O1 m, L9 L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
2 N0 L9 n# t$ E/ x2 p容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。

7 o" r9 L) h& |  c8 i　　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
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
+ I- \1 L# Z) 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
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
" f9 j* a1 ^* R# U3 m( A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
' J! \6 w4 r- _  Q防火墙都是一种规则 检查防火墙。
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　　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
8 N# s/ h" Q- q2 P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
/ a) v6 e. o! ~2 Y& S) c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
  z; M0 ^, T# \+ V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~~