防火墙的安全性分析与配置指南

lingoes

　　一． 防火墙是什么?

, ~& r2 ?$ `( z, Q5 k　　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
1 d; h0 d# a. U+ Q; [3 m1 L- @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
( H2 V5 l/ N% f) Y7 ]1 P8 m1 j  q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。
5 Q# s, l  n% c! u
" o& ^2 m2 p0 x/ b% H　　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
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。

% P2 I, R7 a8 `3 A5 g9 s) K. g3 M　　1．正确选用、合理配置防火墙非常不容易

4 ~0 A% _2 s! J- _8 n　　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
, f4 [0 z7 [: H, D9 M( n统，配置有效的防火墙应遵循这样四个基本步骤：
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5 M5 n; s) r- j2 X9 }9 E( T　　a. 风险分析；

% E% m( V" `+ K　　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。

! u/ X6 y. S0 F1 f% ?, l　　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 I7 g" R9 @  K5 y8 M* l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。

" P! K+ N& S5 j0 ?3 ?/ s- X! ?　　2．需要正确评估防火墙的失效状态

. Q: I0 p, N$ x- T- 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，
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
2 X( p& |# j9 G# w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

　　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，
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。

  h; Q4 z1 w& j0 p　　4.目前很难对防火墙进行测试验证

% H/ h! u% |3 p2 _/ v/ k3 x  j" Y　　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：
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　　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
的工具软件。

' p1 Z6 l7 j5 A2 ~" P, Q　　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。
4 }9 W# U- s, Z, N( H% D
/ S1 @- e4 a4 z% _　　c.选择“谁”进行公正的测试也是一个问题。

: }" {5 s4 F+ h$ R0 }9 Z　　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，
$ y8 x9 ]+ k4 {* O" ^% \" y' P6 w' V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”

1 I5 o; E( L' v; }　　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。
5 \! z4 _% Y3 H8 o, Q# H
　　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
$ Z( ^+ s. F/ W6 t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
' [7 x7 h& U6 Q: D, N5 U" I8 o址缺乏识别和验证的机制。

: }$ ~0 y! J% ~" o+ {' z　　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
7 J+ Q  C. D: R, D  A1 b; b+ d始序列号ISN。

　　具体分三个步骤：
1 T" O  O% S/ S4 _+ ^. |. t5 A
　　1．主机A产生它的ISN，传送给主机B，请求建立连接；

: D; ]+ k  `; Z$ {" \2 O  o　　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
8 b6 m$ J3 ^8 M1 K' L. n  QACK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。

# F  I1 Z/ }. }- V* A! J! i　　至此，正常情况，主机A与B的TCP连接就建立起来了。
* u" d( C" Q# O, S
　　IP地址欺骗攻击的第一步是切断可信赖主机。
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, w$ r$ U# Z* I6 U2 o( {　　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
8 H8 N5 B* a2 A$ T* v! ?能发出无法建立连接的RST包而无暇顾及其他。
6 k* M: j: y, g3 A' w/ g
　　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
* ?( D8 X% V8 r) o9 s( ?* 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
* E) i+ R; Y& @/ d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
! z7 ]8 e* F( p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
0 m2 X3 A# D& q  e# C- o; c3 ?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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6 {9 _. I, h7 f$ Q' [' D6 Y　　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 M# ~% U  a3 y机。
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　　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
/ C/ t0 z# A2 C2 m+ D& P7 S$ C" L# N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
/ D' \4 ^& B/ }+ I8 T+ d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。
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2 Y! p6 r1 p" i: |' S2 z　　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；
# p3 Q2 g7 M9 B- U8 P4 P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
: [; j; s7 U: j9 W" ]0 s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
/ |& w1 E  }& Z' J, {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 q8 }& y9 u% c, \: k! p
, o, w2 Y) V9 {! O5 u# O3 l. u0 @　　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，
& f& G( D! v, ^6 l: u% P8 W: w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
' r, v4 U- N$ z7 a5 _$ `- V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，
0 l/ V. A2 N, O( V7 r因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。
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/ ^/ Z3 x0 c5 L, p' d　　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
* ~. D7 s+ B. H1 l7 J/ q- u无能为力。从技术来讲，绕过防火墙进入网络并非不可能。

0 ]' g2 ?* l. M6 f$ g　　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。

4 L3 L! _; y6 {, r; S! Y　　三.防火墙的基本类型
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: S8 U( D$ d2 G! s' g　　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。

! H4 T+ Y3 a6 M6 E) X　　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
! ~9 D! h+ {/ H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。

　　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
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
# ?1 V2 H' _# k  c- J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
" Z- }: `1 Q% t/ D% ]. ^Telnet、FTP连接。
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7 C! y- X  }. t# v9 F/ o2 a* r　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：

　　 (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
3 Y  k  j0 H0 k+ Z3 ?- r机150.0.

　　0.2上；

* e* l5 B0 b& p　　 (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
, I' d/ A" B# e6 p! e4 \7 T* V6 r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
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
$ B4 R+ e% L- S' i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。
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" q) n1 Z6 |: f% `　　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
' D0 G/ l6 C6 y5 {# }0 F; ?代理服务，它们将通过网络级防火墙和一般的代理服务。

+ E: A/ D& l4 W' [) i4 h% l　　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
6 T; L" B( c0 w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
' L' t4 S- H& M（Login） 才能访问Internet或Intranet。
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7 {9 e& u4 Z' r$ O　　3.电路级网关

　　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 |# C8 [! d& S5 h3 ~1 t* }1 Y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
( R3 w, Q; T/ t$ |上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高二层。
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　　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
6 d" A: V& D; s" t* j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
6 n' B1 f; H; P% j' B! v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，
/ t% f/ ]1 m. N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。
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' [/ X0 T8 H- \　　4.规则检查防火墙
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　　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
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
5 b; [: ~6 A+ s" b- m+ e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
* e1 g8 m9 T' K  i) {0 F/ I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
3 d: z. c- v- M7 S- s& {- n0 B3 m1 C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。
" n8 O3 l3 m9 U7 ]/ @
' N  M8 _4 }2 e; C　　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( x5 i* {# s: [: l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
$ f% L' }: K7 V5 U# D7 l1 e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。
, q6 W7 x% t4 E, m3 C" A2 ?
5 B5 P7 z  E' G! S! }　　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
; }* O1 S/ g# p7 }. D; T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~~