防火墙的安全性分析与配置指南

lingoes

　　一． 防火墙是什么?

  b' w) i% M+ K9 @　　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
) C) N% n: u2 t( N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
+ T  y2 G( i$ s9 S改、拷贝、毁坏你的重要信息。
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& W! n# e2 v0 m$ O　　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。
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　　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
% T( }; b% T# T0 @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；

2 m3 A7 g( d, s: I0 d6 S* O　　b. 需求分析；

6 t* m# N6 W- Z; J　　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。

　　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
火墙能否“防火”还是个问题。
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　　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，
. S4 d, l7 B: V1 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
5 H( e3 c% K0 _- E- Z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。

　　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
5 \, }- j, O+ h0 z. V9 U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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　　4.目前很难对防火墙进行测试验证

　　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
. P8 O6 y, O1 D* U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
# \5 a- T& w6 P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
; |  ]# W3 L+ r2 h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
3 M+ L' x; I/ F9 `的工具软件。
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- p, u9 ?/ O8 i  ~/ m　　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
& H# M8 j3 d4 v5 I8 m5 e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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　　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，
3 c/ `% H  q* \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”

　　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
9 F: f0 m; F/ S( z6 q' I4 D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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　　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
7 t' ~- r& ?  R2 i: f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
9 E+ y5 r9 ]; c# l' \# b# 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
5 E; @5 V: y, n7 ~2 M6 l; m9 E址缺乏识别和验证的机制。
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　　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
0 C- X% w9 ?9 V7 H$ z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 q# Y; Z  F$ ?" \5 n+ |始序列号ISN。

5 @, }& w$ s, Q( p  `9 J7 `9 M8 v　　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；

3 V% C! M) ~* q9 D1 n　　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。

* _- }  p; d2 [- r　　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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8 L; b% Z  P; O) {" L% q, ?　　IP地址欺骗攻击的第一步是切断可信赖主机。
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4 I; ^7 ]  F% x  [+ m  u8 l0 M　　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
能发出无法建立连接的RST包而无暇顾及其他。

! b/ O: h: E, H8 V, z$ B　　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)，
  ~! }0 G( j$ Z( ?& n6 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
7 j2 \- g, Y% ?/ j) t$ Q8 c+ r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
5 o: e, _* Z7 j" p5 [) ?2 A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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: X( f1 D6 o* x) p　　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
机。

) ?/ ?3 B6 Z+ \1 C- o　　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
. _, r" L% b5 \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
2 f) r7 @6 P. x" m! H: L+ j' j9 \% J% G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+ b; m2 z4 D& z* L" O7 z5 u/ J　　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；
' F6 p# G1 G1 ?6 M- M/ C6 o! d. x, \- T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
# `" d& i( R8 pRlogin命令；允许X－Windows或OpenWindows；端口映射；可加载的NFS协议；允
( _3 b2 x8 o. t  P许Win95/NT文件共享；Open端口。

/ z( T# f. h+ ~　　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。

　　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，
% v! K' i$ ]0 a9 K) 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
% J  F( o* I6 ?. p: @& |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。
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$ d3 l0 ~/ ?8 d6 Q' s. o8 J0 t! n　　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
: v5 W- k" u7 m$ T' C8 e# q( d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
) ^  Q5 ]8 s4 S% S* f) i在各种网络外部或网络内部攻击防火墙的技术手段。

$ y6 w( H0 i1 q7 K: ?, `　　三.防火墙的基本类型

; S% F& H: w- 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。
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　　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
) s) \, @& N/ ^4 ?: @! m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
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
- @( m1 t+ T! X+ u# j# z: c+ s; _; M) N% r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
- C/ Q& v. W- N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
. Z( i3 K& g8 N# \9 k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
Telnet、FTP连接。

4 d7 e$ P5 h4 D4 `+ E　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：
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+ `# P( K% F% V) O- G' Z2 m　　 (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
, }$ @, J4 d3 |6 k) x# X# S/ P机150.0.

( K! E2 a9 c: v4 y& c  ?　　0.2上；

8 a# J: l* n3 @  s. b　　 (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。

  I. \2 n/ G" j- f6 U1 u　　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。

4 d4 [0 c0 h! A) t- h" C　　2.应用级网关
) ]* e4 \2 k3 L" I, G( M
+ q' z0 `& c4 Y　　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
% d# e+ _9 Z9 b0 z0 C; x& R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。
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4 |7 r1 K: n: J5 d% Z4 ^　　常用的应用级防火墙已有了相应的代理服务器， 例如： HTTP、 NNTP、
3 Z: S  h5 J2 s( CFTP、Telnet、rlogin、X-windows等，但是，对于新开发的应用，尚没有相应的
7 a, _, w, M9 s, B6 I9 b代理服务，它们将通过网络级防火墙和一般的代理服务。
- A5 L7 j7 m& q& t1 \& }
$ ^/ h0 u- M  j7 s$ P　　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，
3 Q3 \3 V! K. a3 ~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
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; G4 F  s2 r0 G6 {( k! O0 h　　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
) ?  Q7 \2 {: T% c& |! p  I" L上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高二层。

- O! m- Q9 _$ F; x' X0 m& L! ^　　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
2 T8 `  }# }3 a  a: W; A0 V) B7 f合在一 起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；
) A# Y/ f: _3 [. }DEC公司的AltaVistaFirewall等产品。 另外，电路级网关还提供一个重要的安
/ Z% o3 U" i2 h! l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，
8 q  Z0 H8 ?* N; x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* J. H% y! v2 S
　　4.规则检查防火墙

5 Z2 f% h! Z7 u: b* @( O　　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
7 h5 J5 \1 R- e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
7 f& u: Z: ]) L- ?! \# y0 O- q; x0 H容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。

' E; Q$ l7 O2 c- Z  i( q7 A　　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
! f# ^9 l9 \8 c3 W! T, A0 g3 ^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
/ D, u* N7 X6 |# \# J, Q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
7 y! E  S. E/ e, g0 q$ n1 [. ^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
4 ~( U7 d6 H/ o8 B. U+ LOnTechnology软件公司生产的OnGuard和CheckPoint软件公司生产的FireWall-1
; v. g6 j" A$ H2 C* U' ?& e2 V& O防火墙都是一种规则 检查防火墙。

/ T8 f: B; O0 O. e/ ?) E0 s8 _　　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
7 Q1 j, u! G1 G, f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
! r; n! f7 t7 }% ^: [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                              
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~~