防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中的功能表現(xiàn)

作者：佚名 2010-09-10 13:48:01

此文章主要向大家講述的是防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中的重要功能與作用，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全的問題已經(jīng)突出地?cái)[在各類用戶的面前。

防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中的重要功能與作用是此文所要表達(dá)的內(nèi)容，以及對防火墻的架構(gòu)與工作方式，防火墻的體系結(jié)構(gòu)，防火墻的架構(gòu)與工作方式以及防火墻的體系結(jié)構(gòu)的介紹，以下就是文章的主要內(nèi)容講述。

防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中的重要功能和作用

防火墻的定義

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)安全的問題已經(jīng)日益突出地?cái)[在各類用戶的面前。僅從筆者掌握的資料表明，目前在互聯(lián)網(wǎng)上大約有將近20%以上的用戶曾經(jīng)遭受過黑客的困擾。盡管黑客如此猖獗，但網(wǎng)絡(luò)安全問題至今仍沒有能夠引起足夠的重視，更多的用戶認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)安全問題離自己尚遠(yuǎn)，這一點(diǎn)從大約有40%以上的用戶特別是企業(yè)級用戶沒有安裝防火墻(Firewall)便可以窺見一斑，而所有的問題都在向大家證明一個事實(shí)，大多數(shù)的黑客入侵事件都是由于未能正確安裝防火墻而引發(fā)的。

防火墻的架構(gòu)與工作方式

防火墻可以使用戶的網(wǎng)絡(luò)劃規(guī)劃更加清晰明了，全面防止跨越權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問(因?yàn)橛行┤说卿浐蟮牡谝患戮褪窃噲D超越權(quán)限限制)。如果沒有防火墻的話，你可能會接到許許多多類似的報(bào)告，比如單位內(nèi)部的財(cái)政報(bào)告剛剛被數(shù)萬個Email郵件炸爛，或者用戶的個人主頁被人惡意連接向了Playboy，而報(bào)告鏈接上卻指定了另一家色情網(wǎng)站......一套完整的防火墻系統(tǒng)通常是由屏蔽路由器和代理服務(wù)器組成。屏蔽路由器是一個多端口的IP路由器，它通過對每一個到來的IP包依據(jù)組規(guī)則進(jìn)行檢查來判斷是否對之進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。屏蔽路由器從包頭取得信息，例如協(xié)議號、收發(fā)報(bào)文的IP地址和端口號、連接標(biāo)志以至另外一些IP選項(xiàng)，對IP包進(jìn)行過濾。代理服務(wù)器是防火墻中的一個服務(wù)器進(jìn)程，它能夠代替網(wǎng)絡(luò)用戶完成特定的TCP/TP功能。一個代理服務(wù)器本質(zhì)上是一個應(yīng)用層的網(wǎng)關(guān)，一個為特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而連接兩個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。用戶就一項(xiàng)TCP/TP應(yīng)用，比如Telnet或者FTP，同代理服務(wù)器打交道，代理服務(wù)器要求用戶提供其要訪問的遠(yuǎn)程主機(jī)名。當(dāng)用戶答復(fù)并提供了正確的用戶身份及認(rèn)證信息后，代理服務(wù)器連通遠(yuǎn)程主機(jī)，為兩個通信點(diǎn)充當(dāng)中繼。整個過程可以對勝戶完全透明。用戶提供的用戶身份及認(rèn)證信息可用于用戶級的認(rèn)證。最簡單的情況是：它只由用戶標(biāo)識和口令構(gòu)成。但是，如果防火墻是通過Internet可訪問的，應(yīng)推薦用戶使用更強(qiáng)的認(rèn)證機(jī)制，例如一次性口令或回應(yīng)式系統(tǒng)等。

屏蔽路由器的最大優(yōu)點(diǎn)就是架構(gòu)簡單且硬件成本較低，而缺點(diǎn)則是建立包過濾規(guī)則比較困難，加之屏蔽路由器的管理成本及用戶級身份認(rèn)證的缺乏等。好在路由器生產(chǎn)商們已經(jīng)認(rèn)識到并開始著手解決這些問題，他們正在開發(fā)編輯包過濾規(guī)則的圖形用戶界面，制訂標(biāo)準(zhǔn)的用戶級身份認(rèn)證協(xié)議，以提供遠(yuǎn)程身份認(rèn)證撥入用戶服務(wù)代理服務(wù)器的優(yōu)點(diǎn)在于用戶級的身份認(rèn)證、日志記錄和帳號管理。其缺點(diǎn)關(guān)系到這樣一個事實(shí);要想提供全面的安全保證，就要對每一項(xiàng)服務(wù)都建立對應(yīng)的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。這個事實(shí)嚴(yán)重地限制了新應(yīng)用的采綱。

屏蔽路由器和代理服務(wù)器通常組合在一起構(gòu)成混合系統(tǒng)，其中屏蔽路由器主要用來防止IP欺騙攻擊。目前采用最廣泛的配置是Dualhomed防火墻、被屏蔽主機(jī)型防火墻以及被屏蔽子網(wǎng)型防火墻。

通常架設(shè)防火墻需要數(shù)千甚至上萬美元的投入，而且防火墻需要運(yùn)行于一臺獨(dú)立的計(jì)算機(jī)上，因此只用一臺計(jì)算機(jī)連入互聯(lián)網(wǎng)的用戶是不必要架設(shè)防火墻的，況且這樣做即使從成本方面講也太不劃算。目前觀之，防火墻的重點(diǎn)還是用來保護(hù)由許多臺計(jì)算機(jī)組成的大型網(wǎng)絡(luò)，這也是黑客高手們真正感興趣的地方。防火墻可以是非常簡單的過濾器，也可能是精心配置的網(wǎng)關(guān)，但它們的原理是一樣，都是監(jiān)測并過濾所有通向外部網(wǎng)和從外部網(wǎng)傳來的信息，防火墻保護(hù)著內(nèi)部敏感的數(shù)據(jù)不被偷竊和破壞，并記下來通訊發(fā)生的時間和操作等等，新一代的防火墻甚至可以阻止內(nèi)部人員故意將敏感數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵饨纭．?dāng)用戶將單位內(nèi)部的局部網(wǎng)連入互聯(lián)網(wǎng)時，大家肯定不愿意讓全世界的人隨意翻閱你單位內(nèi)部人員的工資單、各種文件資料或者是數(shù)據(jù)庫，但即使在單位內(nèi)部也存在數(shù)據(jù)攻擊的可能性。例如一些心懷叵測的電腦高手可能會修改工資表和財(cái)務(wù)報(bào)告。而通過設(shè)置防火墻后，管理員就可以限定單位內(nèi)部員工使用Email、瀏覽WWW以及文件傳輸，但不允許外界任意訪問單位內(nèi)部的計(jì)算機(jī)，同時管理員也可以禁止單位中不同部門之間互相訪問。將局部網(wǎng)絡(luò)放置防火墻之后可以阻止來自外界的攻擊。而防火墻通常是運(yùn)行在一臺單獨(dú)的計(jì)算機(jī)之上的一個特別的軟件，它可以識別并屏蔽非法的請求。例如一臺WWW代理服務(wù)器，所有的請求都間接地由代理服務(wù)器處理，這臺服務(wù)器不同于普通的代理服務(wù)器，它不會直接地處理請求，它會驗(yàn)證請求發(fā)出者的身份、請求的目的地和請求內(nèi)容。如果一切符合要求的話，這個請求會被批準(zhǔn)送到真正的WWW服務(wù)器上。當(dāng)真正的WWW服務(wù)器處理完這個請求后并不會直接把結(jié)果發(fā)送給請求者，它會把結(jié)果送到代理服務(wù)器，代理服務(wù)器會按照事先的規(guī)定檢查這個結(jié)果是否違反了安全規(guī)定，當(dāng)這一切都通過后，返回結(jié)果才會真正地送到請求者的手里。

防火墻的體系結(jié)構(gòu)

1、屏蔽路由器(ScreeningRouter)

屏蔽路由器可以由廠家專門生產(chǎn)的路由器實(shí)現(xiàn)，也可以用主機(jī)來實(shí)現(xiàn)。屏蔽路由器作為內(nèi)外連接的惟一通道，要求所有的報(bào)文都必須在此通過檢查。路由器上可以安裝基于IP層的報(bào)文過濾軟件，實(shí)現(xiàn)報(bào)文過濾功能。許多路由器本身帶有報(bào)文過濾配置選項(xiàng)，但一般比較簡單。單純由屏蔽路由器構(gòu)成的防火墻的危險包括路由器本身及路由器允許訪問的主機(jī)。屏蔽路由器的缺點(diǎn)是一旦被攻隱后很難發(fā)現(xiàn)，而且不能識別不同的用戶。

2、雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)(DualHomedGateway)

雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)是用一臺裝有兩塊網(wǎng)卡的堡壘主機(jī)的做防火墻。兩塊網(wǎng)卡各自與受保護(hù)網(wǎng)和外部網(wǎng)相連。堡壘主機(jī)上運(yùn)行著防火墻軟件，可以轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序，提供服務(wù)等。與屏蔽路由器相比，雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)堡壘主機(jī)的系統(tǒng)軟件可用于維護(hù)護(hù)系統(tǒng)日志、硬件拷貝日志或遠(yuǎn)程日志。但弱點(diǎn)也比較突出，一旦黑客侵入堡壘主機(jī)并使其只具有路由功能，任何網(wǎng)上用戶均可以隨便訪問內(nèi)部網(wǎng)。

防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中的重要功能和作用2010-08-12 08:55出處：ZDnet作者：佚名【我要評論】 [導(dǎo)讀]隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)安全的問題已經(jīng)日益突出地?cái)[在各類用戶的面前。

第 1 頁防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中的重要功能和作用

防火墻的定義

防火墻的架構(gòu)與工作方式

防火墻的體系結(jié)構(gòu)

1、屏蔽路由器(ScreeningRouter)

2、雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)(DualHomedGateway)

下面筆者向網(wǎng)友們簡單介紹幾種代理服務(wù)器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式：

1、應(yīng)用代理服務(wù)器(ApplicationGatewayProxy)

應(yīng)用代理服務(wù)器可以在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層提供授權(quán)檢查及代理服務(wù)。當(dāng)外部某臺主機(jī)試圖訪問(如Telnet)受保護(hù)網(wǎng)時，它必須先在防火墻上經(jīng)過身份認(rèn)證。通過身份認(rèn)證后，防火墻運(yùn)行一個專門為Telnet設(shè)計(jì)的程序，把外部主機(jī)與內(nèi)部主機(jī)連接。在這個過程中，防火墻可以限制用戶訪問的主機(jī)、訪問的時間及訪問的方式。同樣，受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部用戶訪問外部網(wǎng)時也需先登錄到防火墻上，通過驗(yàn)證后才可使用Telnet或FTP等有效命令。應(yīng)用網(wǎng)關(guān)代理的優(yōu)點(diǎn)是既可以隱藏內(nèi)部IP地址，也可以給單個用戶授權(quán)，即使攻擊者盜用了一個合法的IP地址。他也通不過嚴(yán)格的身份認(rèn)證。因特網(wǎng)關(guān)比報(bào)文過濾具有更高的安全性。但是這種認(rèn)證使得應(yīng)用網(wǎng)關(guān)不透明，用戶每次連接都要受到"盤問"，這給用戶帶來許多不便。而且這種代理技術(shù)需要為每個應(yīng)用網(wǎng)關(guān)寫專門的程序。

2、回路級代理服務(wù)器

回路級代理服務(wù)器也稱一般代理服務(wù)器，它適用于多個協(xié)議，但無法解釋應(yīng)用協(xié)議，需要通過其他方式來獲得信息。所以，回路級代理服務(wù)器通常要求修改過的用戶程序。其中，套接字服務(wù)器(SocketsServer)就是回路級代理服務(wù)器。套接字(Sockets)是一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的國際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)需要與外部網(wǎng)交互信息時，在防火墻上的套接字服務(wù)器檢查客戶的UserID、IP源地址和IP目的地址，經(jīng)過確認(rèn)后，套服務(wù)器才與外部的段服務(wù)器建立連接。對用戶來說，受保護(hù)網(wǎng)與外部網(wǎng)的信息交換是透明的，感覺不到防火墻的存在，那是因?yàn)橐蛱鼐W(wǎng)絡(luò)用戶不需要登錄到防火墻上。但是客戶端的應(yīng)用軟件必須支持"SocketsifideAPI"受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)用戶訪問公共網(wǎng)所使用的IP地址也都是防火墻的IP地址。

3、代管服務(wù)器

代管服務(wù)器技術(shù)換言之就是把不安全的服務(wù)，諸如FTP、Telnet等放到防火墻上，使它同時充當(dāng)服務(wù)器，對外部的請求作出回答。與應(yīng)用層代理實(shí)現(xiàn)相比，代管服務(wù)器技術(shù)不必為每種服務(wù)專門寫程序。而且，受保護(hù)網(wǎng)內(nèi)部用戶想對外部網(wǎng)訪問時，也需先登錄到防火墻上，再向外提出請求，這樣從外部網(wǎng)向內(nèi)就只能看到防火墻，從而隱藏了內(nèi)部地址，提高了安全性。

4、IP通道(IPTunnels)

如果某公司下屬的兩個子公司相隔較遠(yuǎn)，通過Internet進(jìn)行通信時，可以采用IPTunnels來防止Internet上的黑客截取信息，從而在Internet上形成一個虛構(gòu)的企業(yè)網(wǎng)。

5、網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換器(NetworkAddressTranslate)

當(dāng)受保護(hù)網(wǎng)連到Internet上時，受保護(hù)網(wǎng)用戶若要訪問Internet，必須使用一個合法的IP地址。但由于合法InternetIP地址有限，而且受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)往往有自己的一套IP地址規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器就是在防火墻上裝一個合法IP地址集。當(dāng)內(nèi)部某一用戶要訪問Internet時，防火墻態(tài)地從地址集中選一個未分配的地址分配給該用戶，該用戶即可使用這個合法地址進(jìn)行通信。同時，對于內(nèi)部的某些服務(wù)器如Web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器允許為其分配一個固定的合法地址。外部網(wǎng)絡(luò)的用戶就可通過防火墻來訪問內(nèi)部的服務(wù)器。這種技術(shù)既緩解了少量的IP地址和大量的主機(jī)之間的矛盾，又對外隱藏了內(nèi)部主機(jī)的IP地址，提高了安全性

6、隔離域名服務(wù)器(SplitDomainNameSever)

這種技術(shù)是通過防火墻將受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的域名服務(wù)器與外部網(wǎng)的域名服務(wù)器隔離，使外部網(wǎng)的域名服務(wù)器只能看到防火墻的IP地址，無法了解受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的具體情況，這樣可以保證受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的IP地址不被外部網(wǎng)絡(luò)知悉。

7、郵件轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)(Mailforwarding)

當(dāng)防火墻采用上面所提到的幾種技術(shù)使得外部網(wǎng)絡(luò)只知道防火墻的IP地址和域名時，從外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的郵件，就只能送到防火墻上。這時防火墻對郵件進(jìn)行檢查，只有當(dāng)發(fā)送郵件的源主機(jī)是被允許通過的，防火墻才對郵件的目的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換，送到內(nèi)部的郵件服務(wù)器，由其進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

代理服務(wù)器像真的墻一樣擋在內(nèi)部用戶和外界之間，特別是從外面來的訪問者只能看到代理服務(wù)器而看不見到任何的內(nèi)部資源，諸如用戶的IP等。而內(nèi)部客戶根本感覺不到它的存在，可以自由訪問外部站點(diǎn)。代理可以提供極好的訪問控制、登錄能力以及地址轉(zhuǎn)換功能，對進(jìn)出防火墻的信息進(jìn)行記錄，便于管理員監(jiān)視和管理系統(tǒng)。但代理服務(wù)器同時也存在一些不足，特別是它會使網(wǎng)絡(luò)的訪問速度變慢，因?yàn)樗辉试S用戶直接訪問網(wǎng)絡(luò)，而代理又要處理入和出的通信量，因此每增加一種新的媒體應(yīng)用，則必須對代理進(jìn)行設(shè)置。筆者在一套辦公應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)方面，就因?yàn)榇矸?wù)器的原因折騰了很長時間，結(jié)果還是由于設(shè)置與容錯方面的問題暫時擱淺了。

狀態(tài)監(jiān)視器(StatefulInspection)：

狀態(tài)監(jiān)視器作為防火墻技術(shù)其安全特性最佳，它采用了一個在網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安全策略的軟件引擎，稱之為檢測模塊。檢測模塊在不影響網(wǎng)絡(luò)正常工作的前提下，采用抽取相關(guān)數(shù)據(jù)的方法對網(wǎng)絡(luò)通信的各層實(shí)施監(jiān)測，抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)，即狀態(tài)信息，并動態(tài)地保存起來作為以后制定安全決策的參考。檢測模塊支持多種協(xié)議和應(yīng)用程序，并可以很容易地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和服務(wù)的擴(kuò)充。與其它安全方案不同，當(dāng)用戶訪問到達(dá)網(wǎng)關(guān)的操作系統(tǒng)前，狀態(tài)監(jiān)視器要抽取有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)配置和安全規(guī)定作出接納、拒絕、鑒定或給該通信加密等決定。一旦某個訪問違反安全規(guī)定，安全報(bào)警器就會拒絕該訪問，并作下記錄向系統(tǒng)管理器報(bào)告網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)視器的另一個優(yōu)點(diǎn)就是可以監(jiān)測RemoteProcedureCall和User DatagrqamProtocol類的端口信息。問題當(dāng)然也有，即狀態(tài)監(jiān)視器的配置非常復(fù)雜，而且會降低網(wǎng)絡(luò)的速度。

目前防火墻已經(jīng)在Internet上得到了廣泛的應(yīng)用，而且由于防火墻不限于TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)，也使其逐步在Internet之外更具生命力。客觀的講，防火墻并不是解決網(wǎng)絡(luò)安全問題的萬能藥方，而只是網(wǎng)絡(luò)安全政策和策略中的一個組成部分，但了解防火墻技術(shù)并學(xué)會在實(shí)際操作中應(yīng)用防火墻技術(shù)，相信會在新世紀(jì)的網(wǎng)絡(luò)生活中讓每一位網(wǎng)友都受益菲淺。

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