(二)防火墻的安全性分析

防火墻對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全起到了一定的保護(hù)作用，但并非萬無一失。通過對(duì)防火墻的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行分析和研究，作者對(duì)防火墻的安全性有如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

1.只有正確選用、合理配置防火墻，才能有效發(fā)揮其安全防護(hù)作用

防火墻作為網(wǎng)絡(luò)安全的一種防護(hù)手段，有多種實(shí)現(xiàn)方式。建立合理的防護(hù)系統(tǒng)，配置有效的防火墻應(yīng)遵循這樣四個(gè)基本步驟：

a.風(fēng)險(xiǎn)分析;

b.需求分析;

c.確立安全政策;

d.選擇準(zhǔn)確的防護(hù)手段，并使之與安全政策保持一致。

然而，多數(shù)防火墻的設(shè)立沒有或很少進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)分析和需求分析，而只是根據(jù)不很完備的安全政策選擇了一種似乎能“滿足”需要的防火墻，這樣的防火墻能否“防火”還是個(gè)問題。

2.應(yīng)正確評(píng)估防火墻的失效狀態(tài)

評(píng)價(jià)防火墻性能如何，及能否起到安全防護(hù)作用，不僅要看它工作是否正常，能否阻擋或捕捉到惡意攻擊和非法訪問的蛛絲馬跡，而且要看到一旦防火墻被攻破，它的狀態(tài)如何? 按級(jí)別來分，它應(yīng)有這樣四種狀態(tài)：

a.未受傷害能夠繼續(xù)正常工作;

b.關(guān)閉并重新啟動(dòng)，同時(shí)恢復(fù)到正常工作狀態(tài);

c.關(guān)閉并禁止所有的數(shù)據(jù)通行;

d. 關(guān)閉并允許所有的數(shù)據(jù)通行。

前兩種狀態(tài)比較理想，而第四種最不安全。但是許多防火墻由于沒有條件進(jìn)行失效狀態(tài)測試和驗(yàn)證，無法確定其失效狀態(tài)等級(jí)，因此網(wǎng)絡(luò)必然存在安全隱患。

3.防火墻必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)

防火墻安裝和投入使用后，并非萬事大吉。要想充分發(fā)揮它的安全防護(hù)作用，必須對(duì)它進(jìn)行跟蹤和維護(hù)，要與商家保持密切的聯(lián)系，時(shí)刻注視商家的動(dòng)態(tài)。因?yàn)樯碳乙坏┌l(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品存在安全漏洞，就會(huì)盡快發(fā)布補(bǔ)救(Patch) 產(chǎn)品，此時(shí)應(yīng)盡快確認(rèn)真?zhèn)?防止特洛伊木馬等病毒)，并對(duì)防火墻軟件進(jìn)行更新。

4.目前很難對(duì)防火墻進(jìn)行測試驗(yàn)證

防火墻能否起到防護(hù)作用，最根本、最有效的證明方法是對(duì)其進(jìn)行測試，甚至站在“黑客”的角度采用各種手段對(duì)防火墻進(jìn)行攻擊。然而具體執(zhí)行時(shí)難度較大，主要原因是：

a.防火墻性能測試目前還是一種很新的技術(shù)，尚無正式出版刊物，可用的工具和軟件更是寥寥無幾。據(jù)了解目前只有美國ISS公司提供有防火墻性能測試的工具軟件。

b.防火墻測試技術(shù)尚不先進(jìn)，與防火墻設(shè)計(jì)并非完全吻合，使得測試工作難以達(dá)到既定的效果。

c.選擇“誰”進(jìn)行公正的測試也是一個(gè)問題。

可見，防火墻的性能測試決不是一件簡單的事情，但這種測試又相當(dāng)必要，進(jìn)而提出這樣一個(gè)問題：不進(jìn)行測試，何以證明防火墻安全?

5.非法攻擊防火墻的基本“招數(shù)”

a. IP地址欺騙攻擊。許多防火墻軟件無法識(shí)別數(shù)據(jù)包到底來自哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，因此攻擊者無需表明進(jìn)攻數(shù)據(jù)包的真正來源，只需偽裝IP地址，取得目標(biāo)的信任，使其認(rèn)為來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部即可。IP地址欺騙攻擊正是基于這類防火墻對(duì)IP地址缺乏識(shí)別和驗(yàn)證的機(jī)制而得成的。

b.破壞防火墻的另一種方式是攻擊與干擾相結(jié)合。也就是在攻擊期間使防火墻始終處于繁忙的狀態(tài)。防火墻過分的繁忙有時(shí)會(huì)導(dǎo)致它忘記履行安全防護(hù)的職能，處于失效狀態(tài)。

c.防火墻也可能被內(nèi)部攻擊。因?yàn)榘惭b了防火墻后，隨意訪問被嚴(yán)格禁止了， 這樣內(nèi)部人員無法在閑暇的時(shí)間通過Telnet瀏覽郵件或使用FTP向外發(fā)送信息，個(gè)別人會(huì)對(duì)防火墻不滿進(jìn)而可能攻擊它、破壞它，期望回到從前的狀態(tài)。這里，攻擊的目標(biāo)常常是防火墻或防火墻運(yùn)行的操作系統(tǒng)，因此不僅涉及網(wǎng)絡(luò)安全，還涉及主機(jī)安全問題。

(三)防火墻的基本類型

實(shí)現(xiàn)防火墻的技術(shù)包括四大類：網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻(也叫包過濾型防火墻)、應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)、電路級(jí)網(wǎng)關(guān)和規(guī)則檢查防火墻。

1.網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻

一般是基于源地址和目的地址、應(yīng)用或協(xié)議以及每個(gè)IP包的端口來作出通過與否的判斷。一個(gè)路由器便是一個(gè)“傳統(tǒng)”的網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻，大多數(shù)的路由器都能通過檢查這些信息來決定是否將所收到的包轉(zhuǎn)發(fā)，但它不能判斷出一個(gè)IP包來自何方，去向何處。

先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻可以判斷這一點(diǎn)，它可以提供內(nèi)部信息以說明所通過的連接狀態(tài)和一些數(shù)據(jù)流的內(nèi)容，把判斷的信息同規(guī)則表進(jìn)行比較，在規(guī)則表中定義了各種規(guī)則來表明是否同意或拒絕包的通過。包過濾防火墻檢查每一條規(guī)則直至發(fā)現(xiàn)包中的信息與某規(guī)則相符。如果沒有一條規(guī)則能符合，防火墻就會(huì)使用默認(rèn)規(guī)則，一般情況下，默認(rèn)規(guī)則就是要求防火墻丟棄該包。其次，通過定義基于TCP或UDP數(shù)據(jù)包的端口號(hào)，防火墻能夠判斷是否允許建立特定的連接，如Telnet、FTP連接。

下面是某一網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻的訪問控制規(guī)則：

(1)允許網(wǎng)絡(luò)123.1.0使用FTP(21口)訪問主機(jī)150.0.0.1;

(2)允許IP地址為202.103.1.18和202.103.1.14的用戶Telnet (23口)到主機(jī)150.0.0.2上;

(3)允許任何地址的E-mail(25口)進(jìn)入主機(jī)150.0.0.3;

(4)允許任何WWW (5)不允許其他數(shù)據(jù)包進(jìn)入。

網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻簡潔、速度快、費(fèi)用低，并且對(duì)用戶透明，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)很有限，因?yàn)樗粰z查地址和端口，對(duì)網(wǎng)絡(luò)更高協(xié)議層的信息無理解能力。

2.規(guī)則檢查防火墻

該防火墻結(jié)合了包過濾防火墻、電路級(jí)網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)的特點(diǎn)。它同包過濾防火墻一樣， 規(guī)則檢查防火墻能夠在OSI網(wǎng)絡(luò)層上通過IP地址和端口號(hào)，過濾進(jìn)出的數(shù)據(jù)包。它也象電路級(jí)網(wǎng)關(guān)一樣，能夠檢查SYN和ACK標(biāo)記和序列數(shù)字是否邏輯有序。當(dāng)然它也象應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)一樣， 可以在OSI應(yīng)用層上檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，查看這些內(nèi)容是否能符合公司網(wǎng)絡(luò)的安全規(guī)則。規(guī)則檢查防火墻雖然集成前三者的特點(diǎn)，但是不同于一個(gè)應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)的是，它并不打破客戶機(jī)/服務(wù)機(jī)模式來分析應(yīng)用層的數(shù)據(jù)， 它允許受信任的客戶機(jī)和不受信任的主機(jī)建立直接連接。規(guī)則檢查防火墻不依靠與應(yīng)用層有關(guān)的代理，而是依靠某種算法來識(shí)別進(jìn)出的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，這些算法通過已知合法數(shù)據(jù)包的模式來比較進(jìn)出數(shù)據(jù)包，這樣從理論上就能比應(yīng)用級(jí)代理在過濾數(shù)據(jù)包上更有效。

目前在市場上流行的防火墻大多屬于規(guī)則檢查防火墻，因?yàn)樵摲阑饓?duì)于用戶透明，在OSI最高層上加密數(shù)據(jù)，不需要你去修改客戶端的程序，也不需對(duì)每個(gè)需要在防火墻上運(yùn)行的服務(wù)額外增加一個(gè)代理。如現(xiàn)在最流行的防火墻之一OnTechnology軟件公司生產(chǎn)的OnGuard和CheckPoint軟件公司生產(chǎn)的FireWall-1防火墻都是一種規(guī)則檢查防火墻。

從趨勢上看，未來的防火墻將位于網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻和應(yīng)用級(jí)防火墻之間，也就是說，網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻將變得更加能夠識(shí)別通過的信息，而應(yīng)用級(jí)防火墻在目前的功能上則向“透明”、“低級(jí)”方面發(fā)展。最終防火墻將成為一個(gè)快速注冊(cè)稽查系統(tǒng)，可保護(hù)數(shù)據(jù)以加密方式通過，使所有組織可以放心地在節(jié)點(diǎn)間傳送數(shù)據(jù)。

(五)防火墻的安全措施

各種防火墻的安全性能不盡相同。這里僅介紹一些一般防火墻的常用安全措施：

1.防電子欺騙術(shù)

防電子欺騙術(shù)功能是保證數(shù)據(jù)包的IP地址與網(wǎng)關(guān)接口相符，防止通過修改IP地址的方法進(jìn)行非授權(quán)訪問。還應(yīng)對(duì)可疑信息進(jìn)行鑒別，并向網(wǎng)絡(luò)管理員報(bào)警。

2.網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)移

地址轉(zhuǎn)移是對(duì)Internet隱藏內(nèi)部地址，防止內(nèi)部地址公開。這一功能可以克服IP尋址方式的諸多限制，完善內(nèi)部尋址模式。把未注冊(cè)IP地址映射成合法地址，就可以對(duì)Internet進(jìn)行訪問。

3.開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得防火墻與相關(guān)應(yīng)用程序和外部用戶數(shù)據(jù)庫的連接相當(dāng)容易，典型的應(yīng)用程序連接如財(cái)務(wù)軟件包、病毒掃描、登錄分析等。

4.路由器安全管理程序

它為Bay和Cisco的路由器提供集中管理和訪問列表控制。