防火墙的安全性分析与配置指南

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　　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
改、拷贝、毁坏你的重要信息。
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" O9 X0 T% \/ G* }, I& E　　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
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；
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　　b. 需求分析；

　　c. 确立安全政策；
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, m: H: W+ G  S/ G! q　　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
: F9 n* F" k( P& K# S& 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
; S+ M) W4 n/ V5 T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

8 {0 w2 Y( Z5 y5 e　　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，
  m, X5 N2 p. Z& }9 Y2 ]& `% Q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
) ~- L# N# B- L/ ?- J' m4 K/ 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
, k- U& Q& t% |$ n. }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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　　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
9 b9 X1 `) n. ^: @3 y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，
/ Y9 {+ ~, \) o7 `$ o" ?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。

6 q" `* A7 }7 N4 _: q% t　　4.目前很难对防火墙进行测试验证

' J* m4 u7 F4 z) r* g. ]8 c4 o/ i9 ~3 a　　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
. @" `' L1 N1 Y/ j* @  {* 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 x- B; ^' J. z' D大：

　　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。
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% h$ Z( W, J* `2 X/ i, V. P( 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。

  b7 G0 |" f  [% p6 n! V　　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，
/ p( \- d2 T0 M% p! E3 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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+ D; j& v  `- T; }　　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
) x; d* f! E2 Z# X* ?9 l  S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。

# N) S  Z# |  m　　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
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
6 H5 `* S. y( q% [- M  O5 N! l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。

　　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 ?; W, P+ c/ w/ Y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。
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/ u: a8 |9 O/ d, ~: r　　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；

　　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
2 T  L  W) x) S, _' N3 yACK一同返回给A；

# o3 @. C  l# Y# T/ Y5 ^　　3． A再将B传送来的ISN及应答信息ACK返回给B。
! Y  s+ B" t. q# q' B
　　至此，正常情况，主机A与B的TCP连接就建立起来了。

　　IP地址欺骗攻击的第一步是切断可信赖主机。

" @4 h* S8 P# M0 p9 ~; U% m　　这样可以使用TCP淹没攻击(TCPSynFloodAttack) ，使得信赖主机处于"自顾
; ^$ {: w" U' k; g* Z/ r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。
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　　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
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
$ i' S! v( l. u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
. U2 C- k& G3 W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。
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　　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。

0 A) Z; z# C4 y! a2 ], L　　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
3 Q8 @* Y$ p3 c0 o, `7 C1 O' z5 ?, _络。
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　　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；
5 K9 ]; m$ e( ^* \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
! `9 l$ {1 s1 q5 ~1 SRlogin命令；允许X－Windows或OpenWindows；端口映射；可加载的NFS协议；允
/ O2 Z0 c3 f/ {( O4 l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
. `4 e' D* I5 O) g9 {9 `0 Y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
/ f2 O3 \1 r/ K* P" \2 w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，
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
1 l; X1 _# `$ g! h1 G3 o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- a/ w9 r6 |, ^6 z% a! k因此不仅涉及网络安全，还涉及主机安全问题。
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% |& G4 v) N, }# l( v' [: A　　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
, ^  Z9 v6 L& F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
( N8 C* r8 P' X& g% t4 q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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- s5 |% K" B* R# S9 Q1 ]1 k　　三.防火墙的基本类型
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　　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
9 b  L9 {" y1 V) l& N/ v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
% o% o8 {2 J* C' S  |" h0 [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。

  t2 w; ^1 F) Q1 N+ D) K9 i- ^　　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
6 p! I( f  j1 Y6 D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
4 d$ c4 {' G4 A. N* H; ^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
' x' S- N; {1 M+ d) }7 @: \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
0 l6 ^+ G% \% G6 }/ T1 S% b1 l1 LTCP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。
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- f) M9 x( y1 }　　 下面是某一网络级防火墙的访问控制规则：
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# e  W/ i- l6 l! D& a+ O+ p* @　　 (1)允许网络123.1.0使用FTP(21口)访问主机150.0.0.1；

# {7 L( \( L* h　　 (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 W# g* s2 J4 _; o) E机150.0.
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) |2 [5 t4 c: ~! L　　0.2上；
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4 `6 N+ e7 n) e+ ?7 i  U/ [! Z　　 (3)允许任何地址的E-mail(25口)进入主机150.0.0.3；
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　　 (4)允许任何WWW数据（80口）通过；
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$ n" [* G7 p4 D; ~( O2 z　　 (5)不允许其他数据包进入。

　　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
9 J) }! j7 j$ 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.应用级网关
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　　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
! `) z- A* x- Y# H" U- 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
7 F1 P$ j/ H- S+ r5 X; [% w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
* L3 G$ f; w  J7 y: v( W( n. p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。

. B6 h" ~3 I, X8 l　　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
& s- x) {" w- r9 I代理服务，它们将通过网络级防火墙和一般的代理服务。

9 C. Z! c+ u  j, A( w1 E　　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，
4 d6 Q, t, X9 s( _7 B9 O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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0 x  x! {9 L0 K" t* X　　3.电路级网关
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　　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
/ B% _# h* O7 E: l: k0 d1 Y" o: I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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　　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
1 S( @7 }$ I' z) c2 C: \, e! z4 Q合在一 起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；
  f6 f& S3 G8 k) P* E! I- lDEC公司的AltaVistaFirewall等产品。 另外，电路级网关还提供一个重要的安
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
$ o. g, Z+ B( j2 _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，
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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+ J0 J7 h, V4 G. Y% f6 u/ [* D# V　　4.规则检查防火墙
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3 T0 O# h: ]6 e1 d6 q% _　　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
- ~" r/ K( e$ I1 t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
+ ~8 M) Q: K- C5 ?7 U8 ]5 \2 U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
0 d( x5 M& F$ J% c( Q  }1 H9 [5 r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
9 c4 ~( D4 b7 x8 H* y" _* e8 ?- B" ~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
! s1 k5 ^; F% L# ]$ x; N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
0 S; M8 A# j- c5 b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。
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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
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
# S* K  p% j! v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
5 r( u5 B4 v( ?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                              
" A4 C4 y: J3 a/ ]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~~