防火墙定义.doc

防火墙一涉及计算机安全的领域，我们无可避免的要谈及这样一个重要的名词防火墙。防火墙，筑起一道“坚固的防线”，为计算机防御外界攻击、杜绝病毒入侵等安全方面做出了不可磨灭的贡献。现在，就请跟随我们的小组，一起来了解这位“计算机安全卫士”。一防火墙的概念当然，既然打算由浅入深的来了解，就要先看看防火墙的概念了。防火墙本是汽车中一个部件的名称。在汽车中，利用防火墙把乘客和引擎隔开，以便汽车引擎一旦著火，防火墙不但能保护乘客安全，而同时还能让司机继续控制引擎。但在电脑术语（也就是我们即将探讨了解的）中，当然就不是这个意思了，我们可以类比来理解，在网络中，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。换句话说，如果不通过防火墙，公司内部的人就无法访问Internet，Internet上的人也无法和公司内部的人进行通信。防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件。该计算机流入流出的所有网络通信均要经过此防火墙。二防火墙的功能1.防火墙是网络安全的屏障：一个防火墙（作为阻塞点、控制点）能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。由于只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。如防火墙可以禁止诸如众所周知的不安全的NFS协议进出受保护网络，这样外部的攻击者就不可能利用这些脆弱的协议来攻击内部网络。防火墙同时可以保护网络免受基于路由的攻击，如IP选项中的源路由攻击和ICMP重定向中的重定向路径。防火墙应该可以拒绝所有以上类型攻击的报文并通知防火墙管理员。2.防火墙可以强化网络安全策略：通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有安全软件（如口令、加密、身份认证、审计等）配置在防火墙上。与将网络安全问题分散到各个主机上相比，防火墙的集中安全管理更经济。例如在网络访问时，一次加密口令系统和其它的身份认证系统完全可以不必分散在各个主机上，而集中在防火墙一身上。3.对网络存取和访问进行监控审计：如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并作出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外，收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击，并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等而言也是非常重要的。4.防止内部信息的外泄：通过利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。再者，隐私是内部网络非常关心的问题，一个内部网络中不引人注意的细节可能包含了有关安全的线索而引起外部攻击者的兴趣，甚至因此而暴露了内部网络的某些安全漏洞。使用防火墙就可以隐蔽那些透露内部细节如Finger，DNS等服务。Finger显示了主机的所有用户的注册名、真名，最后登录时间和使用shell类型等。但是Finger显示的信息非常容易被攻击者所获悉。攻击者可以知道一个系统使用的频繁程度，这个系统是否有用户正在连线上网，这个系统是否在被攻击时引起注意等等。防火墙可以同样阻塞有关内部网络中的DNS信息，这样一台主机的域名和IP地址就不会被外界所了解。除了安全作用，防火墙还支持具有Internet服务特性的企业内部网络技术体系VPN（虚拟专用网）。三防火墙分类防火墙有不同类型。一个防火墙可以是硬件自身的一部分，你可以将因特网连接和计算机都插入其中。防火墙也可以在一个独立的机器上运行，该机器作为它背后网络中所有计算机的代理和防火墙。最后，直接连在因特网的机器可以使用个人防火墙。在此，我们主要探讨最贴近我们生活的个人防火墙。个人防火墙是防止您电脑中的信息被外部侵袭的一项技术，在您的系统中监控、阻止任何未经授权允许的数据进入或发出到互联网及其他网络系统。个人防火墙产品如著名Symantec公司的诺顿、Network Ice公司的BlackIce Defender、McAfee公司的思科及Zone Lab的 free ZoneAlarm 等，都能帮助您对系统进行监控及管理，防止特洛伊木马、spy-ware 等病毒程序通过网络进入您的电脑或在您未知情况下向外部扩散。这些软件都能够独立运行于整个系统中或针对对个别程序、项目，所以在使用时十分方便及实用。一个个人防火墙, 通常软件应用过滤信息进入或留下。一台电脑和一个传统防火墙通常跑在一台专用的网络设备或电脑被安置在两个或更多网络或DMZs (解除军事管制区域) 界限。 这样防火墙过滤所有信息进入或留下被连接的网络。 后者定义对应于防火墙 的常规意思在网络, 和下面会谈谈这类型防火墙。 以下是两个主要类防火墙: 网络层防火墙和 应用层防火墙。 这两类型防火墙也许重叠; 的确, 单一系统会两个一起实施。1.网络层防火墙网络层防火墙。视为一种 IP 封包过滤器，运作在底层的 TCP/IP 协议堆栈上。我们可以以枚举的方式，只允许符合特定规则的封包通过，其余的一概禁止穿越防火墙。这些规则通常可以经由管理员定义或修改，不过某些防火墙设备可能只能套用内置的规则。我们也能以另一种较宽松的角度来制定防火墙规则，只要封包不符合任何一项“否定规则”就予以放行。现在的操作系统及网络设备大多已内置防火墙功能。较新的防火墙能利用封包的多样属性来进行过滤，例如：来源 IP 地址、来源端口号、目的 IP 地址或端口号、服务类型(如 WWW 或是 FTP)。也能经由通信协议、TTL 值、来源的网域名称或网段.等属性来进行过滤。2.应用层防火墙应用层防火墙是在 TCP/IP 堆栈的“应用层”上运作，您使用浏览器时所产生的数据流或是使用 FTP 时的数据流都是属于这一层。应用层防火墙可以拦截进出某应用程序的所有封包，并且封锁其他的封包(通常是直接将封包丢弃)。理论上，这一类的防火墙可以完全阻绝外部的数据流进到受保护的机器里。防火墙借由监测所有的封包并找出不符规则的内容，可以防范电脑蠕虫或是木马程序的快速蔓延。不过就实现而言，这个方法既烦且杂(软件有千千百百种啊)，所以大部分的防火墙都不会考虑以这种方法设计。3.XML 防火墙是一种新型态的应用层防火墙。代理服务代理服务设备(可能是一台专属的硬件，或只是普通机器上的一套软件)也能像应用程序一样回应输入封包(例如连接要求)，同时封锁其他的封包，达到类似于防火墙的效果。代理由外在网络使窜改一个内部系统更加困难, 并且一个内部系统误用不一定会导致一个安全漏洞可开采从防火墙外面(只要应用代理剩下的原封和适当地被配置) 。 相反地, 入侵者也许劫持一个公开可及的系统和使用它作为代理人为他们自己的目的; 代理人然后伪装作为那个系统对其它内部机器。 当对内部地址空间的用途加强安全, 破坏狂也许仍然使用方法譬如IP 欺骗试图通过小包对目标网络。防火墙经常有网络地址转换(NAT) 的功能, 并且主机被保护在防火墙之后共同地使用所谓的“私人地址空间”, 依照被定义在RFC 1918 。 管理员经常设置了这样情节在努力(无定论的有效率) 假装内部地址或网络。防火墙的适当的配置要求技巧和智能。 它要求管理员对网络协议和电脑安全有深入的了解。 因小差错可使防火墙不能作为安全工具。 四防火墙配置防火墙配置有三种：Dual-homed方式、Screened- host方式和Screened-subnet方式。Dual-homed方式最简单。 Dual-homedGateway放置在两个网络之间，这个Dual-omedGateway又称为bastionhost。这种结构成本低，但是它有单点失败的问题。这种结构没有增加网络安全的自我防卫能力，而它往往是受“黑客”攻击的首选目标，它自己一旦被攻破，整个网络也就暴露了。Screened-host方式中的Screeningrouter为保护Bastionhost的安全建立了一道屏障。它将所有进入的信息先送往Bastionhost，并且只接受来自Bastionhost的数据作为出去的数据。这种结构依赖Screeningrouter和Bastionhost，只要有一个失败，整个网络就暴露了。Screened-subnet包含两个Screeningrouter和两个Bastionhost。在公共网络和私有网络之间构成了一个隔离网，称之为”停火区”（DMZ，即DemilitarizedZone）,Bastionhost放置在”停火区”内。这种结构安全性好，只有当两个安全单元被破坏后，网络才被暴露，但是成本也很昂贵。防火墙的发展史 在对防火墙的应用方面有了一个更深层次的了解后，我们不妨来回顾一下防火墙的发展历史和发展趋势。1. 第一代防火墙 第一代防火墙技术几乎与路由器同时出现，采用了包过滤（Packet filter）技术。下图表示了防火墙技术的简单发展历史。2. 第二、三代防火墙 1989年，贝尔实验室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墙，即电路层防火墙，同时提出了第三代防火墙应用层防火墙（代理防火墙）的初步结构。 3. 第四代防火墙 1992年，USC信息科学院的BobBraden开发出了基于动态包过滤（Dynamic packet filter）技术的第四代防火墙，后来演变为目前所说的状态监视（Stateful inspection）技术。1994年，以色列的CheckPoint公司开发出了第一个采用这种技术的商业化的产品。4. 第五代防火墙 1998年，NAI公司推出了一种自适应代理（Adaptive proxy）技术，并在其产品Gauntlet Firewall for NT中得以实现，给代理类型的防火墙赋予了全新的意义，可以称之为第五代防火墙。 5. 一体化安全网关UTM随着万兆UTM的出现，UTM代替防火墙的趋势不可避免。在国际上，飞塔公司高性能的UTM占据了一定的市场份额，国内，启明星辰的高性能UTM则一直领跑国内市场。Internet的迅猛发展和网络攻击手段的不断变化，使防火墙产品的更新步伐日益加快，虽然，目前的防火墙产品能基本满足用户对网络安全保护的要求，但防火墙技术值得研究的课题仍很多，如防火墙产品怎样减少对网络的影响、能否设计出开放的与软、硬件平台无关的防火墙产品，怎样对防火墙产品进行危险评估等等防火墙技术将跟随网络技术的发展而发展，为人们快乐随意地享用Internet作出自己的贡献。