隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，因特網(wǎng)已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶。因而，網(wǎng)絡(luò)的安全將成為人們最為關(guān)注的問題。目前，保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免遭外部入侵的比較有效的方法為防火墻技術(shù)。
防火墻的基本概念
防火墻是一個(gè)系統(tǒng)或一組系統(tǒng)，它在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)與因特網(wǎng)間執(zhí)行一定的安全策略。
一個(gè)有效的防火墻應(yīng)該能夠確保：所有從因特網(wǎng)流入或流向因特網(wǎng)的信息都將經(jīng)過防火墻；所有流經(jīng)防火墻的信息都應(yīng)接受檢查。
因特網(wǎng)防火墻的功能為：通過防火墻可以定義一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)以防止外來入侵；監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的安全并在異常情況下給出報(bào)警提示，尤其對于重大的信息量通過時(shí)除進(jìn)行檢查外，應(yīng)做日志登記；提供網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（ＮＡＴ）功能，有助于緩解ＩＰ地址資源緊張的問題，同時(shí)，可以避免當(dāng)一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)更換ＩＳＰ時(shí)需重新編號的麻煩；防火墻可查詢或登記因特網(wǎng)的使用情況，可以確認(rèn)因特網(wǎng)連入的代價(jià)、潛在的帶寬瓶須，以使費(fèi)用的耗費(fèi)滿足企業(yè)內(nèi)部財(cái)政模式；防火墻是為客戶提供服務(wù)的理想位置，即在其上可以配置相應(yīng)的ＷＷＷ和ＦＴＰ服務(wù)，使因特網(wǎng)用戶僅可以訪問此類服務(wù)，而禁止對保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的其他系統(tǒng)的訪問。
防火墻的分類、作用
現(xiàn)有的防火墻主要有：包過濾型、代理服務(wù)器型、復(fù)合型以及其他類型（雙宿主主機(jī)、主機(jī)過濾以及加密路由器）防火墻。
包過濾（Ｐａｃｋｅｔ Ｆｌｉｔｅｒ）通常安裝在路由器上，而且大多數(shù)商用路由器都提供了包過濾的功能。包過濾規(guī)則以ＩＰ包信息為基礎(chǔ)，對ＩＰ源地址、目標(biāo)地址、封裝協(xié)議、端口號等進(jìn)行篩選。包過濾在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行。
代理服務(wù)器型（Ｐｒｏｘｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ）防火墻通常由兩部分構(gòu)成，服務(wù)器端程序和客戶端程序?？蛻舳顺绦蚺c中間節(jié)點(diǎn)（Ｐｒｏｘｙ Ｓｅｒｖｅｒ）連接，中間節(jié)點(diǎn)再與提供服務(wù)的服務(wù)器實(shí)際連接。與包過濾防火墻不同的是，內(nèi)外網(wǎng)間不存在直接的連接，而且代理服務(wù)器提供日志（Ｌｏｇ）和審計(jì)（Ａｕｄｉｔ）服務(wù)。
復(fù)合型（Ｈｙｂｆｉｄ）防火墻將包過濾和代理服務(wù)兩種方法結(jié)合起來，形成新的防火墻，由堡壘主機(jī)（Ｂａｓｔｉｏｎ Ｈｏｓｔ）提供代理服務(wù)。
各類防火墻路由器和各種主機(jī)按其配置和功能可組成各種類型的防火墻，主要有：雙宿主主機(jī)防火墻（Ｄｕａ１－Ｈｏｍｅｄ Ｈｏｓｔ Ｆｉｒｅｗａｌｌ），它是由堡壘主機(jī)充當(dāng)網(wǎng)關(guān)，并在其上運(yùn)行防火墻軟件，內(nèi)外網(wǎng)之間的通信必須經(jīng)過堡壘主機(jī)；主機(jī)過濾防火墻（ Ｓｃｒｅｅｎｅｄ Ｈｏｓｔ Ｆｉｒｅｗａｌｌ）是指一個(gè)包過濾路由器與外部網(wǎng)相連，同時(shí)，一個(gè)堡壘主機(jī)安裝在內(nèi)部網(wǎng)上，使堡壘主機(jī)成為外部網(wǎng)所能到達(dá)的惟一節(jié)點(diǎn)，從而確保內(nèi)部網(wǎng)不受外部非授權(quán)用戶的攻擊；加密路由器（Ｅｎｃｒｙｐｔｉｎｎ Ｒｏｕｔｅｒ），加密路由器對通過路由器的信息流進(jìn)行加密和壓縮，然后通過外部網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康亩诉M(jìn)行解壓縮和解密。
各類防火墻的基本功能、作用與不足
典型的防火墻應(yīng)包含如下模塊中的一個(gè)或多個(gè)：包過濾路由器、應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（或代理服務(wù)器）以及鏈路層網(wǎng)關(guān)。
１、包過濾路由器
包過濾路由器將對每一個(gè)接收到的包進(jìn)行允許／拒絕的決定。具體地，它對每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的包頭，按照包過濾規(guī)則進(jìn)行判定，與規(guī)則相匹配的包依據(jù)路由表信息繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，否則，則丟棄之。
與服務(wù)相關(guān)的過濾，是指基于特定的服務(wù)進(jìn)行包過濾，由于絕大多數(shù)服務(wù)的監(jiān)聽都駐留在特定ＴＣＰＵＤＰ端口，因此，阻塞所有進(jìn)入特定服務(wù)的連接，路由器只需將所有包含特定 ＴＣＰ／ＵＤＰ目標(biāo)端口的包丟棄即可。
獨(dú)立于服務(wù)的過濾，有些類型的攻擊是與服務(wù)無關(guān)的，比如：帶有欺騙性的源ＩＰ地址攻擊（包中包含一個(gè)錯(cuò)誤的內(nèi)部系統(tǒng)源ＩＰ地址，經(jīng)掩飾后變成一個(gè)似乎來自于一個(gè)可以信任的內(nèi)部主機(jī)，此時(shí)的過濾規(guī)則為：當(dāng)一個(gè)具有內(nèi)部源ＩＰ地址的包到達(dá)路由器的任意一個(gè)外部接口時(shí)，將此包丟棄。）、源路由攻擊、細(xì)小碎片攻擊（入侵者使用ＩＰ分裂技術(shù)將包劃分成很小的一些碎片，然后將ＴＣＰ頭的信息插入包的一個(gè)小碎片中，寄希望過濾規(guī)則為丟棄協(xié)議類型為ＴＣＰ而ＩＰ幀偏移量為１的所有包）等。由此可見此類網(wǎng)上攻擊僅僅借助包頭信息是難以識別的，此時(shí)，需要路由器在原過濾規(guī)則的基礎(chǔ)附上另外的條件，這些條件的判別信息可以通過檢查路由表、指定ＩＰ選擇、檢查指定幀偏移量等獲得。
包過濾路由器的優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)防火墻配置成無狀態(tài)的包過濾路由器，因而實(shí)現(xiàn)包過濾幾乎沒有任何耗費(fèi)。另外，它對用戶和應(yīng)用來說是透明的，每臺(tái)主機(jī)無需安裝特定的軟件，使用起來比較方便。
包過濾路由器的局限性在于定義包過濾是個(gè)復(fù)雜的工作，網(wǎng)絡(luò)管理員需要對各種因特網(wǎng)服務(wù)、包頭格式以及希望在每一個(gè)城找到的特定的值有足夠的了解：面對復(fù)雜的過濾需求，過濾規(guī)則將是一個(gè)冗長而復(fù)雜、不易理解和管理的集合，同樣也很難測試規(guī)則的正確性；任何直接通過路由器的包都可能被利用做為發(fā)起一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的攻擊；隨著過濾數(shù)目的增加，將降低路由器包的吞吐量，同時(shí)耗費(fèi)更多ＣＰＵ的時(shí)間而影響系統(tǒng)的性能；再者ＩＰ包過濾難以進(jìn)行行之有效的流量控制，因?yàn)樗梢栽S可或拒絕一個(gè)特定的服務(wù)，但無法理解一個(gè)特定服務(wù)的內(nèi)容或數(shù)據(jù)。
?。?、應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)
應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)允許網(wǎng)絡(luò)管理員實(shí)施一個(gè)較包過濾路由器更為嚴(yán)格的安全策略，為每一個(gè)期望的應(yīng)用服務(wù)在其網(wǎng)關(guān)上安裝專用的代碼（一個(gè)代理服務(wù)），同時(shí)，代理代碼也可以配置成支持一個(gè)應(yīng)用服務(wù)的某些特定的特性。對應(yīng)用服務(wù)的訪問都是通過訪問相應(yīng)的代理服務(wù)實(shí)現(xiàn)的，而不允許用戶直接登錄到應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（ｂａｓｔｉｏｎ ｈｏｓｔ）。
應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)安全性的提高是以購買同關(guān)硬件平臺(tái)的費(fèi)用為代價(jià)，網(wǎng)關(guān)的配置將降低對用戶的服務(wù)水平，但增加了安全配置上的靈活性。
應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)的好處，在于它授予網(wǎng)絡(luò)管理員對每一個(gè)服務(wù)的完全控制權(quán)，由代理服務(wù)限制了命令集合和哪一臺(tái)內(nèi)部主機(jī)支持相應(yīng)的服務(wù)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員對支持哪些服務(wù)可以完全控制。另外，應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)支持強(qiáng)的用戶認(rèn)證、提供詳細(xì)的日志信息、以及較包過濾路由器更易于配置和測試的過濾規(guī)則。
當(dāng)然，應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)的最大的局限性在于它需要用戶或者改變其性能，或者在需要訪問代理服務(wù)的系統(tǒng)上安裝特殊的軟件。
３、鏈路層網(wǎng)關(guān)
鏈路層網(wǎng)關(guān)是可由應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的特殊功能。它僅僅替代ＴＣＰ連接而無需執(zhí)行任何附加的包處理和過濾。
基于防火墻構(gòu)建安全網(wǎng)絡(luò)的基本原則
在進(jìn)行防火墻設(shè)計(jì)過程中，網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)考慮的問題為：防火墻的基本準(zhǔn)則：整個(gè)企業(yè)網(wǎng)的安全策略；防火墻的財(cái)務(wù)費(fèi)用的預(yù)算；以及防火墻的部件或構(gòu)建塊。
?。薄⒎阑饓Φ幕緶?zhǔn)則
防火墻可以采取如下兩種之一理念來定義防火墻應(yīng)遵循的準(zhǔn)則：
其一、未經(jīng)說明允可的就是拒絕。防火墻阻塞所有流經(jīng)的信息，每一個(gè)服務(wù)請求或應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)都基于逐項(xiàng)審查的基礎(chǔ)上。這是一個(gè)值得推薦的方法，它將創(chuàng)建一個(gè)非常安全的環(huán)境。當(dāng)然，該理念的不足在于過于強(qiáng)調(diào)安全而減弱了可用性，限制了用戶可以申請的服務(wù)的數(shù)量。
其二、未說明拒絕的均為許可的。約定防火墻總是傳遞所有的信息，此方式認(rèn)定每一個(gè)潛在的危害總是可以基于逐項(xiàng)審查而被杜絕。當(dāng)然，該理念的不足在于它將可用性置于比安全更為重要的地位，增加了保證私有網(wǎng)安全性的難度。
２、企業(yè)網(wǎng)的安全策略
在一個(gè)企業(yè)網(wǎng)中，防火墻應(yīng)該是全局安全策略的一部分，構(gòu)建防火墻時(shí)首先要考慮其保護(hù)的范圍。企業(yè)網(wǎng)的安全策略應(yīng)該在細(xì)致的安全分析、全面的風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)以及商務(wù)需求分析基礎(chǔ)上來制定。
３、防火墻的費(fèi)用
簡單的包過濾防火墻所需費(fèi)用最少，實(shí)際上任何企業(yè)網(wǎng)與因特網(wǎng)的連接都需要一個(gè)路由器，而包過濾是標(biāo)準(zhǔn)路由器的一個(gè)基本特性。對于一臺(tái)商用防火墻隨著其復(fù)雜性和被保護(hù)系統(tǒng)數(shù)目的增加，其費(fèi)用也隨之增加。
至于采用自行構(gòu)造防火墻方式，雖然費(fèi)用低一些，但仍需要時(shí)間和經(jīng)費(fèi)開發(fā)、配置防火墻系統(tǒng)，需要不斷地為管理、總體維護(hù)、軟件更新、安全修補(bǔ)以及一些附帶的操作提供支持。
因而，防火墻的配備是需要相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用，如何以最小的費(fèi)用來最大限度地滿足企業(yè)網(wǎng)的安全需求，這將是企業(yè)網(wǎng)決策者應(yīng)該周密考慮的問題。
結(jié)束語
當(dāng)然，防火墻本身也有其局限性，即不經(jīng)過防火墻的入侵，防火墻則是無能為力的，如被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中通過ＳＬＩＰ和ＰＰＰ方式直接與因特網(wǎng)相連的內(nèi)部用戶，則會(huì)造成安全隱患。此時(shí)，為了保證安全性，防火墻代理服務(wù)器在使用到ＩＳＰ的ＳＬＩＰ和ＰＰＰ連接時(shí)，需要附加一些新的權(quán)限條件。同時(shí)，硬件方式構(gòu)建的防火墻，如： ＰＩＸ ５２０，其不夠靈活的問題也是固化防火墻的共同問題，所以在一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境中，僅僅依靠防火墻來保證網(wǎng)絡(luò)的安全顯然是不夠，此時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求采取相應(yīng)的安全策略。
