防火墙

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防火牆隔開了信任區域與非信任區域
例證,防火牆將位於網絡中。
Flow of network packets through Netfilter, a Linux kernel module
Gufw is a graphical front-end for Uncomplicated Firewall, which itself is a wrapper for netfilter

電腦運算領域中,防火墙(英文:Firewall)是一項協助確保資訊安全的裝置,會依照特定的規則,允許或是限制傳輸的資料通過。防火牆可能是一台專屬的硬體或是架設在一般硬體上的一套軟體

功能[编辑]

防火墙最基本的功能就是隔离网络,通过将网络划分成不同的区域(通常情况下称为ZONE),制定出不同区域之间的访问控制策略来控制不同任程度区域间传送的数据流。例如互联网是不可信任的区域,而内部网络是高度信任的区域。以避免安全策略中禁止的一些通信。它有控制信息基本的任务在不同信任的区域。 典型信任的区域包括互联网(一个没有信任的区域) 和一个内部网络(一个高信任的区域) 。 最终目标是提供受控连通性在不同水平的信任区域通过安全政策的运行和连通性模型之间根据最少特权原则 例如:TCP/IP Port 135~139是 Microsoft Windows 的【网上邻居】所使用的。如果電腦有使用【网上邻居】的【分享資料夾】,又沒使用任何防火牆相關的防護措施的話,就等於把自己的【分享資料夾】公開到Internet,供不特定的任何人有機會瀏覽目錄內的檔案。且早期版本的Windows有【网上邻居】系統溢位的無密碼保護的漏洞(這裡是指【分享資料夾】有設密碼,但可經由此系統漏洞,達到無須密碼便能瀏覽資料夾的需求)。

防火牆類型[编辑]

針對普通用戶的個人防火牆,通常是在一部電腦上具有封包過濾功能的軟體,如ZoneAlarmWindows XP SP2後內建的防火牆程式。而專業的防火牆通常為網路設備,或是擁有2個以上網路介面的電腦。以作用的TCP/IP堆疊區分,主要分為網路層防火牆應用層防火牆兩種,但也有些防火牆是同時運作於網路層應用層

網路層防火牆[编辑]

網路層防火牆可視為一種 IP 封包過濾器,運作在底層的TCP/IP協定堆疊上。我們可以以列舉的方式,只允許符合特定規則的封包通過,其餘的一概禁止穿越防火牆。這些規則通常可以經由管理員定義或修改,不過某些防火牆設備可能只能套用內建的規則。

我們也能以另一種較寬鬆的角度來制定防火牆規則,只要封包不符合任何一項「否定規則」就予以放行。現在的作業系統及網路設備大多已內建防火牆功能。

較新的防火牆能利用封包的多樣屬性來進行過濾,例如:來源 IP 位址、來源埠號、目的 IP 位址或埠號、服務類型(如 WWW 或是 FTP)。也能經由通訊協定、TTL 值、來源的網域名稱或網段...等屬性來進行過濾。

應用層防火牆[编辑]

防火牆的視察軟體介面範例,紀錄IP進出的情況與對應事件

應用層防火牆是在TCP/IP堆疊的「應用層」上運作,使用瀏覽器時所產生的資料流或是使用 FTP 時的資料流都是屬於這一層。應用層防火牆可以攔截進出某應用程式的所有封包,並且封鎖其他的封包(通常是直接將封包丟棄)。理論上,這一類的防火牆可以完全阻絕外部的資料流進受保護的機器裡。

防火牆藉由監測所有的封包並找出不符規則的內容,可以防範電腦蠕蟲或是木馬程式的快速蔓延。實際上,這個方法繁復(因軟體種類極多),所以大部分防火牆都不會考慮以這種方法設計。

截至2012年,所谓的下一代防火墙(NGFW)都只是“拓宽”并“深化”了在应用栈检查的能力。例如,现有支持深度分组检测的现代防火墙均可扩展成入侵预防系统(IPS),用户身份集成(用户ID与IP或MAC地址绑定),和Web应用防火墙(WAF)。

代理服務[编辑]

代理(Proxy)設備(可能是一台專屬的硬體,或只是普通電腦上的一套軟體)也能像應用程式一樣回應輸入封包(例如連線要求),同時封鎖其他的封包,達到類似於防火牆的效果。

代理會使從外部網路竄改一個內部系統更加困難,且只要對於代理有良好的設定,即使內部系統出現問題也不一定會造成安全上的漏洞。相反地,入侵者也許劫持一個公開可及的系統和使用它作為代理人為他們自己的目的;代理人偽裝作為那個系統對其它內部機器。當對內部地址空間的用途增加安全,破壞者也許仍然使用方法譬如IP欺騙(IP spoofing)試圖通過小包對目標網路。

防火牆經常有網路地址轉換(NAT) 的功能,並且主機被保護在防火牆之後共同地使用所謂的「私人地址空間」,定義在RFC 1918

防火牆的適當的配置要求技巧和智慧,它要求管理員對網路協議和電腦安全有深入的了解,因小差錯可使防火牆不能作為安全工具。

防火牆架構[编辑]

Server-firewall.svg

主機型防火牆[编辑]

此防火牆需有兩張網路卡,一張與網際網路連接,另一張與內聯網連接,如此網際網路內聯網的通道無法直接接通,所有封包都需要透過主機傳送。

雙閘型防火牆[编辑]

此防火牆除了主機型防火牆的兩張網路卡外,另安裝應用服務轉送器的軟體,所有網路封包都須經過此軟體檢查,此軟體將過濾掉不被系統所允許的封包。

屏障單機型防火牆[编辑]

此防火牆的硬體設備除需要主機外,還需要一個路由器,路由器需具有封包過濾的功能,主機則負責過濾及處理網路服務要求的封包,當網際網路的封包進入屏障單機型防火牆時,路由器會先檢查此封包是否滿足過濾規則,再將過濾成功的封包,轉送到主機進行網路服務層的檢查與傳送。

屏障雙閘型防火牆[编辑]

將屏障單機型防火牆的主機換成雙閘型防火牆。

屏障子網域型防火牆[编辑]

此防火牆藉由多台主機與兩個路由器組成,電腦分成兩個區塊,屏障子網域與內聯網,封包經由以下路徑,第一個路由器->屏障子網域->第二路由器->內聯網,此設計因有階段式的過濾功能,因此兩個路由器可以有不同的過濾規則,讓網路封包更有效率。若一封包通過第一過濾器封包,會先在屏障子網域進行服務處理,若要進行更深入內聯網的服務,則要通過第二路由器過濾。

缺點[编辑]

正常狀況下,所有網際網路的封包軟體都應經過防火牆的過濾,這將造成網路交通的瓶頸。例如在攻擊性封包出現時,攻擊者會不時寄出封包,讓防火牆疲於過濾封包,而使一些合法封包軟體亦無法正常進出防火牆。

防火牆雖然可以過濾網際網路的封包,但卻無法過濾內部網路的封包。因此若有人從內部網路攻擊時,防火牆沒有作用。

而電腦本身的作業系統亦可能因一些系統漏洞,使入侵者可以利用這些漏洞繞過防火牆過濾,從而入侵電腦。

防火牆無法有效阻擋病毒攻擊,尤其是隱藏在資料中的病毒。

相關條目[编辑]

外部链接[编辑]