三種常見新型防火牆技術 各自有優缺點

2021-06-06 20:05:41 字數 2857 閱讀 8928

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常見防火牆的型別主要有三種:包過濾、電路層閘道器、應用層閘道器,每種都有各自的優缺點。

包過濾是第一代防火牆技術,它按照安全規則,檢查所有進來的資料報,而這些安全規則大都是基於底層協議的,如ip、tcp。如果乙個資料報滿足以上所有規則,過濾路由器把資料向上層提交,或**此資料報,否則就丟棄此包。

包過濾的優缺點

優點:乙個過濾路由器能協助保護整個網路;資料報過濾對使用者透明;過濾路由器速度快、效率高。

缺點:不能徹底防止位址欺騙;一些應用協議不適合於資料報過濾;正常的資料報過濾路由器無法執行某些安全策略。

**是一種較新型的防火牆技術,這種防火牆有時也被稱為應用層閘道器,這種防火牆的工作方式和過濾資料報的防火牆、以路由器為基礎的防火牆的工作方式稍有不同。它是基於軟體的。

電路層閘道器是建立應用層閘道器的乙個更加靈活和一般的方法。雖然它們可能包含支援某些特定tcp/ip應用程式的**,但通常要受到限制。如果支援應用程式,那也很可能是tcp/ip應用程式。在電路層閘道器中,可能要安裝特殊的客戶機軟體,使用者可能需要乙個可變使用者介面來相互作用或改變他們的工作習慣。

**技術的優缺點

優點:**易於配置;**能生成各項記錄;**能靈活、完全地控制進出的流量、內容;**能過濾資料內容;**能為使用者提供透明的加密機制;**可以方便地與其他安全手段整合。

缺點:**速度較路由器慢;**對使用者不透明;對於每項服務**可能要求不同的伺服器;**服務不能保證你免受所有協議弱點的限制;**不能改進底層協議的安全性。

新型防火牆技術

我們的目標是設計並實現一種新型防火牆。這種防火牆既有包過濾的功能,又能在應用層進行**。較前面分析的防火牆來說,具有先進的過濾和**體系,能從資料鏈路層到應用層進行全方位安全處理。tcp/ip協議和**的直接相互配合,使本系統的防欺騙能力和執行的健壯性都大大提高。

設計目標

我們設計新型防火牆的目標是綜合包過濾和**技術,克服二者在安全方面的缺陷;能從資料鏈路層一直到應用層施加全方位的控制;實現tcp/ip協議的微核心,從而在tcp/ip協議層能進行各項安全控制;基於上述微核心,使速度超過傳統的包過濾防火牆;提供透明**模式,減輕客戶端的配置工作;支援資料加密、解密(des和rsa),提供對虛擬網vpn的強大支援;內部資訊完全隱藏;產生乙個新的防火牆理論。

tcp/ip協議處理

tcp/ip協議處理是本系統的難點和重點之一,非常複雜與龐大。實現tcp/ip的第一步必須能正確地理解定義、實現tcp/ip各協議的資料報格式。

資料鏈路層是tcp/ip協議的最低層,它的常規功能是對上層資料(ip或arp)進行物理幀的封裝與拆封,當然還包括硬體定址、管理等功能。在本系統中,資料鏈路層除了實現上述功能外,還增加了監聽網上資料、記錄硬體位址和直接讀寫網絡卡的功能。

從一般的概念來說,arp和icmp都屬於ip層,實際上,icmp在ip層之上,利用ip層收、發資料報,而arp/rarp則在ip層之下,它們本身並不使用ip層,而是直接在資料鏈路層上進行收發。

ip層的處理較複雜,且可做許多安全方面的工作。若在極端的情況下,我們可以修改ip報頭,增加安全機制(如認證)。考慮到系統的效能及相容性,我們沒有選擇這種方法,而是利用了包過濾技術和icmp、arp提供的功能,提供安全機制。當然,隨著安全方面技術的發展,也許第一種方法會是一種好的選擇,但前提是路由器的支援。目前,大部分路由器只能處理常規的ip包(即ipv4),對於新出台的ipv6(它提供了更多的選項,我們可在選項中增加安全機制),路由器還遠未支援。

我們在arp協議上所做的工作主要想達到以下幾個目的:防止arp欺騙(即mac位址欺騙);有條件地禁止arp工作;查詢主機硬體位址;提供arp服務;檢測arp報文。

利用上述幾項功能,我們能確保內部arp欺騙的無效,查出欺騙的主機並記錄,尤其能防止arp層的拒絕服務。我們通過主機級被動檢測、主機級主動檢測、伺服器級檢測、網路級檢測、查詢主機硬體位址、有條件地禁止arp等機制實現以上功能。

icmp是為了允許路由器向主機報告投遞出錯的原因和一些控制而設計的。但事實上,任何一台主機都可以向任何其他機器傳送icmp報文,如ping。

icmp在本系統中的作用主要是:隱藏子網內主機資訊和施加一些控制。icmp雖然有一定的作用,如差錯報告,但也有更大的安全隱患。一般來講,對外部,icmp應禁止(很多過濾路由器有此項功能)。

我們主要是採用了三種策略隱藏子網內主機資訊:

◆對內部主機的icmp包,雖然**,但改寫了icmp包中的源ip位址,使外部不能看到內部的ip位址。

◆外部icmp請求包一律拋棄。

◆對內部有請求時,才動態地接收外部主機的響應, 且一些icmp危脅安全的響應也拋棄,如改變路由的icmp包。

另外,我們可以借助icmp來獲得一些引數和一些控制,如時鐘同步、位址掩碼,並可利用icmp目的地不可達報文「優雅」地通知不受歡迎的主機。

ip是通訊子網的最高層,它的主要任務是定址和**。ip層最大的安全問題是ip欺騙,且很多上層的安全隱患源於ip欺騙,如dns欺騙。ip層常用的安全措施是根據源位址、目的位址進行過濾,這一點已在很多路由器中得到應用。在本系統的ip層主要完成以下幾個功能:ip位址過濾;ip位址與mac繫結,防止ip欺騙;為上層提供一種通道。

tcp/udp存在資料報偽裝、syn flood攻擊等安全隱患。為避免上述情況,必須要增加一定的驗證措施,我們利用tcp的特徵,設計了一種較有效的過濾手段,對tcp報文的有效性進行確認。

我們的產品不僅覆蓋了傳統包過濾防火牆的全部功能,而且在全面對抗ip欺騙、syn flood、icmp、arp等攻擊手段方面有顯著優勢,增強**服務,並使其與包過濾相融合,再加上智慧型過濾技術,使新型防火牆的安全性提公升到又一高度。

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