(二)防火墻的安全性分析

防火墻對網(wǎng)絡的安全起到了一定的保護作用，但并非萬無一失。通過對防火墻的基本原理和實現(xiàn)方式進行分析和研究，作者對防火墻的安全性有如下幾點認識：

1.只有正確選用、合理配置防火墻，才能有效發(fā)揮其安全防護作用

防火墻作為網(wǎng)絡安全的一種防護手段，有多種實現(xiàn)方式。建立合理的防護系統(tǒng)，配置有效的防火墻應遵循這樣四個基本步驟：

a.風險分析;

b.需求分析;

c.確立安全政策;

d.選擇準確的防護手段，并使之與安全政策保持一致。

然而，多數(shù)防火墻的設立沒有或很少進行充分的風險分析和需求分析，而只是根據(jù)不很完備的安全政策選擇了一種似乎能“滿足”需要的防火墻，這樣的防火墻能否“防火”還是個問題。

2.應正確評估防火墻的失效狀態(tài)

評價防火墻性能如何，及能否起到安全防護作用，不僅要看它工作是否正常，能否阻擋或捕捉到惡意攻擊和非法訪問的蛛絲馬跡，而且要看到一旦防火墻被攻破，它的狀態(tài)如何? 按級別來分，它應有這樣四種狀態(tài)：

a.未受傷害能夠繼續(xù)正常工作;

b.關閉并重新啟動，同時恢復到正常工作狀態(tài);

c.關閉并禁止所有的數(shù)據(jù)通行;

d. 關閉并允許所有的數(shù)據(jù)通行。

前兩種狀態(tài)比較理想，而第四種最不安全。但是許多防火墻由于沒有條件進行失效狀態(tài)測試和驗證，無法確定其失效狀態(tài)等級，因此網(wǎng)絡必然存在安全隱患。

3.防火墻必須進行動態(tài)維護

防火墻安裝和投入使用后，并非萬事大吉。要想充分發(fā)揮它的安全防護作用，必須對它進行跟蹤和維護，要與商家保持密切的聯(lián)系，時刻注視商家的動態(tài)。因為商家一旦發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品存在安全漏洞，就會盡快發(fā)布補救(Patch) 產(chǎn)品，此時應盡快確認真?zhèn)?防止特洛伊木馬等病毒)，并對防火墻軟件進行更新。

4.目前很難對防火墻進行測試驗證

防火墻能否起到防護作用，最根本、最有效的證明方法是對其進行測試，甚至站在“黑客”的角度采用各種手段對防火墻進行攻擊。然而具體執(zhí)行時難度較大，主要原因是：

a.防火墻性能測試目前還是一種很新的技術，尚無正式出版刊物，可用的工具和軟件更是寥寥無幾。據(jù)了解目前只有美國ISS公司提供有防火墻性能測試的工具軟件。

b.防火墻測試技術尚不先進，與防火墻設計并非完全吻合，使得測試工作難以達到既定的效果。

c.選擇“誰”進行公正的測試也是一個問題。

可見，防火墻的性能測試決不是一件簡單的事情，但這種測試又相當必要，進而提出這樣一個問題：不進行測試，何以證明防火墻安全?

5.非法攻擊防火墻的基本“招數(shù)”

a. IP地址欺騙攻擊。許多防火墻軟件無法識別數(shù)據(jù)包到底來自哪個網(wǎng)絡接口，因此攻擊者無需表明進攻數(shù)據(jù)包的真正來源，只需偽裝IP地址，取得目標的信任，使其認為來自網(wǎng)絡內(nèi)部即可。IP地址欺騙攻擊正是基于這類防火墻對IP地址缺乏識別和驗證的機制而得成的。

b.破壞防火墻的另一種方式是攻擊與干擾相結合。也就是在攻擊期間使防火墻始終處于繁忙的狀態(tài)。防火墻過分的繁忙有時會導致它忘記履行安全防護的職能，處于失效狀態(tài)。

c.防火墻也可能被內(nèi)部攻擊。因為安裝了防火墻后，隨意訪問被嚴格禁止了， 這樣內(nèi)部人員無法在閑暇的時間通過Telnet瀏覽郵件或使用FTP向外發(fā)送信息，個別人會對防火墻不滿進而可能攻擊它、破壞它，期望回到從前的狀態(tài)。這里，攻擊的目標常常是防火墻或防火墻運行的操作系統(tǒng)，因此不僅涉及網(wǎng)絡安全，還涉及主機安全問題。

(三)防火墻的基本類型

實現(xiàn)防火墻的技術包括四大類：網(wǎng)絡級防火墻(也叫包過濾型防火墻)、應用級網(wǎng)關、電路級網(wǎng)關和規(guī)則檢查防火墻。

1.網(wǎng)絡級防火墻

一般是基于源地址和目的地址、應用或協(xié)議以及每個IP包的端口來作出通過與否的判斷。一個路由器便是一個“傳統(tǒng)”的網(wǎng)絡級防火墻，大多數(shù)的路由器都能通過檢查這些信息來決定是否將所收到的包轉發(fā)，但它不能判斷出一個IP包來自何方，去向何處。

先進的網(wǎng)絡級防火墻可以判斷這一點，它可以提供內(nèi)部信息以說明所通過的連接狀態(tài)和一些數(shù)據(jù)流的內(nèi)容，把判斷的信息同規(guī)則表進行比較，在規(guī)則表中定義了各種規(guī)則來表明是否同意或拒絕包的通過。包過濾防火墻檢查每一條規(guī)則直至發(fā)現(xiàn)包中的信息與某規(guī)則相符。如果沒有一條規(guī)則能符合，防火墻就會使用默認規(guī)則，一般情況下，默認規(guī)則就是要求防火墻丟棄該包。其次，通過定義基于TCP或UDP數(shù)據(jù)包的端口號，防火墻能夠判斷是否允許建立特定的連接，如Telnet、FTP連接。

下面是某一網(wǎng)絡級防火墻的訪問控制規(guī)則：

(1)允許網(wǎng)絡123.1.0使用FTP(21口)訪問主機150.0.0.1;

(2)允許IP地址為202.103.1.18和202.103.1.14的用戶Telnet (23口)到主機150.0.0.2上;

(3)允許任何地址的E-mail(25口)進入主機150.0.0.3;

(4)允許任何WWW (5)不允許其他數(shù)據(jù)包進入。

網(wǎng)絡級防火墻簡潔、速度快、費用低，并且對用戶透明，但是對網(wǎng)絡的保護很有限，因為它只檢查地址和端口，對網(wǎng)絡更高協(xié)議層的信息無理解能力。

2.規(guī)則檢查防火墻

該防火墻結合了包過濾防火墻、電路級網(wǎng)關和應用級網(wǎng)關的特點。它同包過濾防火墻一樣， 規(guī)則檢查防火墻能夠在OSI網(wǎng)絡層上通過IP地址和端口號，過濾進出的數(shù)據(jù)包。它也象電路級網(wǎng)關一樣，能夠檢查SYN和ACK標記和序列數(shù)字是否邏輯有序。當然它也象應用級網(wǎng)關一樣， 可以在OSI應用層上檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，查看這些內(nèi)容是否能符合公司網(wǎng)絡的安全規(guī)則。規(guī)則檢查防火墻雖然集成前三者的特點，但是不同于一個應用級網(wǎng)關的是，它并不打破客戶機/服務機模式來分析應用層的數(shù)據(jù)， 它允許受信任的客戶機和不受信任的主機建立直接連接。規(guī)則檢查防火墻不依靠與應用層有關的代理，而是依靠某種算法來識別進出的應用層數(shù)據(jù)，這些算法通過已知合法數(shù)據(jù)包的模式來比較進出數(shù)據(jù)包，這樣從理論上就能比應用級代理在過濾數(shù)據(jù)包上更有效。

目前在市場上流行的防火墻大多屬于規(guī)則檢查防火墻，因為該防火墻對于用戶透明，在OSI最高層上加密數(shù)據(jù)，不需要你去修改客戶端的程序，也不需對每個需要在防火墻上運行的服務額外增加一個代理。如現(xiàn)在最流行的防火墻之一OnTechnology軟件公司生產(chǎn)的OnGuard和CheckPoint軟件公司生產(chǎn)的FireWall-1防火墻都是一種規(guī)則檢查防火墻。

從趨勢上看，未來的防火墻將位于網(wǎng)絡級防火墻和應用級防火墻之間，也就是說，網(wǎng)絡級防火墻將變得更加能夠識別通過的信息，而應用級防火墻在目前的功能上則向“透明”、“低級”方面發(fā)展。最終防火墻將成為一個快速注冊稽查系統(tǒng)，可保護數(shù)據(jù)以加密方式通過，使所有組織可以放心地在節(jié)點間傳送數(shù)據(jù)。

(五)防火墻的安全措施

各種防火墻的安全性能不盡相同。這里僅介紹一些一般防火墻的常用安全措施：

1.防電子欺騙術

防電子欺騙術功能是保證數(shù)據(jù)包的IP地址與網(wǎng)關接口相符，防止通過修改IP地址的方法進行非授權訪問。還應對可疑信息進行鑒別，并向網(wǎng)絡管理員報警。

2.網(wǎng)絡地址轉移

地址轉移是對Internet隱藏內(nèi)部地址，防止內(nèi)部地址公開。這一功能可以克服IP尋址方式的諸多限制，完善內(nèi)部尋址模式。把未注冊IP地址映射成合法地址，就可以對Internet進行訪問。

3.開放式結構設計

開放式結構設計使得防火墻與相關應用程序和外部用戶數(shù)據(jù)庫的連接相當容易，典型的應用程序連接如財務軟件包、病毒掃描、登錄分析等。

4.路由器安全管理程序

它為Bay和Cisco的路由器提供集中管理和訪問列表控制。