隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)安全的問題已經(jīng)日益突出地?cái)[在各類用戶的面前。僅從筆者掌握的資料表明，目前在互聯(lián)網(wǎng)上大約有將近20%以上的用戶曾經(jīng)遭受過黑客的困擾。盡管黑客如此猖獗，但網(wǎng)絡(luò)安全問題至今仍沒有能夠引起足夠的重視，更多的用戶認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)安全問題離自己尚遠(yuǎn)，這一點(diǎn)從大約有40%以上的用戶特別是企業(yè)級(jí)用戶沒有安裝防火墻(Firewall)便可以窺見一斑，而所有的問題都在向大家證明一個(gè)事實(shí)，大多數(shù)的黑客入侵事件都是由于未能正確安裝防火墻而引發(fā)的。

防火墻的概念及作用

防火墻的本義原是指古代人們房屋之間修建的那道墻，這道墻可以防止火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候蔓延到別的房屋。而這里所說的防火墻當(dāng)然不是指物理上的防火墻，而是指隔離在本地網(wǎng)絡(luò)與外界網(wǎng)絡(luò)之間的一道防御系統(tǒng)，是這一類防范措施的總稱。應(yīng)該說，在互聯(lián)網(wǎng)上防火墻是一種非常有效的網(wǎng)絡(luò)安全模型，通過它可以隔離風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(即Internet或有一定風(fēng)險(xiǎn)的網(wǎng)絡(luò))與安全區(qū)域(局域網(wǎng))的連接，同時(shí)不會(huì)妨礙人們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的訪問。防火墻可以監(jiān)控進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的通信量，從而完成看似不可能的任務(wù);僅讓安全、核準(zhǔn)了的信息進(jìn)入，同時(shí)又抵制對(duì)企業(yè)構(gòu)成威脅的數(shù)據(jù)。隨著安全性問題上的失誤和缺陷越來越普遍，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的入侵不僅來自高超的攻擊手段，也有可能來自配置上的低級(jí)錯(cuò)誤或不合適的口令選擇。因此，防火墻的作用是防止不希望的、未授權(quán)的通信進(jìn)出被保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)，迫使單位強(qiáng)化自己的網(wǎng)絡(luò)安全政策。一般的防火墻都可以達(dá)到以下目的：一是可以限制他人進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，過濾掉不安全服務(wù)和非法用戶;二是防止入侵者接近你的防御設(shè)施;三是限定用戶訪問特殊站點(diǎn);四是為監(jiān)視Internet安全提供方便。由于防火墻假設(shè)了網(wǎng)絡(luò)邊界和服務(wù)，因此更適合于相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，例如Intranet等種類相對(duì)集中的網(wǎng)絡(luò)。防火墻正在成為控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)訪問的非常流行的方法。事實(shí)上，在Internet上的Web網(wǎng)站中，超過三分之一的Web網(wǎng)站都是由某種形式的防火墻加以保護(hù)，這是對(duì)黑客防范最嚴(yán)，安全性較強(qiáng)的一種方式，任何關(guān)鍵性的服務(wù)器，都建議放在防火墻之后。

防火墻的架構(gòu)與工作方式

防火墻可以使用戶的網(wǎng)絡(luò)劃規(guī)劃更加清晰明了，全面防止跨越權(quán)限的數(shù)據(jù)訪問(因?yàn)橛行┤说卿浐蟮牡谝患戮褪窃噲D超越權(quán)限限制)。如果沒有防火墻的話，你可能會(huì)接到許許多多類似的報(bào)告，比如單位內(nèi)部的財(cái)政報(bào)告剛剛被數(shù)萬(wàn)個(gè)Email郵件炸爛，或者用戶的個(gè)人主頁(yè)被人惡意連接向了Playboy，而報(bào)告鏈接上卻指定了另一家色情網(wǎng)站......一套完整的防火墻系統(tǒng)通常是由屏蔽路由器和代理服務(wù)器組成。屏蔽路由器是一個(gè)多端口的IP路由器，它通過對(duì)每一個(gè)到來的IP包依據(jù)組規(guī)則進(jìn)行檢查來判斷是否對(duì)之進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。屏蔽路由器從包頭取得信息，例如協(xié)議號(hào)、收發(fā)報(bào)文的IP地址和端口號(hào)、連接標(biāo)志以至另外一些IP選項(xiàng)，對(duì)IP包進(jìn)行過濾。代理服務(wù)器是防火墻中的一個(gè)服務(wù)器進(jìn)程，它能夠代替網(wǎng)絡(luò)用戶完成特定的TCP/TP功能。一個(gè)代理服務(wù)器本質(zhì)上是一個(gè)應(yīng)用層的網(wǎng)關(guān)，一個(gè)為特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。用戶就一項(xiàng)TCP/TP應(yīng)用，比如Telnet或者FTP，同代理服務(wù)器打交道，代理服務(wù)器要求用戶提供其要訪問的遠(yuǎn)程主機(jī)名。當(dāng)用戶答復(fù)并提供了正確的用戶身份及認(rèn)證信息后，代理服務(wù)器連通遠(yuǎn)程主機(jī)，為兩個(gè)通信點(diǎn)充當(dāng)中繼。整個(gè)過程可以對(duì)勝戶完全透明。用戶提供的用戶身份及認(rèn)證信息可用于用戶級(jí)的認(rèn)證。最簡(jiǎn)單的情況是：它只由用戶標(biāo)識(shí)和口令構(gòu)成。但是，如果防火墻是通過Internet可訪問的，應(yīng)推薦用戶使用更強(qiáng)的認(rèn)證機(jī)制，例如一次性口令或回應(yīng)式系統(tǒng)等。

屏蔽路由器的最大優(yōu)點(diǎn)就是架構(gòu)簡(jiǎn)單且硬件成本較低，而缺點(diǎn)則是建立包過濾規(guī)則比較困難，加之屏蔽路由器的管理成本及用戶級(jí)身份認(rèn)證的缺乏等。好在路由器生產(chǎn)商們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到并開始著手解決這些問題，他們正在開發(fā)編輯包過濾規(guī)則的圖形用戶界面，制訂標(biāo)準(zhǔn)的用戶級(jí)身份認(rèn)證協(xié)議，以提供遠(yuǎn)程身份認(rèn)證撥入用戶服務(wù)代理服務(wù)器的優(yōu)點(diǎn)在于用戶級(jí)的身份認(rèn)證、日志記錄和帳號(hào)管理。其缺點(diǎn)關(guān)系到這樣一個(gè)事實(shí);要想提供全面的安全保證，就要對(duì)每一項(xiàng)服務(wù)都建立對(duì)應(yīng)的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)。這個(gè)事實(shí)嚴(yán)重地限制了新應(yīng)用的采綱。?

屏蔽路由器和代理服務(wù)器通常組合在一起構(gòu)成混合系統(tǒng)，其中屏蔽路由器主要用來防止IP欺騙攻擊。目前采用最廣泛的配置是Dualhomed防火墻、被屏蔽主機(jī)型防火墻以及被屏蔽子網(wǎng)型防火墻。?

通常架設(shè)防火墻需要數(shù)千甚至上萬(wàn)美元的投入，而且防火墻需要運(yùn)行于一臺(tái)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)上，因此只用一臺(tái)計(jì)算機(jī)連入互聯(lián)網(wǎng)的用戶是不必要架設(shè)防火墻的，況且這樣做即使從成本方面講也太不劃算。目前觀之，防火墻的重點(diǎn)還是用來保護(hù)由許多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的大型網(wǎng)絡(luò)，這也是黑客高手們真正感興趣的地方。防火墻可以是非常簡(jiǎn)單的過濾器，也可能是精心配置的網(wǎng)關(guān)，但它們的原理是一樣，都是監(jiān)測(cè)并過濾所有通向外部網(wǎng)和從外部網(wǎng)傳來的信息，防火墻保護(hù)著內(nèi)部敏感的數(shù)據(jù)不被偷竊和破壞，并記下來通訊發(fā)生的時(shí)間和操作等等，新一代的防火墻甚至可以阻止內(nèi)部人員故意將敏感數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵饨纭．?dāng)用戶將單位內(nèi)部的局部網(wǎng)連入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，大家肯定不愿意讓全世界的人隨意翻閱你單位內(nèi)部人員的工資單、各種文件資料或者是數(shù)據(jù)庫(kù)，但即使在單位內(nèi)部也存在數(shù)據(jù)攻擊的可能性。例如一些心懷叵測(cè)的電腦高手可能會(huì)修改工資表和財(cái)務(wù)報(bào)告。而通過設(shè)置防火墻后，管理員就可以限定單位內(nèi)部員工使用Email、瀏覽WWW以及文件傳輸，但不允許外界任意訪問單位內(nèi)部的計(jì)算機(jī)，同時(shí)管理員也可以禁止單位中不同部門之間互相訪問。將局部網(wǎng)絡(luò)放置防火墻之后可以阻止來自外界的攻擊。而防火墻通常是運(yùn)行在一臺(tái)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)之上的一個(gè)特別的軟件，它可以識(shí)別并屏蔽非法的請(qǐng)求。例如一臺(tái)WWW代理服務(wù)器，所有的請(qǐng)求都間接地由代理服務(wù)器處理，這臺(tái)服務(wù)器不同于普通的代理服務(wù)器，它不會(huì)直接地處理請(qǐng)求，它會(huì)驗(yàn)證請(qǐng)求發(fā)出者的身份、請(qǐng)求的目的地和請(qǐng)求內(nèi)容。如果一切符合要求的話，這個(gè)請(qǐng)求會(huì)被批準(zhǔn)送到真正的WWW服務(wù)器上。當(dāng)真正的WWW服務(wù)器處理完這個(gè)請(qǐng)求后并不會(huì)直接把結(jié)果發(fā)送給請(qǐng)求者，它會(huì)把結(jié)果送到代理服務(wù)器，代理服務(wù)器會(huì)按照事先的規(guī)定檢查這個(gè)結(jié)果是否違反了安全規(guī)定，當(dāng)這一切都通過后，返回結(jié)果才會(huì)真正地送到請(qǐng)求者的手里.

1、屏蔽路由器(ScreeningRouter)?

屏蔽路由器可以由廠家專門生產(chǎn)的路由器實(shí)現(xiàn)，也可以用主機(jī)來實(shí)現(xiàn)。屏蔽路由器作為內(nèi)外連接的惟一通道，要求所有的報(bào)文都必須在此通過檢查。路由器上可以安裝基于IP層的報(bào)文過濾軟件，實(shí)現(xiàn)報(bào)文過濾功能。許多路由器本身帶有報(bào)文過濾配置選項(xiàng)，但一般比較簡(jiǎn)單。單純由屏蔽路由器構(gòu)成的防火墻的危險(xiǎn)包括路由器本身及路由器允許訪問的主機(jī)。屏蔽路由器的缺點(diǎn)是一旦被攻隱后很難發(fā)現(xiàn)，而且不能識(shí)別不同的用戶。?

2、雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)(DualHomedGateway)?

雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)是用一臺(tái)裝有兩塊網(wǎng)卡的堡壘主機(jī)的做防火墻。兩塊網(wǎng)卡各自與受保護(hù)網(wǎng)和外部網(wǎng)相連。堡壘主機(jī)上運(yùn)行著防火墻軟件，可以轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序，提供服務(wù)等。與屏蔽路由器相比，雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)堡壘主機(jī)的系統(tǒng)軟件可用于維護(hù)護(hù)系統(tǒng)日志、硬件拷貝日志或遠(yuǎn)程日志。但弱點(diǎn)也比較突出，一旦黑客侵入堡壘主機(jī)并使其只具有路由功能，任何網(wǎng)上用戶均可以隨便訪問內(nèi)部網(wǎng)。

3、被屏蔽主機(jī)網(wǎng)關(guān)(ScreenedGatewy)

屏蔽主機(jī)網(wǎng)關(guān)易于實(shí)現(xiàn)也最為安全。一個(gè)堡壘主機(jī)安裝在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上，通常在路由器上設(shè)立過濾規(guī)則，并使這個(gè)堡壘主機(jī)成為從外部網(wǎng)絡(luò)惟一可直接到達(dá)的主機(jī)，這確保了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不受未被授權(quán)的外部用戶的攻擊。如果受保護(hù)網(wǎng)是一個(gè)虛擬擴(kuò)展的本地網(wǎng)，即沒有子網(wǎng)和路由器，那么內(nèi)部網(wǎng)的變化不影響堡壘主機(jī)和屏蔽路由器的配置。危險(xiǎn)帶限制在堡壘主機(jī)和屏蔽路由器。網(wǎng)關(guān)的基本控制策略由安裝在上面的軟件決定。如果攻擊者沒法登錄到它上面，內(nèi)網(wǎng)中的其余主機(jī)就會(huì)受到很大威脅。這與雙穴主機(jī)網(wǎng)關(guān)受攻擊時(shí)的情形差不多。

4、被屏蔽子網(wǎng)(ScreenedSubnet)

被屏蔽子網(wǎng)就是在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間建立一個(gè)被隔離的子網(wǎng)，用兩臺(tái)分組過濾路由器將這一子網(wǎng)分別與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)分開。在很多實(shí)現(xiàn)中，兩個(gè)分組過濾路由器放在子網(wǎng)的兩端，在子網(wǎng)內(nèi)構(gòu)成一個(gè)DNS，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)均可訪問被屏蔽子網(wǎng)，但禁止它們穿過被屏蔽子網(wǎng)通信。有的屏蔽子網(wǎng)中還設(shè)有一堡壘主機(jī)作為惟一可訪問點(diǎn)，支持終端交互或作為應(yīng)用網(wǎng)關(guān)代理。這種配置的危險(xiǎn)僅包括堡壘主機(jī)、子網(wǎng)主機(jī)及所有連接內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)和屏蔽子網(wǎng)的路由器。如果攻擊者試圖完全破壞防火墻，他必須重新配置連接三個(gè)網(wǎng)的路由器，既不切斷連接又不要把自己鎖在外面，同時(shí)又不使自己被發(fā)現(xiàn)，這樣也還是可能的。但若禁止網(wǎng)絡(luò)訪問路由器或只允許內(nèi)網(wǎng)中的某些主機(jī)訪問它，則攻擊會(huì)變得很困難。在這種情況下，攻擊者得先侵入堡壘主機(jī)，然后進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)主機(jī)，再返回來破壞屏蔽路由器，并且整個(gè)過程中不能引發(fā)警報(bào)。