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  • 网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文设 计 需要完整版请点击屏幕右上的文档贡献者 题 目防火墙技术的分析与研究 防火墙技术的分析与研究 内容摘要 针对目前面临的网络安全问题对网络安全和防火墙的基本概念进行了概括...
  • 防火墙的基本概念及iptables四表五链详解 1.防火墙的基本概念 防火墙是位于内外网之间的一组软...防火墙技术的功能主要在于及时发现并处理计算机网络运行时可能存在的安全风险、数据传输等问题,其中处理措施包括隔离

    防火墙的基本概念及iptables四表五链详解

    1.防火墙的基本概念

    • 防火墙是位于内外网之间的一组软硬件部件的组合,主要目的就是保护内外网的数据流通的安全,当外网访问内网的时候发送的数据包必须经过内网的防火墙检验是否符合规则。

    • 防火墙技术是通过有机结合各类用于安全管理与筛选的软件和硬件设备,帮助计算机网络于其内、外网之间构建一道相对隔绝的保护屏障,以保护用户资料与信息安全性的一种技术。

    • 防火墙技术的功能主要在于及时发现并处理计算机网络运行时可能存在的安全风险、数据传输等问题,其中处理措施包括隔离与保护,同时可对计算机网络安全当中的各项操作实施记录与检测,以确保计算机网络运行的安全性,保障用户资料与信息的完整性,为用户提供更好、更安全的计算机网络使用体验。

    2.防火墙的分类

    从逻辑上讲,防火墙大体可以分为主机防火墙和网络防火墙:网络防火墙和主机防火墙互不影响,可以理解为网络防火墙负责外(集体),主机防火墙负责内(个人)

    • 主机防火墙:主要针对单个主机进行防护
    • 网络防火墙:往往处于网络入口或边缘,针对于网络入口进行防护,服务于防火墙背后的本地局域网

    从物理上讲,防火墙可以分为硬件防火墙和软件防火墙:

    • 硬件防火墙:在硬件级别实现部分防火墙功能,另一部分功能基于软件实现,成本高,性能高
    • 软件防火墙:应用处理软件逻辑运行于通用平台之上的防火墙,成本低,性能低

    3.防火墙的功能

    1. 入侵检测功能
      网络防火墙技术的主要功能之一就是入侵检测功能,主要有反端口扫描、检测拒绝服务工具、检测CGI/IIS服务器入侵、检测木马或者网络蠕虫攻击、检测缓冲区溢出攻击等功能,可以极大程度上减少网络威胁因素的入侵,有效阻挡大多数网络安全攻击。
    2. 网络地址转换功能
      利用防火墙技术可以有效实现内部网络或者外部网络的IP地址转换,可以分为源地址转换和目的地址转换,即SNAT和NAT。SNAT主要用于隐藏内部网络结构,避免受到来自外部网络的非法访问和恶意攻击,有效缓解地址空间的短缺问题,而DNAT主要用于外网主机访问内网主机,以此避免内部网络被攻击。
    3. 网络操作的审计监控功能
      通过此功能可以有效对系统管理的所有操作以及安全信息进行记录,提供有关网络使用情况的统计数据,方便计算机网络管理以进行信息追踪。
    4. 强化网络安全服务
      防火墙技术管理可以实现集中化的安全管理,将安全系统装配在防火墙上,在信息访问的途径中就可以实现对网络信息安全的监管。

    Linux中存在iptables和firewalld两种防火墙
    iptables:更接近数据的原始操作,精度更高
    firewalld:更易操作

    4.防火墙的三表五链

    防火墙的三张表分别为:filter表,nat表,mangle表,
    五条链分别是INPUT,OUTPUT,FORWARD,POSTROUTING,PREROUTING

    INPUT和OUTPUT均包括经过内核和不经过内核的信息
    FORWARD是经过内核的路由转发信息
    POSTROUTING是不经过内核路由之后的信息
    PREROUTING是不经过内核路由之前的信息

    5.表功能及内核模块

    如果要访问某台主机上面的http服务,必须先经过那台主机的内核允许,才可以进行访问
    防火墙其实也是在内核上面开启的一个服务 防火墙里面有表格,写一些规则,允许哪个主机访问什么服务,这个表格由iptables进行控制

    表名称 功能 内核模块
    filter 负责过滤功能,防火墙 iptables_filter
    nat(Network Address Translation) 网络地址转换 iptables_net
    mangle 拆解报文,修改,重新封装 iptables_mangle
    raw 决定数据包是否被状态跟踪机制处理

    第一张表:filter表:放的是经过内核的ip,可使用的链: input output forward
    第二张表:nat表:放的不是经过内核的服务,可使用的链: input output postrouting prerouting
    第三张表:备用表格mangle:可使用的链: input output forward postrouting prerouting
    第四张表:raw表: 关闭nat表上启用的链接追踪机制:可使用的链:output prerouting

    6.防火墙常用的行为动作

    动作 说明
    ACCEPT 允许数据包通过
    DROP 直接丢弃数据包,不给任何回应,此时客户端会不停地去向服务器发送数据包,发送超时才会有反映应
    REJECT 拒绝数据包通过,必要时会给数据发送端一个响应信息,如果客户端的请求被拒绝,就会收到拒绝的信息
    SNAT 源地址转换,解决内网用户用同一个公网地址上网的问题
    MASQUERADE 是SNAT的一种特殊形式,适用于动态的,临时会变的ip上
    DNAT 目的地址转换

    7.数据包流向分析

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    基本步骤

    1. 数据包到达网络接口,比如 eth0
    2. 进入 raw表的 prerouting链,这个链的作用是赶在连接跟踪之前处理数据包
    3. 如果进行了连接跟踪,在此进行处理
    4. 进入 mangle 表的 prerouting链,在此可以修改数据包,比如 tos 等参数
    5. 进入 nat 表的 prerouting链,可以再做 DNAT ,但不要做过滤
    6. 决定路由,交给本机或者转发至其他主机

    如果数据包需要转发

    1. 进入 mangle 表的 forward链,这是第一次路由之后,在决定第一次路由后,在最后的路由决定之前,仍然可以对数据包进行更改
    2. 进入 filter 表的 forward链,在这里可以对所有转发的数据包进行过滤,需要注意的是,经过这里的数据包是转发的,方向是双向的
    3. 进入 mangle 表的 postrouting链,到这里已经完成了所有的路由决定,但是数据包仍然在本地,我们依然可以进行某些修改
    4. 进入 nat 表的 postrouting链,这里一般做的是 SNAT ,不在这里进行过滤
    5. 进入出去的网络接口

    如果数据包进入本机

    7 )进入 mangle 表的 input 链,这是在路由之后,交由本地主机之前,我们也可以进行一些相应的修改
    8 )进入 filter 表的 input 链,在这里我们可以对流入的所有数据包进行过滤,无论它来自那个网络接口
    9 )交给本地主机的应用程序进行处理10 )处理完后进行路由决定,看该往哪里发出
    11 )进入 raw表的 output 链,这里是在连接跟踪处理本地的数据包之前
    12 )连接跟踪对本地的数据包进行处理
    13 )进入 mangle 表的 output 链, 可修改数据包,但不进行过滤
    14 )进入 nat 表的 output 链,可以对防火墙自己发出的数据做 nat
    15 )再次进行路由决定
    16 )进入 filter 表的 output 链,可以对本地出去的数据包进行过滤
    17 )进入 mangle 表的 postrouting链,同上一种情况第 9步,但是这里不仅对经过防火墙的
    数据包做处理,还对防火墙自己产生的数据包进行处理
    18 )进入 nat 表的 postrouting链,做 snat,但不进行过滤
    19 )进入出去的网络接口

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  • 关于防火墙技术的论文,该论文对防火墙的概念 、类型等进行了概述,最后还对个人防火墙的设计与实现进行讲解。
  • 概念防火墙技术

    2019-09-28 02:14:13
    1.名词解释:  (1)堡垒主机:通常指那些在安全方面能够达到普通工作站所不能达到程度... (3)代理服务器:指代表客户处理服务器连接件请求程序,经过特定安全化代理应用程序处理连接请求, 将处理...

    1.名词解释:

      (1)堡垒主机:通常指那些在安全方面能够达到普通工作站所不能达到的程度的计算机系统。

      (2)包过滤:在网络的适当位置,根据系统设置的过滤规则,对数据包实施过滤,只允许满足条件的

    数据包通过,并被转发到目的地。而其他不满足规则的数据包被丢弃。

      (3)代理服务器:指代表客户处理的服务器连接件请求的程序,经过特定的安全化的代理应用程序处理连接请求,

    将处理后的请求传递到真实的服务器,接受服务器应答并做进一步的处理,将大幅传给请求的客户。

      (4)VPN:从本质上讲是一组依靠一个相对不安全的网络相互连接,并利用加密技术和特殊协议来提供安全性

    的计算机。

      (5)DMZ:隔离区或非军事区时介于信赖域(通常指内部的局域网)和非信赖域(通常指外部的公共网络)之间

    的一个安全区域。

    2.什么是入侵检测,入侵检测和防火墙有什么区别?

      入侵检测是新一代的安全保障技术。它监视计算机系统或网络中发生的事件。并对他们进行分析,从而寻找

      危及信息完整性,可用性,或绕过安全机制的入侵行为。(待检查)

     

      两者的区别:

      防火墙是被动防御,入侵检测是主动发现入侵。

      前者不能阻止内部人员的攻击,对信息流的控制缺乏灵活性,在攻击发生之后,利用防火墙保存的信息那一调查和取证。

      后者能在入侵攻击前检测到入侵攻击,并利用报警与防护系统驱逐入侵攻击,在入侵过程中,能减少入侵造成的损失,

      在入侵攻击之后,能收集到入侵攻击的相关性息,作为防范系统的知识添加到知识库中,增强系统的防范能力,避免系统再次收到

      入侵。

      入侵缉拿测系统被认为是防火墙之后的第二道安全闸门,在不影响网络性能的情况能对网络进行监听,从而提供对内部攻击、外部攻击

      和误操作的实时防护,大大提高了系统和网络的安全性。

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/BBack/p/9008293.html

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  • 防火墙技术防火墙原理

    热门讨论 2009-05-16 10:19:43
    1、新型防火墙技术 2、包过滤防火墙存在以下缺陷 3、状态监测防火墙(Stateful inspection) 4、自适应代理技术(Adaptive proxy) 5、选择防火墙的原则 1、解决安全性、效率和功能方面的矛盾 2、数据加密技术的使用...
  • 防火墙概念

    2020-03-03 07:33:04
    所谓“防火墙”,是指一种将内部网络和公众访问网络分开方法,它实际上是一种隔离技术。 信息安全原则 保密性完整性可用性可控性不可否认性 防火墙的分类 按照形态 硬件防火墙软件防火墙 按照...

    所谓“防火墙”,是指一种将内部网络和公众访问网络分开的方法,它实际上是一种隔离技术。

    信息安全原则

    • 保密性
    • 完整性
    • 可用性
    • 可控性
    • 不可否认性

    防火墙的分类

    按照形态

    • 硬件防火墙
    • 软件防火墙

    按照保护对象

    • 单机防火墙
    • 网络防火墙

    按照访问控制方式

    • 包过滤防火墙
      是指在网络层对每一个数据包进行检查,根据配置的安全策略转发或丢弃数据包(ACL)。
    • 代理防火墙
      作用于应用层,代理防火墙代表外部用户与内部服务器建立连接。
    • 状态检测防火墙

    防火墙安全区域

    安全区域(Security Zone),或简称为区域 (Zone)。

    Zone的作用

    • 安全策略都基于安全区域实施;
    • 在同一安全区域内部发生的数据流动是不存在安全风险的,不需要实施任何安全策略;
    • 只有当不同的安全区域之间发生数据流动时,才会触发设备的安全检查,并实施相应的安全策略;
    • 在防火墙中,同一个接口所连网络的所有网络设备一定位于同一安全区域中,而一个安全区域可以包含多个接口所连网络;

    缺省安全区域

    • 非受信任区(Untrust)
    • 非军事化区域(DMZ, demilitarized zone,隔离区 )
      DMZ 区可以理解为一个不同于外网或内网的特殊网络区域,DMZ 内通常放置一些不含机密信息的公用服务器,比如 WEB 服务器、E-Mail 服务器、FTP 服务器等。
    • 受信区域(Trust)
    • 本地区域(Local)

    Tags: 防火墙

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  • 包过滤防火墙技术原理 1、 简单包过滤防火墙不检查数据区 2、 简单包过滤防火墙不建立连接状态表 3、 前后报文无关 4、 应用层控制很弱 应用代理防火墙技术原理 1、 不检查IP\TCP报头 2、 不建立连接状态表 3、

    一:防火墙

    防火墙指的是一个由 软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障。
    换句话说,防火墙是一种高级访问控制设备,置于不同网络安全域之间,它通过相关的安全策略来控制(允许、拒绝、监视、记录)进出网络的访问行为。

    二:防火墙的匹配(过滤)的依据

    一、各层封包包头内的信息

    在防火墙的匹配条件中,最基本且最简单的就是数据包中各层包头内的信息。 
    
        1、连接层 
    
          这一层中最重要的信息是MAC地址,我们可以在防火墙的过滤规则中借助Destination MAC来判别封包是由哪一台主机送出来的。 
    
        2、网络层
    
         IP包头中是有很多信息是可以拿来作为过滤条件的。如下: 
               Header Length -- IP包的长度 
               Differentiated Service -- 差别服务判别,执行Qos时即可能会用到,   一般正常值应为0 
               Total Length -- 数据包不包含连接层包头的整体长度 
               Flags -- 注明数据包是否可以被切割,或者指定数据包可不可以被切割 
               Time To Live -- 数据包的存活时间 
               Protocol -- 上层协议,如TCP为06、UDP为17、ICMP为01等 
               Source -- 来源端主机的IP地址 
               Destination -- 目的端主机的IP地址 
        3、传输层 
    
         在传输层的世头中也有很多信息可以作为过滤条件,我们这里以TCP协议为例 
    
              Source Port --来源端应用程序所在的Port号 
              Destination Port -- 目的端应用程序所在的Port号 
              Header Length -- TCP包头的整体长度 
              Flags -- TCP包头内的连接控制标志,这是TCP包头内最为重要的信息。 
    二、数据包所承载的数据内容 
         我们可以使用数据包中内容部分的特定字符串来作为过滤条件。
    
    三、连接状态
    
        根据防火墙提供的“连接状态判别”的机制
    

    三:防火墙核心技术:

    在这里插入图片描述

    包过滤防火墙技术原理

    1、 简单包过滤防火墙不检查数据区

    2、 简单包过滤防火墙不建立连接状态表

    3、 前后报文无关

    4、 应用层控制很弱
    在这里插入图片描述

    应用代理防火墙技术原理

    1、 不检查IP\TCP报头

    2、 不建立连接状态表

    3、 网络层保护比较弱
    在这里插入图片描述

    状态检测防火墙技术原理

    1、 不检查数据区

    2、 建立连接状态表

    3、 前后报文相关

    4、 应用层控制很弱
    在这里插入图片描述

    完全内容检测(深度包检测)防火墙技术原理

    完全内容检测(深度包检测)则可以看做是IDS(入侵检测)和IPS(入侵防御)技术的结合。

    1、 网络层保护强

    2、 应用层保护强

    3、 会话保护很强

    4、 上下文相关

    5、 前后报文有联系
    在这里插入图片描述

    防火墙主要是针对外网的攻击添加规则,所以对于内网的攻击并无太强的招架之力。
    防火墙一般有两个以上的网络卡,一个连到外部(router),另一个是连到内部网络。当打开主机网络转发功能时,两个网卡间的网络通讯能直接通过。当有防火墙时,他好比插在网卡之间,对所有的网络通讯进行控制。

    四:访问控制

    防火墙主要通过一个访问控制表来判断的,他的形式一般是一连串的如下规则:

    1 accept from+ 源地址,端口 to+ 目的地址,端口+ 采取的动作

    2 deny …(deny就是拒绝。。)

    3 nat …(nat是地址转换。后面说)

    防火墙在网络层(包括以下的炼路层)接受到网络数据包后,就从上面的规则连表一条一条地匹配,如果符合就执行预先安排的动作了!如丢弃包。。。。

    但是,不同的防火墙,在判断攻击行为时,有实现上的差别。下面结合实现原理说说可能的攻击。

    五:攻击包过滤防火墙

    包过滤防火墙是最简单的一种了,它在网络层截获网络数据包,根据防火墙的规则表,来检测攻击行为。他根据数据包的源IP地址;目的IP地址;TCP/UDP源端口;TCP/UDP目的端口来过滤!!很容易受到如下攻击:

    1 ip 欺骗攻击:

    这种攻击,主要是修改数据包的源,目的地址和端口,模仿一些合法的数据包来骗过防火墙的检测。如:外部攻击者,将他的数据报源地址改为内部网络地址,防火墙看到是合法地址就放行了:)。可是,如果防火墙能结合接口,地址来匹配,这种攻击就不能成功了:(

    2 dos(Denial of Service)拒绝服务攻击

    使系统过于忙碌而不能执行有用的业务并且占尽关键系统资源。它是基于这样的思想:用数据包淹没本地系统,以打扰或严重阻止捆绑本地的服务响应外来合法的请求,甚至使本地系统崩溃。实现Dos攻击,常见的方式有:TCP SYN泛洪(SYN Flood),ping泛洪(ping-Flood),UDP泛洪(UDP-Flood),分片炸弹(fragmentation bombs),缓冲区溢出(buffer overflow)和ICMP路由重定向炸弹(ICMP routeing redirect bomb)。
    简单的包过滤防火墙不能跟踪 tcp的状态,很容易受到拒绝服务攻击,一旦防火墙受到dos攻击,他可能会忙于处理,而忘记了他自己的过滤功能。

    3 分片攻击

    这种攻击的原理是:在IP的分片包中,所有的分片包用一个分片偏移字段标志分片包的顺序,但是,只有第一个分片包含有TCP端口号的信息。当IP分片包通过分组过滤防火墙时,防火墙只根据第一个分片包的Tcp信息判断是否允许通过,而其他后续的分片不作防火墙检测,直接让它们通过。

    这样,攻击者就可以通过先发送第一个合法的IP分片,骗过防火墙的检测,接着封装了恶意数据的后续分片包就可以直接穿透防火墙,直接到达内部网络主机,从而威胁网络和主机的安全。

    4 木马攻击

    对于包过滤防火墙最有效的攻击就是木马了,一但你在内部网络安装了木马,防火墙基本上是无能为力的。

    原因是:包过滤防火墙一般只过滤低端口(1-1024),而高端口他不可能过滤的(因为,一些服务要用到高端口,因此防火墙不能关闭高端口的),所以很多的木马都在高端口打开等待,如冰河,subseven等。。。

    但是木马攻击的前提是必须先上传,运行木马,对于简单的包过滤防火墙来说,是容易做的,大概就是利用内部网络主机开放的服务漏洞。

    早期的防火墙都是这种简单的包过滤型的,到现在已很少了,不过也有。现在的包过滤采用的是状态检测技术,下面谈谈状态检测的包过滤防火墙。

    六:攻击状态检测的包过滤

    状态检测技术最早是checkpoint提出的,在国内的许多防火墙都声称实现了状态检测技术。 状态检测l防火墙虽然继承了包过滤防火墙和应用网关防火墙的优点,克服了它们的缺点,但它仍只是检测数据包的第三层信息,无法彻底的识别数据包中大量的垃圾邮件、广告以及木马程序等等。

    七:攻击代理

    代理是运行在应用层的防火墙,他实质是启动两个连接,一个是客户到代理,另一个是代理到目的服务器。

    实现上比较简单,和前面的一样也是根据规则过滤。由于运行在应用层速度比较慢。

    攻击代理的方法很多。

    这里就以wingate为例,简单说说了。

    WinGate是目前应用非常广泛的一种Windows95/NT代理防火墙软件,内部用户可以通过一台安装有WinGate的主机访问外部网络,但是它也存在着几个安全脆弱点。

    黑客经常利用这些安全漏洞获得WinGate的非授权Web、Socks和Telnet的访问,从而伪装成WinGate主机的身份对下一个攻击目标发动攻击。因此,这种攻击非常难于被跟踪和记录。

    导致WinGate安全漏洞的原因大多数是管理员没有根据网络的实际情况对WinGate代理防火墙软件进行合理的设置,只是简单地从缺省设置安装完毕后就让软件运行,这就给攻击者可乘之机。

    1 非授权Web访问

    某些WinGate版本(如运行在NT系统下的2.1d版本)在误配置情况下,允许外部主机完全匿名地访问因特网。因此,外部攻击者就可以利用WinGate主机来对Web服务器发动各种Web攻击( 如CGI的漏洞攻击等),同时由于Web攻击的所有报文都是从80号Tcp端口穿过的,因此,很难追踪到攻击者的来源。

    检测

    检测WinGate主机是否有这种安全漏洞的方法如下:

    1. 以一个不会被过滤掉的连接(譬如说拨号连接)连接到因特网上。

    2. 把浏览器的代理服务器地址指向待测试的WinGate主机。

    如果浏览器能访问到因特网,则WinGate主机存在着非授权Web访问漏洞。

    2 非授权Socks访问

    在WinGate的缺省配置中,Socks代理(1080号Tcp端口)同样是存在安全漏洞。与打开的Web代理(80号Tcp端口)一样,外部攻击者可以利用Socks代理访问因特网。

    3非授权Telnet访问

    它是WinGate最具威胁的安全漏洞。通过连接到一个误配置的inGate服务器的Telnet服务,攻击者可以使用别人的主机隐藏自己的踪迹,随意地发动攻击。

    八:应对措施

    防火墙的攻击不单是上面的一点

    一直以来,黑客都在研究攻击防火墙的技术和手段,攻击的手法和技术越来越智能化和多样化。但是就黑客攻击防火墙的过程上看,大概可以分为三类攻击。

    第一类攻击防火墙的方法是探测在目标网络上安装的是何种防火墙系统并且找出此防火墙系统允许哪些服务。我们叫它为对防火墙的探测攻击。

    第二类攻击防火墙的方法是采取地址欺骗、TCP序号攻击等手法绕过防火墙的认证机制,从而 对防火墙和内部网络破坏。

    第三类攻击防火墙的方法是寻找、利用防火墙系统实现和设计上的安全漏洞,从而有针对性地发动攻击。这种攻击难度比较大,可是破坏性很大。
    包过滤防火墙和应用代理防火墙以及状态检测防火墙都有固有的无法克服的缺陷,不能满足用户对于安全性的不断的要求,于是完全内容检测(深度包检测)防火墙技术被提出了。 完全内容检测(深度包检测)防火墙通过指纹匹配、启发式、异常检测等技术来决定处理数据包的方式。它可以比状态检测防火墙更为有效的辨识缓冲区溢出攻击、DOS攻击以及各种蠕虫病毒的侵扰。它真正的将IDS技术完全融入其中。

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    2012-03-17 00:11:22
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空空如也

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