Назначение брандмауэра. Межсетевой экран – экранированная подсеть

Введение

1. Что такое брандмауэр?

2. В чем заключается работа брандмауэра?

3. Виды брандмауэров

4. Преимущества использования брандмауэра

5. Уровень опасности

6. Межсетевой экран как средство от вторжения из Internet

7. Функциональные требования и компоненты межсетевых экранов

8. Усиленная аутентификация

9. Основные схемы сетевой защиты на базе межсетевых экранов

10. Что может и чего не может брандмауэр Windows

Заключение

Литература

Введение

Интенсивное развитие глобальных компьютерных сетей, появление новых технологий поиска информации привлекают все больше внимания к сети Internet со стороны частных лиц и различных организаций. Многие организации принимают решение об интеграции своих локальных и корпоративных сетей в глобальную сеть. Использование глобальных сетей в коммерческих целях, а также при передаче информации, содержащей сведения конфиденциального характера, влечет за собой необходимость построения эффективной системы защиты информации. В настоящее время в России глобальные сети применяются для передачи коммерческой информации различного уровня конфиденциальности, например для связи с удаленными офисами из головной штаб квартиры организации или создания Web-страницы организации с размещенной на ней рекламой и деловыми предложениями.

Вряд ли нужно перечислять все преимущества, которые получает современное предприятие, имея доступ к глобальной сети Internet. Но, как и многие другие новые технологии, использование Internet имеет и негативные последствия. Развитие глобальных сетей привело к многократному увеличению количества пользователей и увеличению количества атак на компьютеры, подключенные к сети Internet. Ежегодные потери, обусловленные недостаточным уровнем защищенности компьютеров, оцениваются десятками миллионов долларов. При подключении к Internet локальной или корпоративной сети необходимо позаботиться об обеспечении информационной безопасности этой сети. Глобальная сеть Internet создавалась как открытая система, предназначенная для свободного обмена информацией. В силу открытости своей идеологии Internet предоставляет для злоумышленников значительно большие возможности по сравнению с традиционными информационными системами. Поэтому вопрос о проблеме защиты сетей и её компонентов становиться достаточно важным и актуальным и это время, время прогресса и компьютерных технологий. Многие страны наконец-то поняли важность этой проблемы. Происходит увеличение затрат и усилий направленных на производство и улучшение различных средств защиты. Основной целью реферата является рассмотрение, и изучение функционирования одного из таких средств сетевой защиты как брандмауэр или межсетевой экран. Который в настоящее время является наиболее надежным в плане защиты из предлагаемых средств.

1.Что такое брандмауэр?

Брандмауэр, или межсетевой экран ,- это «полупроницаемая мембрана», которая располагается между защищаемым внутренним сегментом сети и внешней сетью или другими сегментами сети Internet и контролирует все информационные потоки во внутренний сегмент и из него. Контроль трафика состоит в его фильтрации, то есть в выборочном пропускании через экран, а иногда и с выполнением специальных преобразований и формированием извещений для отправителя, если его данным в пропуске отказано. Фильтрация осуществляется на основании набора условий, предварительно загруженных в брандмауэр и отражающих концепцию информационной безопасности корпорации. Брандмауэры могут быть выполнены в виде как аппаратного, так и программного комплекса, записанного в коммутирующее устройство или сервер доступа (сервер –шлюз, просто сервер, хост-компьютер и т.д.), встроенного в операционную систему или представлять собой работающую под ее управлением программу.

2.В чем заключается работа брандмауэра?

Работа брандмауэра заключается в анализе структуры и содержимого информационных пакетов, поступающих из внешней сети, и в зависимости от результатов анализа пропуске пакетов во внутреннюю сеть (сегмент сети) или полном их отфильтровывании. Эффективность работы межсетевого экрана, работающего под управлением Windows, обусловлена тем, что он полностью замещает реализуемый стек протоколов TCP\IP, и поэтому нарушать его работу с помощью искажения протоколов внешней сети (что часто делается хакерами) невозможно.

Межсетевые экраны обычно выполняют следующие функции:

o физическое отделение рабочих станций и серверов внутреннего сегмента сети (внутренней подсети) от внешних каналов связи;

o многоэтапную идентификацию запросов, поступающих в сеть (идентификация серверов, узлов связи о прочих компонентов внешней сети);

o проверку полномочий и прав доступа пользователя к внутренним ресурсам сети;

o регистрацию всех запросов к компонентам внутренней подсети извне;

o контроль целостности программного обеспечения и данных;

o экономию адресного пространства сети (во внутренней подсети может использоваться локальная система адресации серверов);

o сокрытие IP адресов внутренних серверов с целью защиты от хакеров.

Брандмауэры могут работать на разных уровнях протоколов модели OSI.

На сетевом уровне выполняется фильтрация поступающих пакетов, основанная на IP адресах (например, не пропускать пакеты из Интернета, направленные на те серверы, доступ к которым снаружи запрещен; не пропускать пакеты с фальшивыми обратными адресами или IP адресами, занесенными в «черный список», и т.д.). На транспортном уровне фильтрация допустима еще и по номерам портов ТСР и флагов, содержащихся в пакетах (например, запросов на установление соединения). На прикладном уровне может выполняться анализ прикладных протоколов (FTP,HTTP,SMTP и т.д.) и контроль за содержанием потоков данных (запрет внутренним абонентам на получение каких-либо типов файлов: рекламной информации или исполняемых программных модулей, например).

Можно в брандмауэре создавать и экспертную систему , которая, анализируя трафик, диагностирует события, могущие представлять угрозу безопасности внутренней сети, и извещает об этом администратора. Экспертная система способна также в случае опасности (спам, например) автоматически ужесточать условия фильтрации и т.д.

3.Виды брандмауэров

Брандмауэры бывают аппаратными или программными.

Аппаратный брандмауэр представляет собой устройство, физически подключаемое к сети. Это устройство отслеживает все аспекты входящего и исходящего обмена данными, а также проверяет адреса источника и назначения каждого обрабатываемого сообщения. Это обеспечивает безопасность, помогая предотвратить нежелательные проникновения в сеть или на компьютер. Программный брандмауэр выполняет те же функции, используя не внешнее устройство, а установленную на компьютере программу.

На одном и том же компьютере могут использоваться как аппаратные, так и программные брандмауэры.

4.Преимущества использования брандмауэра

Брандмауэр представляет собой защитную границу между компьютером (или компьютерной сетью) и внешней средой, пользователи или программы которой могут пытаться получить несанкционированный доступ к компьютеру. Обычно взломщики используют специальные программы для поиска в Интернете незащищенных подключений. Такая программа отправляет на компьютер очень маленькое сообщение. При отсутствии брандмауэра компьютер автоматически отвечает на сообщение, обнаруживая свою незащищенность. Установленный брандмауэр получает такие сообщения, но не отвечает на них; таким образом, взломщики даже не подозревают о существовании данного компьютера.

5.Уровень опасности

Существует несколько путей свести на нет либо подвергнуть риску брандмауэрную защиту. И хотя они все плохи, о некоторых можно с уверенностью говорить как о самых неприятных. Исходя из того, что основной целью установки большинства брандмауэров является блокирование доступа, очевидно, что обнаружение кем-либо лазейки, позволяющей проникнуть в систему, ведет к полному краху всей защиты данной системы. Если же несанкционированному пользователю удалось проникнуть в брандмауэр и переконфигурировать его, ситуация может принять еще более угрожающий характер. В целях разграничения терминологии примем, что в первом случае мы имеем дело со взломом брандмауэрной защиты, а во втором - с полным ее разрушением. Степень ущерба, который может повлечь за собой разрушение брандмауэрной защиты, определить невероятно сложно. Наиболее полные сведения о надежности такой защиты может дать только информация о предпринятой попытке взлома, собранная этим брандмауэром. Самое плохое происходит с системой защиты именно тогда, когда при полном разрушении брандмауэра не остается ни малейших следов, указывающих на то, как это происходило. В лучшем же случае брандмауэр сам выявляет попытку взлома и вежливо информирует об этом администратора. Попытка при этом обречена на провал.

Один из способов определить результат попытки взлома брандмауэрной защиты - проверить состояние вещей в так называемых зонах риска. Если сеть подсоединена к Internet без брандмауэра, объектом нападения станет вся сеть. Такая ситуация сама по себе не предполагает, что сеть становится уязвимой для каждой попытки взлома. Однако если она подсоединяется к общей небезопасной сети, администратору придется обеспечивать безопасность каждого узла отдельно. В случае образования бреши в брандмауэре зона риска расширяется и охватывает всю защищенную сеть. Взломщик, получивший доступ к входу в брандмауэр, может прибегнуть к методу "захвата островов" и, пользуясь брандмауэром как базой, охватить всю локальную сеть. Подобная ситуация все же даст слабую надежду, ибо нарушитель может оставить следы в брандмауэре, и его можно будет разоблачить. Если же брандмауэр полностью выведен из строя, локальная сеть становится открытой для нападения из любой внешней системы, и определение характера этого нападения становится практически невозможным.

В общем, вполне возможно рассматривать брандмауэр как средство сужения зоны риска до одной точки повреждения. В определенном смысле это может показаться совсем не такой уж удачной идеей, ведь такой подход напоминает складывание яиц в одну корзину. Однако практикой подтверждено, что любая довольно крупная сеть включает, по меньшей мере, несколько узлов, уязвимых при попытке взлома даже не очень сведущим нарушителем, если у него достаточного для этого времени. Многие крупные компании имеют на вооружении организационную политику обеспечения безопасности узлов, разработанную с учетом этих недостатков. Однако было бы не слишком разумным целиком полагаться исключительно на правила. Именно с помощью брандмауэра можно повысить надежность узлов, направляя нарушителя в такой узкий тоннель, что появляется реальный шанс выявить и выследить его, до того как он наделает бед. Подобно тому, как средневековые замки обносили несколькими стенами, в нашем случае создается взаимоблокирующая защита.

6.Межсетевой экран как средство от вторжения из Internet

Ряд задач по отражению наиболее вероятных угроз для внутренних сетей способны решать межсетевые экраны, В отечественной литературе до последнего времени использовались вместо этого термина другие термины иностранного происхождения: брандмауэр и firewall. Вне компьютерной сферы брандмауэром (или firewall) называют стену, сделанную из негорючих материалов и препятствующую распространению пожара. В сфере компьютерных сетей межсетевой экран представляет собой барьер, защищающий от фигурального пожара - попыток злоумышленников вторгнуться во внутреннюю сеть для того, чтобы скопировать, изменить или стереть информацию либо воспользоваться памятью или вычислительной мощностью работающих в этой сети компьютеров. Межсетевой экран призван обеспечить безопасный доступ к внешней сети и ограничить доступ внешних пользователей к внутренней сети.

Межсетевой экран (МЭ) - это система межсетевой защиты. позволяющая разделить общую сеть на две части или более и реализовать набор правил, определяющих условия прохождения пакетов с данными через границу из одной части общей сети в другую. Как правило, эта граница проводится между корпоративной (локальной) сетью предприятия и глобальной сетью Internet, хотя ее можно провести и внутри корпоративной сети предприятия. МЭ пропускает через себя весь трафик, принимая для каждого проходящего пакета решение - пропускать его или отбросить. Для того чтобы МЭ мог осуществить это ему необходимо определить набор правил фильтрации.

Обычно межсетевые экраны защищают внутреннюю сеть предприятия от "вторжений" из глобальной сети Internet, однако они могут использоваться и для защиты от "нападений" из корпоративной интрасети, к которой подключена локальная сеть предприятия. Ни один межсетевой экран не может гарантировать полной защиты внутренней сети при всех возможных обстоятельствах. Однако для большинства коммерческих организаций установка межсетевого экрана является необходимым условием обеспечения безопасности внутренней сети. Главный довод в пользу применения межсетевого экрана состоит в том, что без него системы внутренней сети подвергаются опасности со стороны слабо защищенных служб сети Internet, а также зондированию и атакам с каких-либо других хост – компьютеров внешней сети.

Проблемы недостаточной информационной безопасности являются "врожденными" практически для всех протоколов и служб Internet. Большая часть этих проблем связана с исторической зависимостью Internet от операционной системы UNIX. Известно, что сеть Arpanet (прародитель Internet) строилась как сеть, связывающая исследовательские центры, научные, военные и правительственные учреждения, крупные университеты США. Эти структуры использовали операционную систему UNIX в качестве платформы для коммуникаций и решения собственных задач. Поэтому особенности методологии программирования в среде UNIX и ее архитектуры наложили отпечаток на реализацию протоколов обмена и политики безопасности в сети. Из-за открытости и распространенности система UNIX стала любимой добычей хакеров. Поэтому совсем не удивительно, что набор протоколов TCP/IP, который обеспечивает коммуникации в глобальной сети Internet и в получающих все большую популярность интрасетях, имеет "врожденные" недостатки защиты. То же самое можно сказать и о ряде служб Internet.

Набор протоколов управления передачей сообщений в Internet (Transmission Control Protocol/Internet Protocol - TCP/IP) используется для организации коммуникаций в неоднородной сетевой среде, обеспечивая совместимость между компьютерами разных типов. Совместимость - одно из основных преимуществ TCP/IP, поэтому большинство локальных компьютерных сетей поддерживает эти протоколы. Кроме того, протоколы TCP/IP предоставляют доступ к ресурсам глобальной сети Internet. Поскольку TCP/IP поддерживает маршрутизацию пакетов, он обычно используется в качестве межсетевого протокола. Благодаря своей популярности TCP/IP стал стандартом де фактора для межсетевого взаимодействия.

В заголовках пакетов TCP/IP указывается информация, которая может подвергнуться нападениям хакеров. В частности, хакер может подменить адрес отправителя в своих "вредоносных" пакетах, после чего они будут выглядеть, как пакеты, передаваемые авторизированным клиентом.

7.Функциональные требования и компоненты межсетевых экранов

Функциональные требования к межсетевым экранам включают:

Требования к фильтрации на сетевом уровне;

Требования к фильтрации на прикладном уровне;

Требования по настройке правил фильтрации и администрированию;

Требования к средствам сетевой аутентификации;

Требования по внедрению журналов и учету.

Большинство компонентов межсетевых экранов можно отнести к одной из трех категорий:

Фильтрующие маршрутизаторы;

Шлюзы сетевого уровня;

Шлюзы прикладного уровня.

Эти категории можно рассматривать как базовые компоненты реальных межсетевых экранов. Лишь немногие межсетевые экраны включают только одну из перечисленных категорий. Тем не менее, эти категории отражают ключевые возможности, отличающие межсетевые экраны друг от друга.

8. Фильтрующие маршрутизаторы

Фильтрующий маршрутизатор представляет собой маршрутизатор или работающую на сервере программу, сконфигурированные таким образом, чтобы фильтровать входящее и исходящие пакеты. Фильтрация пакетов осуществляется на основе информации, содержащейся в TCP- и IP- заголовках пакетов.

Фильтрующие маршрутизаторы обычно может фильтровать IP-пакет на основе группы следующих полей заголовка пакета:

IP- адрес отправителя (адрес системы, которая послала пакет);

IP-адрес получателя (адрес системы, которая принимает пакет);

Порт отправителя (порт соединения в системе отправителя);

Порт получателя (порт соединения в системе получателя);

Порт – это программное понятие, которое используется клиентом или сервером для посылки или приема сообщений; порт идентифицируется 16 – битовым числом.

В настоящее время не все фильтрующие маршрутизаторы фильтруют пакеты по TCP/UDP – порт отправителя, однако многие производители маршрутизаторов начали обеспечивать такую возможность. Некоторые маршрутизаторы проверяют, с какого сетевого интерфейса маршрутизатора пришел пакет, и затем используют эту информацию как дополнительный критерий фильтрации.

Фильтрация может быть реализована различным образом для блокирования соединений с определенными хост - компьютерами или портами. Например, можно блокировать соединения, идущие от конкретных адресов тех хост-компьютеров и сетей. которые считаются враждебными или ненадежными.

Добавление фильтрации по портам TCP и UDP к фильтрации по IP-адресам обеспечивает большую гибкость. Известно, что такие серверы, как домен TELNET, обычно связаны с конкретными портами (например, порт 23 протокола TELNET). Если межсетевой экран может блокировать соединения TCP или UDP с определенными портами или от них, то можно реализовать политику безопасности, при которой некоторые виды соединений устанавливаются только с конкретными хост - компьютерами.

К положительным качествам фильтрующих маршрутизаторов следует отнести:

Сравнительно невысокую стоимость;

Гибкость в определении правил фильтрации;

Небольшую задержку при прохождении пакетов.

Недостатками фильтрующих маршрутизаторов являются:

Внутренняя сеть видна (маршрутизируется) из сети Internet правила фильтрации пакетов трудны в описании и требуют очень хороших знаний технологий TCP и UDP;

При нарушении работоспособности межсетевого экрана с фильтрацией пакетов все компьютеры за ним становятся полностью незащищенными либо недоступными;

Аутентификацию с использованием IP-адреса можно обмануть путем подмены IP-адреса (атакующая система выдает себя за другую, используя ее IP-адрес);

Отсутствует аутентификация на пользовательском уровне.

9.Шлюзы сетевого уровня

Шлюз сетевого уровня иногда называют системой трансляции сетевых адресов или шлюзом сеансового уровня модели OSI. Такой шлюз исключает, прямое взаимодействие между авторизированным клиентом и внешним хост- компьютером. Шлюз сетевого уровня принимает запрос доверенного клиента на конкретные услуги, и после проверки допустимости запрошенного сеанса устанавливает соединение с внешним хост - компьютером. После этого шлюз копирует пакеты в обоих направлениях, не осуществляя их фильтрации.

Шлюз следит за подтверждением (квитированием) связи между авторизированным клиентом и внешним хост - компьютером, определяя, является ли запрашиваемый сеанс связи допустимым.

Фактически большинство шлюзов сетевого уровня не являются самостоятельными продуктами, а поставляются в комплекте со шлюзами прикладного уровня. Примерами таких шлюзов являются Gauntlet Internet Firewall компании Trusted Information Systems, Alta Vista Firewall компании DEC и ANS Interlock компании ANS. Например, Alta Vista Firewall использует канальные посредники прикладного уровня для каждой из шести служб TCP/IP, к которым относятся, в частности, FTP, HTTP (Hyper Text Transport Protocol) и Telnet. Кроме того, межсетевой экран компании DEC обеспечивает шлюз сетевого уровня, поддерживающий другие общедоступные службы TCP/IP, такие как Gopher и SMTP, для которых межсетевой экран не предоставляет посредников прикладного уровня.

Шлюз сетевого уровня выполняет еще одну важную функцию защиты: он используется в качестве сервера-посредника. Этот сервер-посредник выполняет процедуру трансляции адресов, при которой происходит преобразование внутренних IP-адресов в один "надежный" IP-адрес. Этот адрес ассоциируется с межсетевым экраном, из которого передаются все исходящие пакеты. В результате в сети со шлюзом сетевого уровня все исходящие пакеты оказываются отправленными из этого шлюза, что исключает прямой контакт между внутренней (авторизированной) сетью и потенциально опасной внешней сетью. IP-адрес шлюза сетевого уровня становится единственно активным IP-адресом, который попадает во внешнюю сеть. Таким образом, шлюз сетевого уровня и другие серверы-посредники защищают внутренние сети от нападений типа подмены адресов.

10. Шлюзы прикладного уровня

Для устранения ряда недостатков, присущих фильтрующим маршрутизаторам, межсетевые экраны должны использовать дополнительные программные средства для фильтрации сообщений сервисов типа TELNET и FTP. Такие программные средства называются полномочными серверами (серверами-посредниками), а хост-компьютер, на котором они выполняются, - шлюзом прикладного уровня.

Шлюз прикладного уровня исключает прямое взаимодействие между авторизированным клиентом и внешним хост - компьютером. Шлюз фильтрует все входящие и исходящие пакеты на прикладном уровне. Связанные с приложением серверы – посредники перенаправляют через шлюз информацию, генерируемую конкретными серверами.

Для достижения более высокого уровня безопасности и гибкости шлюзы прикладного уровня и фильтрующие маршрутизаторы могут быть объединены в одном межсетевом экране. В качестве примера рассмотрю сеть, в которой с помощью фильтрующего маршрутизатора блокируются входящие соединения TELNET и FTP. Этот маршрутизатор допускает прохождение пакетов TELNET или FTP только к одному хост - компьютеру - шлюзу прикладного уровня TELNET/FTP. Внешний пользователь, который хочет соединиться с некоторой системой в сети, должен сначала соединиться со шлюзом прикладного уровня, а затем уже с нужным внутренним хост- компьютером.

В дополнение к фильтрации пакетов многие шлюзы прикладного уровня регистрируют все выполняемые сервером действия и, что особенно важно, предупреждают сетевого администратора о возможных нарушениях защиты. Например, при попытках проникновения в сеть извне BorderWare Firewall Server компании Secure Computing позволяет фиксировать адреса отправителя и получателя пакетов, время, в которое эти попытки были предприняты, и используемый протокол. Межсетевой экран Black Hole компании Milkyway Networks регистрирует все действия сервера и предупреждает администратора о возможных нарушениях, посылая ему сообщение по электронной почте или на пейджер. Аналогичные функции выполняют и ряд других шлюзов прикладного уровня.

Шлюзы прикладного уровня позволяют обеспечить наиболее высокий уровень защиты, поскольку взаимодействие с внешним миром реализуется через небольшое число прикладных полномочных программ-посредников, полностью контролирующих весь входящий и выходящий трафик.

Шлюзы прикладного уровня имеют ряд преимуществ по сравнению с обычным режимом, при котором прикладной трафик пропускается непосредственно к внутренним хост - компьютерам. Перечислю эти преимущества.

- Невидимость структуры защищаемой сети из глобальной сети Internet. Имена внутренних систем можно не сообщать внешним системам через DNS, поскольку шлюз прикладного уровня может быть единственным хост - компьютером, имя которого должно быть известно внешним системам.

- Надежная аутентификация и регистрация. Прикладной трафик может быть аутентифицирован, прежде чем он достигнет внутренних хост-компьютеров, и может быть зарегистрирован более эффективно, чем с помощью стандартной регистрации.

- Оптимальное соотношение между ценой и эффективностью. Дополнительные или аппаратные средства для аутентификации или регистрации нужно устанавливать только на шлюзе прикладного уровня.

- Простые правила фильтрации. Правила на фильтрующем маршрутизаторе оказываются менее сложными, чем они были бы, если бы маршрутизатор сам фильтровал прикладной трафик и отправлял его большому числу внутренних систем. Маршрутизатор должен пропускать прикладной трафик, предназначенный только для шлюза прикладного уровня, и блокировать весь остальной трафик.

- Возможность организации большого числа проверок. Защита на уровне приложений позволяет осуществлять большое количество дополнительных проверок, что снижает вероятность взлома с использованием "дыр" в программном обеспечении.

К недостаткам шлюзов прикладного уровня относятся:

Более низкая производительность по сравнению с фильтрующими маршрутизаторами; в частности, при использовании клиент-серверных протоколов, таких как TELNET, требуется двухшаговая процедура для входных и выходных соединений;

Более высокая стоимость по сравнению с фильтрующим маршрутизатором.

Помимо TELNET и FTP шлюзы прикладного уровня обычно используются для электронной почты, Windows и некоторых других служб.

11.Усиленная аутентификация

Одним из важных компонентов концепции межсетевых экранов является аутентификация (проверка подлинности пользователя). Прежде чем пользователю будет предоставлено право воспользоваться тем или иным сервисом, необходимо убедиться, что он действительно тот, за кого себя выдает.

Одним из способов аутентификации является использование стандартных UNIX-паролей. Однако эта схема наиболее уязвимо с точки зрения безопасности - пароль может быть перехвачен и использован другим лицом. Многие инциденты в сети Internet произошли отчасти из-за уязвимости традиционных паролей. Злоумышленники могут наблюдать за каналами в сети Internet и перехватывать передающиеся в них открытым текстом пароли, поэтому схему аутентификации с традиционными паролями следует признать устаревшей.

Для преодоления этого недостатка разработан ряд средств усиленной аутентификации: смарт-карты, персональные жетоны, биометрические механизмы и т.п. Хотя в них задействованы разные механизмы аутентификации, общим для них является то, что пароли, генерируемые этими устройствами, не могут быть повторно использованы нарушителем, наблюдающим за установлением связи. Поскольку проблема с паролями в сети Internet является постоянной, межсетевой экран для соединения с Internet, не располагающий средствами усиленной аутентификации или не использующий их, теряет всякий смысл.

Ряд наиболее популярных средств усиленной аутентификации, применяемых в настоящее время, называются системами с одноразовыми паролями. Например, смарт-карты или жетоны аутентификации генерируют информацию, которую хост-компьютер использует вместо традиционного пароля. Результатом является одноразовый пароль, который, даже если он будет перехвачен, не может быть использован злоумышленником под видом пользователя для установления сеанса с хост - компьютером.

Так как межсетевые экраны могут централизовать управление доступом в сети, они являются подходящим местом для установки программ или устройств усиленной аутентификации. Хотя средства усиленной аутентификации могут использоваться на каждом хост - компьютере, более практично их размещение на межсетевом экране. На рис. показано, что в сети без межсетевого экрана, использующего меры усиленной аутентификации, неаутентифицированный трафик таких приложений, как TELNET или FTP, может напрямую проходить к системам в сети. Если хост - компьютеры не применяют мер усиленной аутентификации, злоумышленник может попытаться взломать пароли или перехватить сетевой трафик с целью найти в нем сеансы, в ходе которых передаются пароли.

В этом случае сеансы TELNET или FTP, устанавливаемые со стороны сети Internet с системами сети, должны проходить проверку с помощью средств усиленной аутентификации, прежде чем они будут разрешены, Системы сети могут запрашивать для разрешения доступа и статические пароли, но эти пароли, даже если они будут перехвачены злоумышленником, нельзя будет использовать, так как средства усиленной аутентификации и другие компоненты межсетевого экрана предотвращают проникновение злоумышленника или обход ими межсетевого экрана.

12.Основные схемы сетевой защиты на базе межсетевых экранов

При подключении корпоративной или локальной сети к глобальным сетям администратор сетевой безопасности должен решать следующие задачи:

Защита корпоративной или локальной сети от несанкционированного доступа со стороны глобальной сети;

Скрытие информации о структуре сети и ее компонентов от пользователей глобальной сети,

Разграничение доступа в защищаемую сеть из глобальной сети и из защищаемой сети в глобальную сеть.

Необходимость работы с удаленными пользователями требует установки жестких ограничений доступа к информационным ресурсам защищаемой сети. При этом часто возникает потребность в организации в составе корпорационной сети нескольких сегментов с разными уровнями защищенности:

Свободно доступные сегменты (например, рекламный WWW-сервер),

Сегмент с ограниченным доступом (например, для доступа сотрудникам организации с удаленных узлов),

Закрытые сегменты (например, локальная финансовая сеть организации).

Для защиты корпоративной или локальной сети применяются следующие основные схемы организации межсетевых экранов:

Межсетевой экран - фильтрующий маршрутизатор;

Межсетевой экран на основе двупортового шлюза;

Межсетевой экран на основе экранированного шлюза;

Межсетевой экран – экранированная подсеть.

13. Межсетевой экран – фильтрующий маршрутизатор

Межсетевой экран, основанный на фильтрации пакетов, является самым распространенным и наиболее простым в реализации. Он состоит из фильтрующего маршрутизатора, расположенного между защищаемой сетью и сетью Internet. Фильтрующий маршрутизатор сконфигурирован для блокирования или фильтрации входящих и исходящих пакетов на основе анализа их адресов и портов. Компьютеры, находящиеся в защищаемой сети, имеют прямой доступ в сеть Internet, в то время как большая часть доступа к ним из Internet блокируется. Часто блокируются такие опасные службы, как Х Windows, NIS и NFS.

14. Межсетевой экран на базе двупортового шлюза

Межсетевой экран на базе двупортового прикладного шлюза включает двудомный хост-компьютер с двумя сетевыми интерфейсами. При передаче информации между этими интерфейсами и осуществляется основная фильтрация. Для обеспечения дополнительной защиты между прикладным шлюзом и сетью Internet обычно размещают фильтрующий маршрутизатор. В результате между прикладным шлюзом и маршрутизатором образуется внутренняя экранированная подсеть. Эту подсеть можно использовать для размещения доступных извне информационных серверов.

15. Межсетевой экран на основе экранированного шлюза

Межсетевой экран на основе экранированного шлюза объединяет фильтрующий маршрутизатор и прикладной шлюз, разрешаемый со стороны внутренней сети. Прикладной шлюз реализуется на хост – компьютере и имеет только один сетевой интерфейс.

16. Межсетевой экран – экранированная подсеть

Межсетевой экран, состоящий из экранированной подсети, представляет собой развитие схемы межсетевого экрана на основе экранированного шлюза. Для создания экранированной подсети используются два экранирующих маршрутизатора. Внешний маршрутизатор располагается между сетью Internet и экранируемой подсетью, а внутренний - между экранируемой подсетью и защищаемой внутренней сетью. Экранируемая подсеть содержит прикладной шлюз, а также может включать информационные серверы и другие системы, требующие контролируемого доступа. Эта схема межсетевого экрана обеспечивает хорошую безопасность благодаря организации экранированной подсети, которая еще лучше изолирует внутреннюю защищаемую сеть от Internet.

17.Что может и чего не может брандмауэр Windows

Он может:	Он не может:
Блокировать компьютерным вирусам и «червям» доступ на компьютер.	Обнаружить или обезвредить компьютерных вирусов и «червей» , если они уже попали на компьютер. По этой причине необходимо также установить антивирусное программное обеспечение и своевременно обновлять его, чтобы предотвратить повреждение компьютера вирусами, «червями» и другими опасными объектами, а также не допустить использования данного компьютера для распространения вирусов на другие компьютеры.
Запросить пользователя о выборе блокировки или разрешения для определенных запросов на подключение.	Запретить пользователю открывать сообщения электронной почты с опасными вложениями . Не открывайте вложения в сообщениях электронной почты от незнакомых отправителей. Следует проявлять осторожность, даже если источник сообщения электронной почты известен и заслуживает доверия. При получении от знакомого пользователя электронного письма с вложением внимательно прочтите тему сообщения перед тем, как открыть его. Если тема сообщения представляет собой беспорядочный набор знаков или не имеет смысла, не открывайте письмо, пока не свяжетесь с отправителем для получения подтверждения.
Вести учет (журнал безопасности) - по желанию пользователя - записывая разрешенные и заблокированные попытки подключения к компьютеру. Этот журнал может оказаться полезным для диагностики неполадок.	Блокировать спам или несанкционированные почтовые рассылки , чтобы они не поступали в папку входящих сообщений. Однако некоторые программы электронной почты способны делать это. Ознакомьтесь с документацией своей почтовой программы, чтобы выяснить ее возможности.

Заключение

После всего изложенного материала можно заключить следующее.

На сегодняшний день лучшей защитой от компьютерных преступников является брандмауэр, правильно установленный и подобранный для каждой сети. И хотя он не гарантирует стопроцентную защиту от профессиональных взломщиков, но зато усложняет им доступ к сетевой информации, что касается любителей, то для них доступ теперь считается закрытым. Также в будущем межсетевые экраны должны будут стать лучшими защитниками для банков, предприятий, правительств, и других спецслужб. Также есть надежда, что когда-нибудь будет создан межсетевой экран, который никому не удастся обойти. На данном этапе программирования можно также заключить, что разработки по брандмауэрам на сегодняшний день сулят в недалёком будущем весьма неплохие результаты.

Литература

1. Балдин Константин, Уткин Владимир «Информатика», Москва, 2003г.

2.Дьяконов Владимир, Абраменкова Ирина, Пеньков Александр «Новые информационные технологии», Москва, 2006г.

3.Фридланд А. «Основные ресурсы информатики», Москва, 2007г.

Брандмауэр, или файрвол – это система, обеспечивающая сетевую безопасность путём фильтрации входящего и исходящего трафика, руководствуясь установленными пользователем правилами. Основной задачей брандмауэра является устранение нежелательных сетевых коммуникаций или уменьшение их количества. В большинстве серверных инфраструктур брандмауэры обеспечивают основной уровень безопасности, который в сочетании с другими мерами предосторожности позволяет предотвратить атаки злоумышленников.

В данной статье рассказывается о том, как работают брандмауэры, в частности программные фаерволы с сохранением состояния (такие как IPTables и FirewallD), поскольку они относятся к облачным серверам. Статья охватывает пакеты TCP, различные типы брандмауэров, а такж множество других тем, связанных с брандмауэрами с сохранением состояния. Кроме того, в конце руководства можно найти много полезных ссылок на мануалы, которые помогут настроить брандмауэр на вашем сервере.

Сетевые пакеты TCP

Прежде чем приступить к обсуждению различных типов фаерволов, ознакомьтесь с трафиком Transport Control Protocol (TCP).

Сетевой трафик TCP перемещается по сети в виде пакетов-контейнеров, содержащих заголовки, в которых находится управляющая информация (адреса исходника и назначения, последовательность пакетов информации) и данных (что называется полезной нагрузкой). Управляющая информация в каждом пакете гарантирует, что его данные доставляются должным образом, и что его элементы также поддерживают брандмауэры.

Важно отметить, что для успешного получения входящего TCP-пакета получателю нужно отправить в ответ отправителю пакеты подтверждения. Комбинация управляющей информации во входящем и исходящем пакетах может использоваться для определения состояния подключения.

Типы фаерволов

Существует три базовых типа брандмауэров:

фильтры пакетов сетевого уровня (или stateless),
с сохранением состояния (или stateful),
и прикладного уровня.

Фильтры пакетов сетевого уровня работают путём анализа отдельных пакетов. Они не знают о состоянии соединения и могут только разрешить или запретить пакеты, исходя из их индивидуальных заголовков.

Фаерволы с сохранением состояния могут определить состояние соединения пакета, что делает их более гибкими. Они собирают пакеты, пока не определят состояние соединения до того, как к трафику будут применены правила брандмауэра.

Брандмауэры прикладного уровня анализируют передаваемые данные, что позволяет пропускать сетевой трафик через правила брандмауэра, индивидуальные для отдельных сервисов и приложений. Они также известны как прокси-фаерволы.

Кроме программного обеспечения фаерволов, доступного во всех современных операционных системах, функциональность брандмауэра также может предоставляться аппаратными устройствами (например, маршрутизаторами или аппаратными фаерволами).

Правила фаерволов

Как упоминалось выше, сетевой трафик, который проходит брандмауэр, проверяется при помощи наборов правил, чтобы определить, разрешен этот трафик или нет. Проще всего объяснить правила брандмауэра на примерах.

Предположим, у вас есть сервер со списком правил для входящего трафика:

Принимать (accept) новый и ранее установленный трафик на сетевой интерфейс через порт 80 и 443 (веб-трафик HTTP и HTTPS).
Сбрасывать (drop) входящий трафик от IP-адресов нетехнических сотрудников офиса на порт 22 (SSH).
Принимать новый и существующий входящий трафик IP-диапазона офиса на частный сетевой интерфейс через порт 22 (SSH).

Обратите внимание на слова «accept» и «drop» в этих примерах. С их помощью задаётся действие, которое фаервол должен выполнить в случае, если трафик отвечает правилу.

Accept значит разрешить трафик;
Reject – заблокировать трафик и вернуть ошибку «unreachable»;
Drop – заблокировать трафик и не возвращать ничего.

Сетевой трафик проходит список правил брандмауэра в определённой последовательности, которая называется цепочкой правил. Как только фаервол обнаруживает правило, которому отвечает трафик, он выполняет соответствующее действие для этого трафика. В данном примере согласно правилам брандмауэра сотрудник офиса, пытающийся установить SSH-соединение с сервером, будет заблокирован согласно правилу 2 и к правилу 3 не будет допущен. Системный администратор же пройдёт фаервол, поскольку отвечает правилу 3.

Политика фаервола по умолчанию

Как правило, цепочки правил брандмауэра не охватывают все возможные условия явно. Потому цепочки всегда должны иметь политику по умолчанию, которая состоит только действия (accept, reject или drop).

К примеру, политика по умолчанию одной из ранее упомянутых цепочек – drop. Если любой компьютер вне офиса попытается установить SSH-соединение к серверу, трафик будет сброшен, так как он не соответствует ни одному правилу.

Если задана политика по умолчанию accept, то любой пользователь (кроме нетехнических сотрудников офиса) сможет становить соединение с любым открытым сервисом данного сервера. Конечно, это пример очень плохо настроенного брандмауэра, потому что он защищает сервисы только от нетехнических сотрудников.

Входящий и исходящий трафик

Сетевой трафик, с точки зрения сервера, может быть либо входящим, либо исходящим; брандмауэр поддерживает отдельный набор правил для каждого вида трафика.

Трафик, который происходит из любой точки сети называется входящим трафиком. Он воспринимается не так, как исходящий трафик, который отправляется сервером. Как правило, сервер разрешает исходящий трафик, потому что считает себя заслуживающим доверия. Однако набор правил для исходящего трафика может использоваться для предотвращения нежелательной коммуникации в случае, если сервер взломан злоумышленником или вредоносным исполняемым файлом.

Чтобы использовать преимущества безопасности брандмауэра по максимуму, нужно определить все способы взаимодействия других систем с вашим сервером, создать правила, которые явно позволяют такое взаимодействие, а затем сбросить весь оставшийся трафик. Имейте в виду, что также нужно создать соответствующие правила для исходящего трафика, чтобы сервер мог отправлять подтверждения для разрешенных входящих соединений. Кроме того следует учитывать, что серверу, как правило, нужно инициировать свой исходящий трафик (например, для загрузки обновлений или подключения к базе данных), а потому важно продумать эти случаи и создать для них набор правил.

Создание правил исходящего трафика

Предположим, фаервол сбрасывает исходящий трафик по умолчанию (политика drop). Следовательно, правила accept для входящего трафика будут бесполезны без дополнительных правил исходящего трафика.

Чтобы дополнить ранее упомянутые правила входящего трафика (1 и 3) и обеспечить правильное взаимодействие с этими адресами и портами, можно использовать следующие правила брандмауэра для исходящего трафика:

Принимать существующий исходящий трафик на общий сетевой интерфейс через порт 80 и 443 (HTTP и HTTPS);
Принимать существующий исходящий трафик на закрытый сетевой через порт 22 (SSH).

Обратите внимание, явно задавать правило для сброшенного входящего трафика (правило 2) не нужно, так как сервер не будет устанавливать или подтверждать это соединение.

Программы и инструменты

Итак, теперь вы знаете, как работает фаервол, и пришло время ознакомиться с основными пакетами, позволяющими настроить фаервол. Далее можно прочесть о самых распространённых пакетах для настройки брандмауэра.

IPTables

IPTables – это стандартный фаервол, который по умолчанию входит в большинство дистрибутивов Linux

Примечание: Более современный вариант называется nftables и в скором времени он заменит этот пакет.

На самом деле IPTables является фронт-эндом для хуков netfilter на уровне ядра, при помощи которых можно управлять сетевым стеком Linux. Он работает путем сопоставления каждого пакета, пересекающего сетевой интерфейс, с набором правил.

Инструкции по настройке фаервола IPTables можно найти в следующих статьях.

Межсетевой экран или брандмауэр (по-нем.brandmauer , по-англ.firewall , по-рус.граница огня ) - это система или комбинация систем, позволяющих разделить сеть на две или более частей и реализовать набор правил, определяющих условия прохождения пакетов из одной части в другую (см. рис.1). Чаще всего эта граница проводится между локальной сетью предприятия и INTERNET, хотя ее можно провести и внутри локальной сети предприятия. Брандмауэр, таким образом, пропускает через себя весь трафик. Для каждого проходящего пакета брандмауэр принимает решение пропускать его или отбросить. Для того чтобы брандмауэр мог принимать эти решения, ему необходимо определить набор правил. О том, как эти правила описываются и какие параметры используются при их описании, речь пойдет чуть позже.

Как правило, брандмауэры функционируют на какой-либо UNIX платформе - чаще всего это BSDI, SunOS, AIX, IRIX и т.д., реже - DOS, VMS, WNT, Windows NT. Из аппаратных платформ встречаются INTEL, Sun SPARC, RS6000, Alpha, HP PA-RISC, семейство RISC процессоров R4400-R5000. Помимо Ethernet, многие брандмауэры поддерживают FDDI, Token Ring, 100Base-T, 100VG-AnyLan, различные серийные устройства. Требования к оперативной памяти и объему жесткого диска зависят от количества машин в защищаемом сегменте сети.

Обычно в операционную систему, под управлением которой работает брандмауэр, вносятся изменения, цель которых - повышение защиты самого брандмауэра. Эти изменения затрагивают как ядро ОС, так и соответствующие файлы конфигурации. На самом брандмауэре не разрешается иметь счета пользователей (а значит и потенциальных дыр), только счет администратора. Некоторые брандмауэры работают только в однопользовательском режиме. Многие брандмауэры имеют систему проверки целостности программных кодов. При этом контрольные суммы программных кодов хранятся в защищенном месте и сравниваются при старте программы во избежание подмены программного обеспечения.

Все брандмауэры можно разделить на три типа:

пакетные фильтры (packet filter);

сервера прикладного уровня (application gateways);

сервера уровня соединения (circuit gateways).

Все типы могут одновременно встретиться в одном брандмауэре.

Пакетные фильтры

Брандмауэры с пакетными фильтрами принимают решение о том, пропускать пакет или отбросить, просматривая IP-адреса, флаги или номера TCP портов в заголовке этого пакета. IP-адрес и номер порта - это информация сетевого и транспортного уровней соответственно, но пакетные фильтры используют и информацию прикладного уровня, т.к. все стандартные сервисы в TCP/IP ассоциируются с определенным номером порта.

Для описания правил прохождения пакетов составляются таблицы типа:

Действие

тип пакета

адрес источн.

порт источн.

адрес назнач.

порт назнач.

Поле "действие" может принимать значения пропустить или отбросить. Тип пакета - TCP, UDP или ICMP. Флаги - флаги из заголовка IP-пакета. Поля "порт источника" и "порт назначения" имеют смысл только для TCP и UDP пакетов.

Сервера прикладного уровня

Брандмауэры с серверами прикладного уровня используют сервера конкретных сервисов (proxy server) - TELNET, FTP и т.д., запускаемые на брандмауэре и пропускающие через себя весь трафик, относящийся к данному сервису. Таким образом, между клиентом и сервером образуются два соединения: от клиента до брандмауэра и от брандмауэра до места назначения.

Полный набор поддерживаемых серверов различается для каждого конкретного брандмауэра, однако чаще всего встречаются сервера для следующих сервисов:

терминалы (Telnet, Rlogin);

передача файлов (Ftp);

электронная почта (SMTP, POP3);

X Window System (X11);
сетевая печать (LP);
удаленное выполнение задач (Rsh);
новости Usenet (NNTP);

Использование серверов прикладного уровня позволяет решить важную задачу - скрыть от внешних пользователей структуру локальной сети, включая информацию в заголовках почтовых пакетов или службы доменных имен (DNS). Другим положительным качеством является возможность аутентификации на пользовательском уровне (напоминаю, что аутентификация - процесс подтверждения идентичности чего-либо; в данном случае это процесс подтверждения, действительно ли пользователь является тем, за кого он себя выдает).

При описании правил доступа используются такие параметры, как

название сервиса,

имя пользователя,

допустимый временной диапазон использования сервиса,

компьютеры, с которых можно пользоваться сервисом,

схемы аутентификации.

Сервера прикладного уровня позволяют обеспечить наиболее высокий уровень защиты, т.к. взаимодействие с внешним миров реализуется через небольшое число прикладных программ, полностью контролирующих весь входящий и выходящий трафик.

Сервера уровня соединения

Сервер уровня соединения представляет из себя транслятор TCP соединения. Пользователь образует соединение с определенным портом на брандмауэре, после чего последний производит соединение с местом назначения по другую сторону от брандмауэра. Во время сеанса этот транслятор копирует байты в обоих направлениях, действуя как провод.

Как правило, пункт назначения задается заранее, в то время как источников может быть много (соединение типа один - много). Используя различные порты, можно создавать различные конфигурации.

Такой тип сервера позволяет создавать транслятор для любого определенного пользователем сервиса, базирующегося на TCP, осуществлять контроль доступа к этому сервису, сбор статистики по его использованию.

Сравнительные характеристики пакетных фильтров и серверов прикладного уровня

Ниже приведены основные достоинства и недостатки пакетных фильтров и серверов прикладного уровня относительно друг друга.

Достоинства пакетных фильтров:

относительно невысокая стоимость;

гибкость в определении правил фильтрации;

небольшая задержка при прохождении пакетов.

Недостатки пакетных фильтров:

локальная сеть видна (маршрутизируется) из INTERNET;

правила фильтрации пакетов трудны в описании, требуются очень хорошие знания технологий TCP и UDP;

при нарушении работоспособности брандмауэра все компьютеры за ним становятся полностью незащищенными либо недоступными;

аутентификацию с использованием IP-адреса можно обмануть использованием IP-спуфинга (атакующая система выдает себя за другую, используя ее IP-адрес);

отсутствует аутентификация на пользовательском уровне.

Достоинства серверов прикладного уровня:

локальная сеть невидима из INTERNET;

при нарушении работоспособности брандмауэра пакеты перестают проходить через брандмауэр, тем самым не возникает угрозы для защищаемых им машин;

защита на уровне приложений позволяет осуществлять большое количество дополнительных проверок, снижая тем самым вероятность взлома с использованием дыр в программном обеспечении;

аутентификация на пользовательском уровне может быть реализована система немедленного предупреждения о попытке взлома.

Недостатки серверов прикладного уровня:

более высокая, чем для пакетных фильтров стоимость;

невозможность использовании протоколов RPC и UDP;

производительность ниже, чем для пакетных фильтров.

Виртуальные сети

Ряд брандмауэров позволяет также организовывать виртуальные корпоративные сети (Virtual Private Network), т.е. объединить несколько локальных сетей, включенных в INTERNET в одну виртуальную сеть. VPN позволяют организовать прозрачное для пользователей соединение локальных сетей, сохраняя секретность и целостность передаваемой информации с помощью шифрования. При этом при передаче по INTERNET шифруются не только данные пользователя, но и сетевая информация - сетевые адреса, номера портов и т.д.

Схемы подключения

Для подключения брандмауэров используются различные схемы. Брандмауэр может использоваться в качестве внешнего роутера, используя поддерживаемые типы устройств для подключения к внешней сети (см. рис.1). Иногда используется схема, изображенная на рис.2, однако пользоваться ей следует только в крайнем случае, поскольку требуется очень аккуратная настройка роутеров и небольшие ошибки могут образовать серьезные дыры в защите.

рис.2

Чаще всего подключение осуществляется через внешний маршрутизатор, поддерживающий два Ethernet интерфейса(так называемый dual-homed брандмауэр) (две сетевые карточки в одном компьютре) (см. рис.3).

рис.3

При этом между внешним роутером и брандмауэром имеется только один путь, по которому идет весь трафик. Обычно роутер настраивается таким образом, что брандмауэр является единственной видимой снаружи машиной. Эта схема является наиболее предпочтительной с точки зрения безопасности и надежности защиты.

Другая схема представлена на рис.4.

рис.4

При этом брандмауэром защищается только одна подсеть из нескольких выходящих из роутера. В незащищаемой брандмауэром области часто располагают серверы, которые должны быть видимы снаружи (WWW, FTP и т.д.). Большинство брандмауэров позволяет разместить эти сервера на нем самом - решение, далеко не лучшее с точки зрения загрузки машины и безопасности самого брандмауэра.

Существуют решения (см. рис.5), которые позволяют организовать для серверов, которые должны быть видимы снаружи, третью сеть; это позволяет обеспечить контроль за доступом к ним, сохраняя в то же время необходимый уровень защиты машин в основной сети.

рис.5

При этом достаточно много внимания уделяется тому, чтобы пользователи внутренней сети не могли случайно или умышленно открыть дыру в локальную сеть через эти сервера. Для повышения уровня защищенности возможно использовать в одной сети несколько брандмауэров, стоящих друг за другом.

Администрирование

Легкость администрирования является одним из ключевых аспектов в создании эффективной и надежной системы защиты. Ошибки при определении правил доступа могут образовать дыру, через которую может быть взломана система. Поэтому в большинстве брандмауэров реализованы сервисные утилиты, облегчающие ввод, удаление, просмотр набора правил. Наличие этих утилит позволяет также производить проверки на синтаксические или логические ошибки при вводе или редактирования правил. Как правило, эти утилиты позволяют просматривать информацию, сгруппированную по каким-либо критериям, например, все что относится к конкретному пользователю или сервису.

Системы сбора статистики и предупреждения об атаке

Еще одним важным компонентом брандмауэра является система сбора статистики и предупреждения об атаке. Информация обо всех событиях - отказах, входящих, выходящих соединениях, числе переданных байт, использовавшихся сервисах, времени соединения и т.д. - накапливается в файлах статистики. Многие брандмауэры позволяют гибко определять подлежащие протоколированию события, описать действия брандмауэра при атаках или попытках несанкционированного доступа - это может быть сообщение на консоль, почтовое послание администратору системы и т.д. Немедленный вывод сообщения о попытке взлома на экран консоли или администратора может помочь, если попытка оказалась успешной и атакующий уже проник в систему. В состав многих брандмауэров входят генераторы отчетов, служащие для обработки статистики. Они позволяют собрать статистику по использованию ресурсов конкретными пользователями, по использованию сервисов, отказам, источникам, с которых проводились попытки несанкционированного доступа и т.д.

Аутентификация

Аутентификация является одним из самых важных компонентов брандмауэров. Прежде чем пользователю будет предоставлено право воспользоваться тем или иным сервисом, необходимо убедиться, что он действительно тот, за кого он себя выдает.

Как правило, используется принцип, получивший название "что он знает" - т.е. пользователь знает некоторое секретное слово, которое он посылает серверу аутентификации в ответ на его запрос.

Одной из схем аутентификации является использование стандартных UNIX паролей. Эта схема является наиболее уязвимой с точки зрения безопасности - пароль может быть перехвачен и использован другим лицом.

Классы защищенности брандмауэров

Применительно к обработке конфиденциальной информации автоматизированные системы (АС) делятся на три группы:

Многопользовательские АС, обрабатывающие информацию различных уровней конфиденциальности.

Многопользовательские АС, в которых все пользователи имеют равный доступ ко всей обрабатываемой информации, расположенной на носителях разного уровня конфиденциальности.

Однопользовательские АС, в которых пользователль имеет подный доступ ко всей обрабатываемой информации, расположенной на носителях разного уровня конфиденциальности.

В первой группе выделяют 5 классов защищенности АС: 1А, 1Б, 1В, 1Г, 1Д, во второй и третьей группах - по 2 класса защищенности: 2А, 2Б и 3А, 3Б сооответственно. Класс А соответствует максимальной, класс Д - минимальной защищенности АС.

Брандмауэры позволяют поддерживать безопасность объектов внутренней области, игнорируя несанкционированные запросы из внешней области, т.е. осуществляют экранирование . В результате уменьшается уязвимость внутренних объектов, поскольку первоначально сторонний нарушитель должен преодолеть брандмауэр, где защитные механизмы сконфигурированы особенно тщательно и жестко. Кроме того, экранирующая система в отличие от универсальной устроена более простым, а следовательно, более безопасным образом. На ней присутствуют только те компоненты, которые необходимы для выполнения функций экранирования. Экранирование дает также возможность контролировать информационные потоки, направленные во внешнюю область, что способствует поддержанию во внутренней области режима конфиденциальности. Помимо функций разграничения доступа, брандмауэры осуществляют регистрацию информационных потоков.

По уровню защищенности брандмауэры делятся на 5 классов. Самый низкий класс защищенности - пятый. Он применяется для безопасного взаимодействия АС класса 1Д с внешней средой, четвертый - для 1Г, третий - для 1В, второй - для 1Б, самый высокий - первый - для 1А.

Для АС класса 2Б, 3Б применяются брандмауэры не ниже пятого класса.

Для АС класса 2А, 3А в зависимости от важности обрабатываемой информации применяются брандмауэры следующих классов:

при обработки информации с грифом "секретно" - не ниже третьего класса;

при обработки информации с грифом "совершенно секретно" - не ниже второго класса;

при обработки информации с грифом "особой важности" - только первого класса.

Показатели защищенности сведены в табл.1.

Обозначения:

Таблица 1
Показатели защищенности	Классы защищенности
Показатели защищенности
Управление доступом (фильтрация данных и трансляция адресов)
Идентификация и аутентификация
Регистрация
Администрирование: идентификация и аутентификация
Администрирование: регистрация
Администрирование: простота использования
Целостность
Восстановление
Тестирование
Руководство администратора защиты
Тестовая документация
Конструкторская (проектная) документация

Руководство для приобретающих брандмауэр

Исследовательским подразделением компании TruSecure - лабораторией ICSA - разработан документ "Firewall Buyers Guide" (Гид покупателей межсетевого экрана). В одном из разделов этого документа дана следующая форма оценки покупателя:

Контактная информация - адрес и ответственные лица.

Бизнес-среда работы:

количество и расположение отдельных учреждений (зданий) предприятия;

указание подразделений и информации ограниченного характера и информации, для которой важна доступность данных для взаимодействия подразделений, их размещение;

Указание внешних партнеров, с которыми необходимо организовать взаимодействие;

описание сервисов, открытых публично;

трребования к организации удаленного доступа во внутреннее информационное пространство предприятия;

сервисы электронных служб, использующие публичные каналы связи (например, электронная коммерция).

Планируемые изменения в бизнес-среде по перечисленным параметрам.

Информационная среда:

количество пользовательских рабочих станций с указанием аппаратного обеспечения, системного и прикладного программного обеспечения;
структура сети с указанием топологии, среды передачи данных, используемых устройств и протоколов;
структура удаленного доступа с указанием используемых устройств, а также методов аутентификации;
количество серверов с указанием аппаратного обеспечения,системного и прикладного программного обеспечения;
существующая система поддержки информационных систем со стороны поставщиков с их указанием и границами сферы деятельности;
антивирусные системы и другие системы контроля программного обеспечения;
технология упрравления сетью и информационными системами;
аутентификационные технологии - список и описание.

Планируемые изменения в информационной среде по перечисленням параметрам.

Связь с Интернетом:

тип интернет-соединения;
существующие межсетевые экраны (если они есть);
Средства связи с внешней средой, используемые внутренними системами;
внутренние системы и сервисы, доступные извне;
серверы электронной коммерции и других транзакционных систем;
указание на наличие утвержденной политики безопасности доступа и использования Интернета.

Планируемые мероприятия (для которых приобретается межсетевой экран):

изменение в способах доступа к Интернету и в политике безопасности предприятия;
появление новых протокоолов, которые необходимо поддерживать отдельно для внутренних пользователей, пользователей с удаленным доступом или специальных пользователей, доступных публично.

Требуемая функциональность межсетевого экрана:

по контролю доступа;
выдаваемым сообщениям;
аутентификации;
управлению конфигурацией;
контролю содержимого проходящего трафика;
регистрационным журналам;
распознаванию атак;
сетевым опциям (количество интерфейсов, способ доступа);
удаленному администрированию;
системным требованиям (под ключ, интеграция с другими продуктами и т.д.).

Прочие условия:

предполагаемая стоимость межсетевого экрана (сколько предприятие может потратить);
предполагаемая дата начала работы продукта;
требования к наличию у продукта сертификатов;
требования к предполагаемому администратору продукта и к службе поддержки;
специальные условия контракта (если есть);
другие замечания, которые не включены в данную форму.

Предполагается, что предприятие, заполнив данную форму и отправив ее производителю, позволит последнему сформировать наиболее качественное предложение для покупателя. Заполнение данной формы, впрочем, и без отправки ее кому-либо, позволит организации лучше понять, какое решение ей необходимо.

Если вы пользовались Интернетом некоторое время, а тем более если работаете в большой компании и использование Всемирной паутины входит в ваши служебные обязанности, то, наверное, слышали термин "Брандмауэр". Например, от сотрудников можно часто услышать фразы такого типа: "Не могу пользоваться этим сайтом, поскольку меня не пропускает брандмауэр".

Если у вас дома есть высокоскоростное подключение к Интернету (подключение с помощью DSL либо кабельного модема), то, скорее всего, вам говорили также о необходимости использования брандмауэра в домашней сети. Оказывается, что домашние сети сталкиваются со многими проблемами безопасности, встречающимися также в больших сетях предприятий. Брандмауэр можно использовать для защиты домашней сети и членов своей семьи от соединения с нежелательными веб-узлами и от возможных атак злоумышленников.

По сути, брандмауэр представляет собой барьер, не подпускающий различные деструктивные силы к вашей собственности. Поэтому его и называют брандмауэром. Он выполняет такие же функции, что и физический брандмауэр, изготовляемый из кирпича и предназначенный для недопущения распространения пожара из одной части дома в другую. В этой статье подробно рассказано о работе брандмауэра, а также о том, от каких угроз он может защитить.

Какие функции выполняет брандмауэр

Брандмауэр – программа или устройство, предназначенное для фильтрации информации, поступающей в вашу частную сеть или компьютерную систему через подключение к Интернету. Если входящий информационный пакет помечен фильтрами, он не будет пропущен в систему через брандмауэр.

Прочитав статью о том, как работают веб-серверы, вы узнаете, как данные передаются по Интернету и сможете легко понять, как брандмауэр помогает защитить компьютеры большой компании. Допустим, вы работаете в компании, насчитывающей 500 сотрудников. Причем в компании имеются сотни компьютеров, снабженных сетевыми адаптерами для обеспечения обмена информацией между этими компьютерами. Допустим также, что компания располагает одним или несколькими подключениями к Интернету, к примеру, линиями T1 или T3. Без брандмауэра к любому их этих сотен компьютеров может получить прямой доступ любой пользователь Интернета. Человек, обладающий знаниями и опытом в этой области, получает возможность зондировать эти компьютеры, пробовать установить с ними сеансы FTP и Telnet и проводить другие подобные манипуляции. Если работник компании вследствие ошибки оставляет брешь в системе безопасности, злоумышленники могут воспользоваться этой брешью и получить доступ к машине.

Если используется брандмауэр, ситуация совсем иная. Компания может установить брандмауэр на каждом подключении к Интернету (например, на каждой линии T1, по которой компания осуществляет связь с внешним миром). В брандмауэре можно вводить правила безопасности. Например, одно из правил безопасности, используемое внутри компании, может предусматривать следующее:

Из 500 компьютеров компании только одному разрешается получать приходящий извне трафик FTP. И только этому одному компьютеру разрешается проводить FTP-сеансы. Компания может устанавливать подобные правила для FTP-серверов, Web-серверов, Telnet-серверов и т. п. Кроме того, с помощью брандмауэра можно контролировать возможности персонала, связанные с подключением к веб-узлам, разрешать или запрещать отправку тех или иных файлов за пределы компании и тому подобное. Брандмауэр является мощным инструментом по обеспечению контроля над действиями персонала во Всемирной сети.

Для контроля входящего и исходящего трафика используют от одного до трех различных методов:

Фильтрация пакетов – пакеты (небольшие фрагменты данных) анализируются с использованием набора фильтров. Пропущенные фильтрами пакеты отправляются к системе, которая их запрашивала, а все остальные – задерживаются.

Функция посредника (proxy service) – поступившая из Интернета информация принимается брандмауэром и лишь затем поступает на запрашивающую систему; аналогично производится и передача информации.

Проверка с отслеживанием состояния – новейший метод, при котором не проверяется содержимое каждого пакета, а производится сравнение определенных ключевых элементов пакета с базой данных надежной информации. Брандмауэром отслеживаются отличительные характеристики исходящей информации, после чего на соответствие этим характеристикам проверяется входящая информация. Если сравнение выявляет достаточную степень соответствия, получаемая информация пропускается. В противном случае она не пропускается.

16.05.2015

Информационная безопасность крайне важна для пользователя сетей интернет, поскольку он насыщен вирусами. Одним из отличных методов защиты является брандмауэр Windows.

Для того чтобы защитить операционную систему от хакерских атак, разработчики создали систему фильтрации входящих и исходящих соединений, которая называется брандмауэр или фаерволл. В Windows есть встроенная система безопасности, однако из-за того, что в предыдущих версиях ОС её практически не использовали и отключали, ей до сих пор мало кто пользуется.

Как работает брандмауэр Windows

Несмотря на то, что брандмауэр, встроенный в операционную систему, не заслужил популярности среди пользователей, и многие предпочитали пользоваться тем, что предоставляют антивирусные программы, разработчики Microsoft доработали его функциональность и улучшили производительность с выходом седьмой версии.

Для того чтобы разобраться в необходимости использования или отключения фаерволла, нужно понять, как он работает. Вся функциональность этой программы сводится к фильтрации сетевых потоков входящих и исходящих данных. Каждое приложение использует свои порты для передачи информации. Их и сканирует брандмауэр, обнаруживая запрещенные потоки, вызванные неизвестными ресурсами и процессами.

Работа фаерволла строится на правилах, разрешающих и запрещающих определенный трафик. Многие путают его работу с антивирусом, но на самом деле он только блокирует соединения, помогая от хакерских атак и пакетов с вирусным кодом. Однако это не единственное его назначение.

Если вирус уже пробрался на ваш компьютер, он может попытаться скачать другой, более серьезный код, или, собрав ваши данные, попробует отослать их своему разработчику. Брандмауэр Windows может заметить такие потоки и запретить их. Тоже самое происходит, когда какая-либо программа пытается получить несанкционированный доступ к обновлению или другому действию в сети.

Как настроить брандмауэр Windows

Настройка встроенного фаерволла обычно производится при помощи разрешений и запретов для соединений определенного типа сети. Предусматривается настройка трех профилей:

Для частных сетей;
Для работы в домене;
Для гостевых и общедоступных.

Использование двух профилей просто необходимо при работе с несколькими локальными или виртуальными подключениями, а также дополнительными соединениями, например, туннельными. Они позволяют создать правила и распределения разрешений для:

Портов;
Программ;
Исполняемых процессов операционной системы (операциям).

Можно также создать собственное правило с полным контролем над параметрами и исполняемыми опциями.

Для того чтобы настроить работу фаерволла, например, разрешить какой-либо программе использование трафика или соединения по порту, нужно выполнить следующие действия:

Зайти в «Панель управления», найти и запустить «Брандмауэр Windows». Также окно настроек можно вызвать командой «firewall.cpl» в меню «Выполнить»;

Далее в меню справа необходимо выбрать «Дополнительные параметры». Именно тут можно выбрать желаемый профиль для работы, а также отредактировать его настройки и разрешения;

Также можно задать разрешение всего потока трафика и пропуска его через фаерволл. Для этого необходимо выбрать соответствующее меню;

Из открывшегося списка выберите программу, службу или иной компонент и отредактируйте разрешения для него при помощи кнопки «Изменить параметры».

Выполнив необходимые настройки и отредактировав параметры, можно задать необходимые ограничения для программ. Фаерволл работает по принципу: что не разрешено, то запрещено. Поэтому если вы не дадите необходимых разрешений для отправки или получения пакетов несистемными приложениями, то они будут заблокированы.

Как отключить брандмауэр Windows

Если, несмотря на все возможности и настройки, встроенная защита вас не устраивает, или же ваш антивирус идет в составе с фаерволлом, возникает необходимость отключения брандмауэра Windows.

Большинство профессионалов в области ИТ и информационной безопасности рекомендуют использовать один из фаерволлов, точно так-же как и только один из антивирусов. Это обусловлено тем, что двойная фильтрация не имеет никакого смысла и не даст дополнительной защиты, в тоже время может замедлить работу веб-приложений и ресурсов, поскольку содержимое входящих/исходящих пакетов будет проверяться дважды. Кроме того, два фаерволла могут конфликтовать друг с другом, блокируя трафик к серверам обновления.

Использование двух фильтров необходимо только в случае большого количества разнообразных сетевых интерфейсов, если необходимо распределять множество разных правил для трафика разных соединений.

Встроенный фаерволл отключается в несколько этапов. Первым делом необходимо остановить программную часть. Для этого нужно выполнить следующие действия:

Зайти в панель управления и выбрать «Брандмауэр Windows»;
В меню вызова функций справа выбрать «Включение и отключение брандмауэра Windows»;
Отключить фаерволл для каждого используемого типа сетевого размещения, игнорируя то, что это не рекомендуется системой.

Теперь, когда программа отключена, лучше перезапустить операционную систему. Однако в работе остается служба, которая отвечает за сетевую фильтрацию. Это означает, что процесс останется запущенным в системе и будет занимать ресурсы оперативной памяти, а также может вызвать конфликты с другим защитным ПО.

Чтобы остановить службу, необходимо выполнить следующие действия:

Зайти в панель управления и выбрать пункт «Администрирование»;

Открыть управление службами;

Найти «Брандмауэр Windows» и, дважды нажав на нее, открыть меню управления. Остановить службу и выбрать для нее статус «Отключена».

Многим пользователям может понадобиться перенастройка или остановка фаерволла для нормального предоставления доступа к своему компьютеру по сети. Чтобы каждый раз не отключать/включать брандмауэр, при этом сохранить безопасность сетевых соединений и разрешить некоторые из них, нужно воспользоваться настройками портов и распределением доступа программ.

Итог:

Начиная с седьмой версии Windows, встроенный фильтр для защиты от хакерских атак обладает широкими возможностями и гибкими настройками. Благодаря нему, можно штатными средствами обеспечить полную безопасность системы.

Однако далеко не все пользователи доверяют встроенному программному обеспечению, поскольку не знают, как его правильно настроить, что может создавать проблемы с доступами, дополнительными подключениями, туннелями и соединениями. В свою очередь это может вызвать проблемы в онлайн играх, p2p сетях или файлообменных программах.

Прежде чем звонить провайдеру при отсутствии доступа к тому или иному компьютеру своей сети, нужно проверить настройки брандмауэра. Теперь вы знаете, как это сделать.