詳解網(wǎng)絡(luò)安全中防火墻和IDS的作用

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、媒體的多元化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)與越來越多的商業(yè)應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的聯(lián)系越來越多，與此同時(shí)，安全問題也漸漸浮出了水面。

　　那么，怎么才能做到安全

　　業(yè)界的同行曾經(jīng)說過“安全，是一種意識(shí)，而不是某種的技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)真正的安全。”隨著工作的時(shí)間漸長(zhǎng)，對(duì)這句話的體會(huì)就越深。再防守嚴(yán)密的網(wǎng)絡(luò)，利用人為的疏忽，管理員的懶惰和社會(huì)工程學(xué)也可能被輕易攻破。

　　因此，在這里我介紹的防火墻和IDS技術(shù)，只是我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)安全環(huán)節(jié)中進(jìn)行的一個(gè)防御步驟。不要聽信某些商家的銷售人員所說的：“裝上我們的xx防火墻，就能絕對(duì)保證您的網(wǎng)絡(luò)安全”等等動(dòng)聽的話語，事實(shí)上那不過是為了銷售其產(chǎn)品而制造出來的“善意的欺騙”而已。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行防火墻與IDS的設(shè)置，并不能保證我們的網(wǎng)絡(luò)就絕對(duì)安全了，但是設(shè)置得當(dāng)?shù)姆阑饓虸DS，至少會(huì)使我們的網(wǎng)絡(luò)更為堅(jiān)固一些，并且能提供更多的攻擊信息供我們分析。

　　接下來，讓我們拋開商家的宣傳，正確地認(rèn)識(shí)一下防火墻和IDS的作用吧。

　　防火墻

　　一、防火墻能夠作到些什么

　　1.包過濾

　　具備包過濾的就是防火墻?對(duì)，沒錯(cuò)!根據(jù)對(duì)防火墻的定義，凡是能有效阻止網(wǎng)絡(luò)非法連接的方式，都算防火墻。早期的防火墻一般就是利用設(shè)置的條件，監(jiān)測(cè)通過的包的特征來決定放行或者阻止的，包過濾是很重要的一種特性。雖然防火墻技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在有了很多新的理念提出，但是包過濾依然是非常重要的一環(huán)，如同四層交換機(jī)首要的仍是要具備包的快速轉(zhuǎn)發(fā)這樣一個(gè)交換機(jī)的基本功能一樣。通過包過濾，防火墻可以實(shí)現(xiàn)阻擋攻擊，禁止外部/內(nèi)部訪問某些站點(diǎn)，限制每個(gè)ip的流量和連接數(shù)。

　　2.包的透明轉(zhuǎn)發(fā)

　　事實(shí)上，由于防火墻一般架設(shè)在提供某些服務(wù)的服務(wù)器前。如果用示意圖來表示就是 Server—FireWall—Guest 。用戶對(duì)服務(wù)器的訪問的請(qǐng)求與服務(wù)器反饋給用戶的信息，都需要經(jīng)過防火墻的轉(zhuǎn)發(fā),因此，很多防火墻具備網(wǎng)關(guān)的能力。

　　3.阻擋外部攻擊

　　如果用戶發(fā)送的信息是防火墻設(shè)置所不允許的，防火墻會(huì)立即將其阻斷，避免其進(jìn)入防火墻之后的服務(wù)器中。

　　4.記錄攻擊

　　如果有必要，其實(shí)防火墻是完全可以將攻擊行為都記錄下來的，但是由于出于效率上的考慮，目前一般記錄攻擊的事情都交給IDS來完成了，我們?cè)诤竺鏁?huì)提到。

　　以上是所有防火墻都具備的基本特性，雖然很簡(jiǎn)單，但防火墻技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。

　　二、防火墻有哪些缺點(diǎn)和不足?

　　1.防火墻可以阻斷攻擊，但不能消滅攻擊源。

　　“各掃自家門前雪，不管他人瓦上霜”，就是目前網(wǎng)絡(luò)安全的現(xiàn)狀?；ヂ?lián)網(wǎng)上病毒、木馬、惡意試探等等造成的攻擊行為絡(luò)繹不絕。設(shè)置得當(dāng)?shù)姆阑饓δ軌蜃钃跛麄?，但是無法清除攻擊源。即使防火墻進(jìn)行了良好的設(shè)置，使得攻擊無法穿透防火墻，但各種攻擊仍然會(huì)源源不斷地向防火墻發(fā)出嘗試。例如接主干網(wǎng)10M網(wǎng)絡(luò)帶寬的某站點(diǎn)，其日常流量中平均有512K左右是攻擊行為。那么，即使成功設(shè)置了防火墻后，這512K的攻擊流量依然不會(huì)有絲毫減少。

　　2.防火墻不能抵抗最新的未設(shè)置策略的攻擊漏洞

　　就如殺毒軟件與病毒一樣，總是先出現(xiàn)病毒，殺毒軟件經(jīng)過分析出特征碼后加入到病毒庫(kù)內(nèi)才能查殺。防火墻的各種策略，也是在該攻擊方式經(jīng)過專家分析后給出其特征進(jìn)而設(shè)置的。如果世界上新發(fā)現(xiàn)某個(gè)主機(jī)漏洞的cracker的把第一個(gè)攻擊對(duì)象選中了您的網(wǎng)絡(luò)，那么防火墻也沒有辦法幫到您的。

　　3.防火墻的并發(fā)連接數(shù)限制容易導(dǎo)致?lián)砣蛘咭绯?/p>

　　由于要判斷、處理流經(jīng)防火墻的每一個(gè)包，因此防火墻在某些流量大、并發(fā)請(qǐng)求多的情況下，很容易導(dǎo)致?lián)砣?，成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸影響性能。而當(dāng)防火墻溢出的時(shí)候，整個(gè)防線就如同虛設(shè)，原本被禁止的連接也能從容通過了。

　　4.防火墻對(duì)服務(wù)器合法開放的端口的攻擊大多無法阻止

　　某些情況下，攻擊者利用服務(wù)器提供的服務(wù)進(jìn)行缺陷攻擊。例如利用開放了3389端口取得沒打過sp補(bǔ)丁的win2k的超級(jí)權(quán)限、利用asp程序進(jìn)行腳本攻擊等。由于其行為在防火墻一級(jí)看來是“合理”和“合法”的，因此就被簡(jiǎn)單地放行了。

　　5.防火墻對(duì)待內(nèi)部主動(dòng)發(fā)起連接的攻擊一般無法阻止

　　“外緊內(nèi)松”是一般局域網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。或許一道嚴(yán)密防守的防火墻內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)是一片混亂也有可能。通過社會(huì)工程學(xué)發(fā)送帶木馬的郵件、帶木馬的URL等方式，然后由中木馬的機(jī)器主動(dòng)對(duì)攻擊者連接，將鐵壁一樣的防火墻瞬間破壞掉。另外，防火墻內(nèi)部各主機(jī)間的攻擊行為，防火墻也只有如旁觀者一樣冷視而愛莫能助。

　　6.防火墻本身也會(huì)出現(xiàn)問題和受到攻擊

　　防火墻也是一個(gè)os，也有著其硬件系統(tǒng)和軟件，因此依然有著漏洞和bug。所以其本身也可能受到攻擊和出現(xiàn)軟/硬件方面的故障。

　　7.防火墻不處理病毒

　　不管是funlove病毒也好，還是CIH也好。在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶下載外網(wǎng)的帶毒文件的時(shí)候，防火墻是不為所動(dòng)的(這里的防火墻不是指單機(jī)/企業(yè)級(jí)的殺毒軟件中的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，雖然它們不少都叫“病毒防火墻”)。

　　看到這里，或許您原本心目中的防火墻已經(jīng)被我拉下了神臺(tái)。是的，防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全的重要一環(huán)，但不代表設(shè)置了防火墻就能一定保證網(wǎng)絡(luò)的安全。“真正的安全是一種意識(shí)，而非技術(shù)!”請(qǐng)牢記這句話。

　　不管怎么樣，防火墻仍然有其積極的一面。在構(gòu)建任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的防御工事時(shí)，除了物理上的隔離和目前新近提出的網(wǎng)閘概念外，首要的選擇絕對(duì)是防火墻。那么，怎么選擇需要的防火墻呢?

　　首先大概說一下防火墻的分類。就防火墻(本文的防火墻都指商業(yè)用途的網(wǎng)絡(luò)版防火墻，非個(gè)人使用的那種)的組成結(jié)構(gòu)而言，可分為以下三種：

　　第一種：軟件防火墻

　　軟件防火墻運(yùn)行于特定的計(jì)算機(jī)上，它需要客戶預(yù)先安裝好的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的支持，一般來說這臺(tái)計(jì)算機(jī)就是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。軟件防火墻就象其它的軟件產(chǎn)品一樣需要先在計(jì)算機(jī)上安裝并做好配置才可以使用。防火墻廠商中做網(wǎng)絡(luò)版軟件防火墻最出名的莫過于Checkpoint。使用這類防火墻，需要網(wǎng)管對(duì)所工作的操作系統(tǒng)平臺(tái)比較熟悉。

　　第二種：硬件防火墻

　　這里說的硬件防火墻是指所謂的硬件防火墻。之所以加上"所謂"二字是針對(duì)芯片級(jí)防火墻說的了。它們最大的差別在于是否基于專用的硬件平臺(tái)。目前市場(chǎng)上大多數(shù)防火墻都是這種所謂的硬件防火墻，他們都基于PC架構(gòu)，就是說，它們和普通的家庭用的PC沒有太大區(qū)別。在這些PC架構(gòu)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行一些經(jīng)過裁剪和簡(jiǎn)化的操作系統(tǒng)，最常用的有老版本的Unix、Linux和FreeBSD系統(tǒng)。 值得注意的是，由于此類防火墻采用的依然是別人的內(nèi)核，因此依然會(huì)受到os本身的安全性影響。國(guó)內(nèi)的許多防火墻產(chǎn)品就屬于此類，因?yàn)椴捎玫氖墙?jīng)過裁減內(nèi)核和定制組件的平臺(tái)，因此國(guó)內(nèi)防火墻的某些銷售人員常常吹噓其產(chǎn)品是“專用的os”等等，其實(shí)是一個(gè)概念誤導(dǎo)，下面我們提到的第三種防火墻才是真正的os專用。

　　第三種：芯片級(jí)防火墻

　　它們基于專門的硬件平臺(tái)，沒有操作系統(tǒng)。專有的ASIC芯片促使它們比其他種類的防火墻速度更快，處理能力更強(qiáng)，性能更高。做這類防火墻最出名的廠商莫過于NetScreen.其他的品牌還有FortiNet,算是后起之秀了。這類防火墻由于是專用OS,因此防火墻本身的漏洞比較少，不過價(jià)格相對(duì)比較高昂，所以一般只有在“確實(shí)需要”的情況下才考慮。

　　在這里，特別糾正幾個(gè)不正確的觀念：

　　1.在性能上，芯片級(jí)防火墻>硬件防火墻>軟件防火墻。

　　在價(jià)格上看來，的確倒是如此的關(guān)系。但是性能上卻未必。防火墻的“好”，是看其支持的并發(fā)數(shù)、最大流量等等性能，而不是用軟件硬件來區(qū)分的。事實(shí)上除了芯片級(jí)防火墻外，軟件防火墻與硬件防火墻在硬件上基本是完全一樣的。目前國(guó)內(nèi)的防火墻廠商由于大多采用硬件防火墻而不是軟件防火墻，原因1是考慮到用戶網(wǎng)絡(luò)管理員的素質(zhì)等原因，還有就是基于我國(guó)大多數(shù)民眾對(duì)“看得見的硬件值錢，看不到的軟件不值錢”這樣一種錯(cuò)誤觀點(diǎn)的迎合。不少硬件防火墻廠商大肆詆毀軟件防火墻性能，不外是為了讓自己那加上了外殼的普通pc+一個(gè)被修改后的內(nèi)核+一套防火墻軟件能夠賣出一個(gè)好價(jià)錢來而已。而為什么不作芯片級(jí)防火墻呢?坦白說，國(guó)內(nèi)沒有公司有技術(shù)實(shí)力。而且在中國(guó)市場(chǎng)上來看，某些國(guó)內(nèi)的所謂硬件防火墻的硬件質(zhì)量連diy的兼容機(jī)都比不上?？纯磭?guó)內(nèi)XX的硬件防火墻那拙劣的硬盤和網(wǎng)卡，使用過的人都能猜到是哪家，我就不點(diǎn)名了。真正看防火墻，應(yīng)該看其穩(wěn)定性和性能，而不是用軟、硬來區(qū)分的。至少，如果筆者自己選購(gòu)，我會(huì)選擇購(gòu)買CheckPoint而非某些所謂的硬件防火墻的。

　　2.在效果上，芯片防火墻比其他兩種防火墻好

　　這同樣也是一種有失公允的觀點(diǎn)。事實(shí)上芯片防火墻由于硬件的獨(dú)立，的確在OS本身出漏洞的機(jī)會(huì)上比較少，但是由于其固化，導(dǎo)致在面對(duì)新興的一些攻擊方式時(shí)，無法及時(shí)應(yīng)對(duì);而另外兩種防火墻，則可以簡(jiǎn)單地通過升級(jí)os的內(nèi)核來獲取系統(tǒng)新特性，通過靈活地策略設(shè)置來滿足不斷變化的要求，不過其OS出現(xiàn)漏洞的概率相對(duì)高一些。

　　3.唯技術(shù)指標(biāo)論

　　請(qǐng)以“防火墻買來是使用的”為第一前提進(jìn)行購(gòu)買。防火墻本身的質(zhì)量如何是一回事，是否習(xí)慣使用又是另一回事。如果對(duì)一款產(chǎn)品的界面不熟悉，策略設(shè)置方式不理解，那么即使用世界最頂級(jí)的防火墻也沒有多大作用。就如小說中武林中人無不向往的“倚天劍”、“屠龍刀”被我拿到，肯定也敵不過喬峰赤手的少林長(zhǎng)拳是一般道理。防火墻技術(shù)發(fā)展至今，市場(chǎng)已經(jīng)很成熟了，各類產(chǎn)品的存在，自然有其生存于市場(chǎng)的理由。如何把產(chǎn)品用好，遠(yuǎn)比盲目地比較各類產(chǎn)品好。

　　IDS

　　什么是IDS呢?早期的IDS僅僅是一個(gè)監(jiān)聽系統(tǒng)，在這里，你可以把監(jiān)聽理解成竊聽的意思?；谀壳熬志W(wǎng)的工作方式，IDS可以將用戶對(duì)位于與IDS同一交換機(jī)/HuB的服務(wù)器的訪問、操作全部記錄下來以供分析使用，跟我們常用的widnows操作系統(tǒng)的事件查看器類似。再后來，由于IDS的記錄太多了，所以新一代的IDS提供了將記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，僅僅列出有危險(xiǎn)的一部分記錄，這一點(diǎn)上跟目前windows所用的策略審核上很象;目前新一代的IDS，更是增加了分析應(yīng)用層數(shù)據(jù)的功能，使得其能力大大增加;而更新一代的IDS，就頗有“路見不平，拔刀相助”的味道了，配合上防火墻進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，將IDS分析出有敵意的地址阻止其訪問。

　　就如理論與實(shí)際的區(qū)別一樣，IDS雖然具有上面所說的眾多特性，但在實(shí)際的使用中，目前大多數(shù)的入侵檢測(cè)的接入方式都是采用pass-by方式來偵聽網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流，所以這就限制了IDS本身的阻斷功能，IDS只有靠發(fā)阻斷數(shù)據(jù)包來阻斷當(dāng)前行為，并且IDS的阻斷范圍也很小，只能阻斷建立在TCP基礎(chǔ)之上的一些行為，如Telnet、FTP、HTTP等，而對(duì)于一些建立在UDP基礎(chǔ)之上就無能為力了。因?yàn)榉阑饓Φ牟呗远际鞘孪仍O(shè)置好的，無法動(dòng)態(tài)設(shè)置策略，缺少針對(duì)攻擊的必要的靈活性，不能更好的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全，所以IDS與防火墻聯(lián)動(dòng)的目的就是更有效地阻斷所發(fā)生的攻擊事件，從而使網(wǎng)絡(luò)隱患降至較低限度。

　　接下來，我簡(jiǎn)單介紹一下IDS與防火墻聯(lián)動(dòng)工作原理

　　入侵檢測(cè)系統(tǒng)在捕捉到某一攻擊事件后，按策略進(jìn)行檢查，如果策略中對(duì)該攻擊事件設(shè)置了防火墻阻斷，那么入侵檢測(cè)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)給防火墻一個(gè)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)阻斷策略，防火墻根據(jù)該動(dòng)態(tài)策略中的設(shè)置進(jìn)行相應(yīng)的阻斷，阻斷的時(shí)間、阻斷時(shí)間間隔、源端口、目的端口、源IP和目的IP等信息，完全依照入侵檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出的動(dòng)態(tài)策略來執(zhí)行。一般來說，很多情況下，不少用戶的防火墻與IDS并不是同一家的產(chǎn)品，因此在聯(lián)動(dòng)的協(xié)議上面大都遵從 opsec 或者 topsec協(xié)議進(jìn)行通信，不過也有某些廠家自己開發(fā)相應(yīng)的通信規(guī)范的。目前總得來說，聯(lián)動(dòng)有一定效果，但是穩(wěn)定性不理想，特別是攻擊者利用偽造的包信息，讓IDS錯(cuò)誤判斷，進(jìn)而錯(cuò)誤指揮防火墻將合法的地址無辜屏蔽掉。

　　因?yàn)橹T多不足，在目前而言，IDS主要起的還是監(jiān)聽記錄的作用。用個(gè)比喻來形容：網(wǎng)絡(luò)就好比一片黑暗，到處充滿著危險(xiǎn)，冥冥中只有一個(gè)出口;IDS就象一支手電筒，雖然手電筒不一定能照到正確的出口，但至少有總比沒有要好一些。稱職的網(wǎng)管，可以從IDS中得到一些關(guān)于網(wǎng)絡(luò)使用者的來源和訪問方式，進(jìn)而依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀判斷(注意，的確是主觀判斷。例如用戶連續(xù)ping了服務(wù)器半個(gè)小時(shí)，到底是意圖攻擊，還是無意中的行為?這都依據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員的主觀判斷和網(wǎng)絡(luò)對(duì)安全性的要求來確定對(duì)應(yīng)方式。)對(duì)IDS的選擇，跟上面談到的防火墻的選擇類似，根據(jù)自己的實(shí)際要求和使用習(xí)慣，選擇一個(gè)自己夠用的，會(huì)使用的就足夠了。

　　最后，要說的依然是那句“世界上沒有一種技術(shù)能真正保證絕對(duì)地安全。”安全問題，是從設(shè)備到人，從服務(wù)器上的每個(gè)服務(wù)程序到防火墻、IDS等安全產(chǎn)品的綜合問題;任何一個(gè)環(huán)節(jié)工作，只是邁向安全的步驟。這一講，希望能帶給各位一些我的安全理念，謝謝大家。