第一篇：防火墻的安全性分析論文

軟件學(xué)院

專 科 生 畢 業(yè)

實(shí) 踐 報(bào) 告

題 目： 防火墻的安全性分析

專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 年(班)級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2010 年 03 月 17 日

防火墻的安全性分析

摘要：本文從防火墻的定義、為什么使用防火墻、防火墻的概念、防火墻的功能等方面介紹了防火墻的基本信息；并從防火墻的安全技術(shù)分析、防火墻的基本類型、防火墻的工作原理、防火墻的配置、防火墻的安全措施這五個(gè)方面來對防火墻的安全性進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：黑客，防火墻，網(wǎng)絡(luò)安全

目 錄

引言............................................................................................4

一、防火墻簡介................................................................................4 1.1防火墻的概念..........................................................................4 1.2防火墻出現(xiàn)的背景和意義......................................................5 1.3 防火墻的發(fā)展史.....................................................................5 1.4 防火墻的功能.........................................................................6

二、防火墻的基本類型......................................................................7 2.1 包過濾型.................................................................................7 2.2 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)化型—NAT..........................................................7 2.3 代理型......................................................................................8 2.4 監(jiān)測型......................................................................................8

三、防火墻的工作原理.......................................................................8

3.1相關(guān)術(shù)語...................................................................................8

3.2 防火墻的防御機(jī)理..................................................................9

四、防火墻的配置.............................................................................10

五、防火墻的安全技術(shù)分析.............................................................11

六、防火墻的安全措施.......................................................................14

七、總結(jié).............................................................................................14 致謝.....................................................................................................參考文獻(xiàn).............................................................................................引 言

在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普遍應(yīng)用的今天，人們已經(jīng)不再用腦子去記很多的東西了，而主要記載在計(jì)算機(jī)上或與之相關(guān)機(jī)器上，很多時(shí)候我們只需記載一些密碼便可，也方便查詢。但是，網(wǎng)絡(luò)也是不安全的，很多時(shí)候我們的計(jì)算機(jī)中的信息都有被盜的可能，因此，需要確保我們信息系統(tǒng)安全。以前，我們只需設(shè)置一些復(fù)雜的密碼就可以，但是上網(wǎng)后，黑客們還是能從各種途徑盜取我們的重要信息，包括我們的密碼和各種敏感信息。因此，我們不只要經(jīng)常給系統(tǒng)打補(bǔ)丁，還要有一個(gè)好的防火墻。有防火墻可以更好的防范黑客攻擊。它可以控制端口的連接，將一些危險(xiǎn)的端口屏蔽，防止他人對我們計(jì)算機(jī)的配置信息進(jìn)行掃描；可以防范一些有攻擊性的病毒。因此，給我們的計(jì)算機(jī)安裝強(qiáng)有力的防火墻是很有必要的。我們可以根據(jù)自己愛好或用途選擇防火墻，如天網(wǎng)防火墻，諾頓安全特警，瑞星防火墻等。這里，我將運(yùn)用自己所學(xué)知識，先介紹防火墻出現(xiàn)的背景、意義，防火墻的發(fā)展史，防火墻的概念及其功能。然后從防火墻的類型、工作原理、配置、安全技術(shù)分析及其安全措施對防火墻的安全性進(jìn)行分析。

一、防火墻簡介

1.1防火墻的概念

防火墻是汽車中一個(gè)部件的名稱。在汽車中，利用防火墻把乘客和引擎隔開，以便汽車引擎一旦著火，防火墻不但能保護(hù)乘客安全，而同時(shí)還能讓司機(jī)繼續(xù)控制引擎。

在電腦術(shù)語中，當(dāng)然就不是這個(gè)意思了，我們可以類比來理解，在網(wǎng)絡(luò)中，所謂“防火墻”，是指一種將內(nèi)部網(wǎng)和公眾訪問網(wǎng)分開的方法，它實(shí)際上是一種隔離技術(shù)。防火墻是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)執(zhí)行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數(shù)據(jù)進(jìn)入你的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將你“不同意”的人和數(shù)據(jù)拒之門外，最大限度地阻止網(wǎng)絡(luò)中的黑客來訪問你的網(wǎng)絡(luò)。它可 4 通過監(jiān)測、限制、更改跨越防火墻的數(shù)據(jù)流，盡可能地對外部屏蔽網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的信息、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀況，以此來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)。

在邏輯上，防火墻是一個(gè)分離器，一個(gè)限制器，也是一個(gè)分析器，有效地監(jiān)控了內(nèi)部網(wǎng)和Internet之間的任何活動，保證了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全。

防火墻的優(yōu)點(diǎn)：

（1）防火墻能強(qiáng)化安全策略。

（2）防火墻能有效地記錄Internet上的活動。

（3）防火墻限制暴露用戶點(diǎn)。防火墻能夠用來隔開網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)網(wǎng)段與另一個(gè)網(wǎng)段。這樣，能夠防止影響一個(gè)網(wǎng)段的問題通過整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳播。

（4）防火墻是一個(gè)安全策略的檢查站。所有進(jìn)出的信息都必須通過防火墻，防火墻便成為安全問題的檢查點(diǎn)，使可疑的訪問被拒絕于門外。

1.2防火墻出現(xiàn)的背景和意義

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，人們越來越意識到網(wǎng)絡(luò)的重要性，通過網(wǎng)絡(luò)，分散在各處的計(jì)算機(jī)被網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起。作為網(wǎng)絡(luò)的組成部分，把眾多的計(jì)算機(jī)聯(lián)系在一起，組成一個(gè)局域網(wǎng)，在這個(gè)局域網(wǎng)中，可以在它們之間共享程序、文檔等各種資源；還可以通過網(wǎng)絡(luò)使多臺計(jì)算機(jī)共享同一硬件，如打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等；同時(shí)我們也可以通過網(wǎng)絡(luò)使用計(jì)算機(jī)發(fā)送和接收傳真，方便快捷而且經(jīng)濟(jì)。21世紀(jì)全世界的計(jì)算機(jī)都將通過Internet聯(lián)到一起，信息安全的內(nèi)涵也就發(fā)生了根本的變化。它不僅從一般性的防衛(wèi)變成了一種非常普通的防范，而且還 從一種專門的領(lǐng)域變成了無處不在。信息安全是國家發(fā)展所面臨的一個(gè)重要問題。發(fā)展安全產(chǎn)業(yè)是信息安全保障系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，甚至應(yīng)該看到它對我國未來電子化、信息化的發(fā)展將起到非常重要的作用。

1.3防火墻的發(fā)展史

第一代防火墻：

第一代防火墻技術(shù)幾乎與路由器同時(shí)出現(xiàn)，采用了包過濾（Packet filter）技術(shù)。

第二、三代防火墻：

1989年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墻，即電路層防火墻，同時(shí)提出了第三代防火墻——應(yīng)用層防火墻（代理防火墻）的初步結(jié)構(gòu)。

第四代防火墻：

1992年，USC信息科學(xué)院的BobBraden開發(fā)出了基于動態(tài)包過濾（Dynamic packet filter）技術(shù)的第四代防火墻，后來演變?yōu)槟壳八f的狀態(tài)監(jiān)視（Stateful inspection）技術(shù)。1994年，以色列的CheckPoint公司開發(fā)出了第一個(gè)采用這種技術(shù)的商業(yè)化的產(chǎn)品。第五代防火墻：

1998年，NAI公司推出了一種自適應(yīng)代理（Adaptive proxy）技術(shù)，并在其產(chǎn)品Gauntlet Firewall for NT中得以實(shí)現(xiàn)，給代理類型的防火墻賦予了全新的意義，可以稱之為第五代防火墻。

1.4 防火墻的功能

防火墻最基本的功能就是控制在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，不同信任程度區(qū)域間傳送的數(shù)據(jù)流。典型信任的區(qū)域包括互聯(lián)網(wǎng)(一個(gè)沒有信任的區(qū)域)和一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(一個(gè)高信任的區(qū)域)。最終目標(biāo)是提供受控連通性在不同水平的信任區(qū)域通過安全政策的運(yùn)行和連通性模型之間根據(jù)最少特權(quán)原則。

例如：TCP/IP Port 135~139是 Microsoft Windows 的【網(wǎng)上鄰居】所使用的。如果計(jì)算機(jī)有使用【網(wǎng)上鄰居】的【共享文件夾】，又沒使用任何防火墻相關(guān)的防護(hù)措施的話，就等于把自己的【共享文件夾】公開到Internet，供不特定的任何人有機(jī)會瀏覽目錄內(nèi)的文件。防火墻的主要功能有以下幾點(diǎn)：

①防火墻對流經(jīng)它的網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行掃描，這樣能夠過濾掉一些攻擊，以免其在目標(biāo)計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行。防火墻還可以關(guān)閉不使用的端口。而且它還能禁止特定端口的流出通信，封鎖特洛伊木馬。最后，它可以禁止來自特殊站點(diǎn)的訪問，從而防止來自不明入侵者的所有通信。通過過濾不安全的服務(wù)，防火墻可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)安全和減少子網(wǎng)中主機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

②防火墻能極大地提高一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性，并通過過濾不安全的服務(wù)而降低風(fēng)險(xiǎn)。由于只有經(jīng)過精心選擇的應(yīng)用協(xié)議才能通過防火墻，所以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更安全。防火墻同時(shí)可以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受基于路由的攻擊。

③通過以防火墻為中心的安全方案配置，能將所有安全軟件（如口令、加密、身份認(rèn)證、審計(jì)等）配置在防火墻上。與將網(wǎng)絡(luò)安全問題分散到各個(gè)主機(jī)上相比，防火墻的集中安全管理更經(jīng)濟(jì)。例如在網(wǎng)絡(luò)訪問時(shí)，一次密口令系統(tǒng)和其它的身份認(rèn)證系統(tǒng)完全可以不必分散在各個(gè)主機(jī)上，而集中在防火墻一身上。

如果所有的訪問都經(jīng)過防火墻，那么，防火墻就能記錄下這些訪問并作日志記錄，同時(shí)也能提供網(wǎng)絡(luò)使用情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生可疑動作時(shí)，防火墻能進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱?bào)警，并提供網(wǎng)絡(luò)是否受到監(jiān)測和攻擊的詳細(xì)信息。

⑤除了安全作用，防火墻還支持具有Internet服務(wù)特性的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系VPN（虛擬專用網(wǎng)）。

二、防火墻的基本類型

根據(jù)防火墻所采用的技術(shù)不同,我們可以將它分為四種基本類型:包過濾型、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換—NAT型、代理型和監(jiān)測型。

2.1包過濾型

網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)都是以“包”為單位進(jìn)行傳輸?shù)?數(shù)據(jù)被分割成為一定大小的數(shù)據(jù)包,每一個(gè)數(shù)據(jù)包中都會包含一些特定信息,如數(shù)據(jù)的源地址、目標(biāo)地址、TCP/UDP源端口和目標(biāo)端口等。防火墻通過讀取數(shù)據(jù)包中的地址信息來判斷這些“包”是否來自可信任的安全站點(diǎn) ,一旦發(fā)現(xiàn)來自危險(xiǎn)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)包,防火墻便會將這些數(shù)據(jù)拒之門外。系統(tǒng)管理員也可以根據(jù)實(shí)際情況靈活制訂判斷規(guī)則。

包過濾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是簡單實(shí)用,實(shí)現(xiàn)成本較低,在應(yīng)用環(huán)境比較簡單的情況 7 下,能夠以較小的代價(jià)在一定程度上保證系統(tǒng)的安全。

2.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)化—NAT型

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換是一種用于把IP地址轉(zhuǎn)換成臨時(shí)的、外部的、注冊的IP地址標(biāo)準(zhǔn)。它允許具有私有IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問因特網(wǎng)。它還意味著用戶不許要為其網(wǎng)絡(luò)中每一臺機(jī)器取得注冊的IP地址。

在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過安全網(wǎng)卡訪問外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)映射記錄。系統(tǒng)將外出的源地址和源端口映射為一個(gè)偽裝的地址和端口，讓這個(gè)偽裝的地址和端口通過非安全網(wǎng)卡與外部網(wǎng)絡(luò)連接，這樣對外就隱藏了真實(shí)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址。在外部網(wǎng)絡(luò)通過非安全網(wǎng)卡訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它并不知道內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連接情況，而只是通過一個(gè)開放的IP地址和端口來請求訪問。OLM防火墻根據(jù)預(yù)先定義好的映射規(guī)則來判斷這個(gè)訪問是否安全。當(dāng)符合規(guī)則時(shí)，防火墻認(rèn)為訪問是安全的，可以接受訪問請求，也可以將連接請求映射到不同的內(nèi)部計(jì)算機(jī)中。當(dāng)不符合規(guī)則時(shí)，防火墻認(rèn)為該訪問是不安全的，不能被接受，防火墻將屏蔽外部的連接請求。網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的過程對于用戶來說是透明的，不需要用戶進(jìn)行設(shè)置，用戶只要進(jìn)行常規(guī)操作即可。

2.3代理型

代理型防火墻也稱為代理服務(wù)器,它的安全性要高于包過濾型產(chǎn)品,并已經(jīng)開始向應(yīng)用層發(fā)展。代理服務(wù)器位于客戶機(jī)與服務(wù)器之間,完全阻擋了二者間的數(shù)據(jù)交流。從客戶機(jī)來看,代理服務(wù)器相當(dāng)于一臺真正的服務(wù)器;而從服務(wù)器來看,代理服務(wù)器又是一臺真正的客戶機(jī)。由于外部系統(tǒng)與內(nèi)部服務(wù)器之間沒有直接的數(shù)據(jù)通道,外部的惡意侵害也就很難傷害到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

代理型防火墻的優(yōu)點(diǎn)是安全性較高,可以針對應(yīng)用層進(jìn)行偵測和掃描,對付基于應(yīng)用層的侵入和病毒都十分有效。其缺點(diǎn)是對系統(tǒng)的整體性能有較大的影響,而且代理服務(wù)器必須針對客戶機(jī)可能產(chǎn)生的所有應(yīng)用類型逐一進(jìn)行設(shè)置,大大增加了系統(tǒng)管理的復(fù)雜性。

2.4監(jiān)測型

監(jiān)測型防火墻是新一代的產(chǎn)品,這一技術(shù)實(shí)際已經(jīng)超越了最初的防火墻義。監(jiān)測型防火墻能夠?qū)Ω鲗拥臄?shù)據(jù)進(jìn)行主動的、實(shí)時(shí)的監(jiān)測,在對這些數(shù)據(jù)加以分 8 析的基礎(chǔ)上,監(jiān)測型防火墻能夠有效地判斷出各層中的非法侵入。同時(shí),這種檢測型防火墻產(chǎn)品一般還帶有分布式探測器,這些探測器安置在各種應(yīng)用服務(wù)器和其他網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之中,不僅能夠檢測來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊,同時(shí)對來自內(nèi)部的惡意破壞也有極強(qiáng)的防范作用。

雖然監(jiān)測型防火墻安全性上已超越了包過濾型和代理服務(wù)器型防火墻,但由于監(jiān)測型防火墻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成本較高,也不易管理。

三、防火墻的工作原理

3.1 相關(guān)術(shù)語

①網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)是在兩上設(shè)備之間提供轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)的系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)的范圍可以從互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序如公共網(wǎng)關(guān)接口(CGI)到在兩臺主機(jī)間處理流量的防火墻網(wǎng)關(guān)，這個(gè)術(shù)語是非常常見的。②電路級網(wǎng)關(guān)

電路級網(wǎng)關(guān)用來監(jiān)控受信任的客戶或服務(wù)器與不受信任的主機(jī)間的TCP握手信息，這樣來決定該會話是否合法，電路級網(wǎng)關(guān)是在OSI模型中會話層上來過濾數(shù)據(jù)包，這樣比包過濾防火墻要高兩層。另外，電路級網(wǎng)關(guān)還提供一個(gè)重要的安全功能:網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)移(NAT)將所有公司內(nèi)部的IP地址映射到一個(gè)“安全”的IP地址，這個(gè)地址是由防火墻使用的。③應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)

應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)可以工作在OSI七層模型的任一層上，能夠檢查進(jìn)出的數(shù)據(jù)包，通過網(wǎng)關(guān)復(fù)制傳遞數(shù)據(jù)，防止在受信任服務(wù)器和客戶機(jī)與不受信任的主機(jī)間直接建立聯(lián)系。應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)能夠理解應(yīng)用層上的協(xié)議，能夠做復(fù)雜一些的訪問控制，并做精細(xì)的注冊。通常是在特殊的服務(wù)器上安裝軟件來實(shí)現(xiàn)的。④包過濾

包過濾是處理網(wǎng)絡(luò)上基于packet-by-packet流量的設(shè)備。包過濾設(shè)備允許或阻止包，典型的實(shí)施方法是通過標(biāo)準(zhǔn)的路由器。在上文的防火墻類型中做過介紹。

⑤代理服務(wù)器

代理服務(wù)器代表內(nèi)部客戶端與外部的服務(wù)器通信。代理服務(wù)器這個(gè)術(shù)語通常是指一個(gè)應(yīng)用級的網(wǎng)關(guān)，雖然電路級網(wǎng)關(guān)也可作為代理服務(wù)器的一種。⑥網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(NAT)網(wǎng)絡(luò)地址解釋是對Internet隱藏內(nèi)部地址，防止內(nèi)部地址公開。這一功能可以克服IP尋址方式的諸多限制，完善內(nèi)部尋址模式。把未注冊IP地址映射成合法地址，就可以對Internet進(jìn)行訪問。

3.2防火墻的防御機(jī)理

①包過濾型防火墻：數(shù)據(jù)包過濾技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)層對數(shù)據(jù)包進(jìn)行選擇、過濾，選擇、過濾的標(biāo)準(zhǔn)是以網(wǎng)絡(luò)管理員事先設(shè)置的過濾邏輯(即訪問控制表)為依據(jù)的。防火墻通過檢查數(shù)據(jù)流中每個(gè)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、所用端口號、協(xié)議狀態(tài)等信息，來確定是否允許該數(shù)據(jù)包通過。包過濾型防火墻的優(yōu)點(diǎn)是效率比較高。包過濾（PacketFliter）通常安裝在路由器上，而且大多數(shù)商用路由器都提供了包過濾的功能。包過濾規(guī)則以IP包信息為基礎(chǔ)，對IP源地址、目標(biāo)地址、封裝協(xié)議、端口號等進(jìn)行篩選。包過濾在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行。

②應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)型防火墻：應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)是在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層上建立協(xié)議、實(shí)現(xiàn)過濾和轉(zhuǎn)發(fā)功能的。它針對特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)協(xié)議，采用不同的數(shù)據(jù)過濾邏輯，并在過濾的同時(shí)對數(shù)據(jù)包進(jìn)行必要的分析、登記和統(tǒng)計(jì)，形成報(bào)告，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

特別需要指出的是：應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)型防火墻和包過濾型防火墻有一個(gè)共同的特點(diǎn)，它們僅僅依靠特定的邏輯判定是否允許數(shù)據(jù)包通過。一旦滿足邏輯，則防火墻內(nèi)外的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就建立起直接的聯(lián)系，防火墻外部的用戶便有可能直接了解防火墻內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)，從而使非法訪問和攻擊容易得逞。

③代理服務(wù)型防火墻：代理服務(wù)也稱鏈路級網(wǎng)關(guān)(Circuit Level Gateways)或TCP通道(TCP Tunnels)，也有人將它歸于應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)一類。它是針對包過濾和應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)技術(shù)存在的缺陷而引入的防火墻技術(shù)，其特點(diǎn)是將所有跨越防火墻的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路分為兩段。防火墻內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間應(yīng)用層的“鏈接”由代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，外部計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)鏈路只能到達(dá)代理服務(wù)器，從而起到了隔離防火墻內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用。此外，代理服務(wù)器也對過往的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析、注冊登記，形成報(bào)告。當(dāng)發(fā)現(xiàn)被攻擊跡象時(shí)，代理服務(wù)器會向網(wǎng)絡(luò)管理員發(fā)出警報(bào)。應(yīng) 用級網(wǎng)關(guān)型和代理服務(wù)型防火墻大多是基于主機(jī)的，價(jià)格比較貴，但性能很好，其安裝和使用也比采用數(shù)據(jù)包過濾技術(shù)的防火墻復(fù)雜一些。

四、防火墻的配置

防火墻配置有三種：Dual-homed方式、Screened-host方式和Screened-subnet方式。

Dual-homed方式最簡單。Dual-homedGateway放置在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間，這個(gè)Dual-omedGateway又稱為bastionhost。這種結(jié)構(gòu)成本低，但是它有單點(diǎn)失敗的問題。這種結(jié)構(gòu)沒有增加網(wǎng)絡(luò)安全的自我防衛(wèi)能力，而它往往是受“黑客”攻擊的首選目標(biāo)，它自己一旦被攻破，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也就暴露了。

Screened-host方式中的Screeningrouter為保護(hù)Bastionhost的安全建立了一道屏障。它將所有進(jìn)入的信息先送往Bastionhost，并且只接受來自Bastionhost的數(shù)據(jù)作為出去的數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)依賴Screeningrouter和Bastionhost，只要有一個(gè)失敗，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就暴露了。

Screened-subnet包含兩個(gè)Screeningrouter和兩個(gè)Bastionhost。在公共網(wǎng)絡(luò)和私有網(wǎng)絡(luò)之間構(gòu)成了一個(gè)隔離網(wǎng)，稱之為“停火區(qū)”（DMZ，即DemilitarizedZone）,Bastionhost放置在“?；饏^(qū)”內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)安全性好，只有當(dāng)兩個(gè)安全單元被破壞后，網(wǎng)絡(luò)才被暴露，但是成本也很昂貴。

五、防火墻的安全技術(shù)分析

防火墻產(chǎn)品最難評估的方面是防火墻的安全性能,即防火墻是否能夠有效地阻擋外部入侵。

防火墻技術(shù)是指網(wǎng)絡(luò)之間通過預(yù)定義的安全策略，對內(nèi)外網(wǎng)通信強(qiáng)制實(shí)施訪問控制的安全應(yīng)用措施。它對兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包按照一定的安全策略來實(shí)施檢查，以決定網(wǎng)絡(luò)之間的通信是否被允許，并并監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)。（1）只有正確選用、合理配置防火墻，才能有效發(fā)揮其安全防護(hù)作用

防火墻作為網(wǎng)絡(luò)安全的一種防護(hù)手段，自多種實(shí)現(xiàn)方式。建立合理的防護(hù)系統(tǒng)，配置有效的防火墻應(yīng)遵循這樣四個(gè)基本步驟：

1、風(fēng)險(xiǎn)分析．

2、需求分析：

3、確定安全政策：

4、選擇準(zhǔn)確的防護(hù)手段，并使之與安全政策保持一致。（2）應(yīng)正確評估防火墻的失效狀態(tài)

評價(jià)防火墻性能如何及能否起到安全防護(hù)作用，不僅要看它工作是否正常，能否阻擋或捕捉到惡意攻擊和非法訪問的蛛絲馬跡，而且要看到一旦防火墻被攻破，它的狀態(tài)如何？

按級別來分，它應(yīng)有這樣４種狀態(tài)：

1、未受傷害能夠繼續(xù)正常工作；

2、關(guān)閉并重新啟動，同時(shí)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)；

3、關(guān)閉并禁止所有的數(shù)據(jù)通行；

4、關(guān)閉并允許所有的數(shù)據(jù)通行。

前兩種狀態(tài)比較理想，而第4種最不安全。但是許多防火墻由于沒有條件進(jìn)行失效狀態(tài)測試和驗(yàn)證，無法確定其失效狀態(tài)等級，因此網(wǎng)絡(luò)必然存在安全隱患。防火墻能否起到防護(hù)作用，最根本、最有效的證明方法是對其進(jìn)行測試，甚至站在“黑客”的角度采用各種手段對防火墻進(jìn)行攻擊。然而具體執(zhí)行時(shí)難度較大，原因是：

1、防火墻性能測試目前還是一種很新的技術(shù)，可用的工具和軟件較少。

2、防火墻測試技術(shù)尚不先迸，與防火墻設(shè)計(jì)并非完全吻合，使得測試工作難以達(dá)到既定的效果。

3、選擇“誰”進(jìn)行公正的測試也是一個(gè)問題?？梢姡阑饓Φ男阅軠y試決不是一件簡單的事情，但這種測試又相當(dāng)重要。（3）防火墻必須進(jìn)行動態(tài)維護(hù)

防火墻安裝和投入使用后，并非萬事大吉。要想充分發(fā)揮它的安全防護(hù)作用，必須對它進(jìn)行跟蹤和維護(hù)，商家一旦發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品存在安全漏洞，就會盡快發(fā)布補(bǔ)救產(chǎn)品，此時(shí)應(yīng)盡快確認(rèn)真?zhèn)?防止特洛伊木馬等病毒)，并對防火墻軟件進(jìn)行更新。

（4）非法攻擊防火墻的基本“招數(shù)”

1、通常情況下，有效的攻擊都是從相關(guān)的子網(wǎng)進(jìn)行的。因?yàn)檫@些網(wǎng)址得到了防火墻的信賴，雖說成功與否尚取決于機(jī)遇等其他因素，但對攻擊者而言很值得一試。許多防火墻軟件無法識別數(shù)據(jù)包到底來自哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，因此攻擊者無 12 需表明進(jìn)攻數(shù)據(jù)包的真正來源，只需偽裝IP地址，取得目標(biāo)的信任，使其認(rèn)為來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部即可。IP地址欺騙攻擊正是基于這類防火墻對IP地址缺乏識別和驗(yàn)證的機(jī)制。

通常主機(jī)A與主機(jī)B的TCP連接(中間有或無防火墻)是通過主機(jī)A向主機(jī)B提出請求建立起來的，而其間A和B的確認(rèn)僅僅根據(jù)由主機(jī)A產(chǎn)生并經(jīng)主機(jī)B驗(yàn)證的初始序列號ISN。

具體分三個(gè)步驟：

1．主機(jī)A產(chǎn)生它的ISN，傳送給主機(jī)B，請求建立連接；

2．B接收到來自A的帶有SYN標(biāo)志的ISN后，將自己本身的ISN連同應(yīng)答信息ACK一同返回給A；

3.A再將B傳送來的ISN及應(yīng)答信息ACK返回給B。至此，正常情況，主機(jī)A與B的TCP連接就建立起來了。

IP地址欺騙攻擊的第一步是切斷可信賴主機(jī).這樣可以使用TCP淹沒攻擊，使得信賴主機(jī)處于“自顧不暇”的忙碌狀態(tài)，相當(dāng)于被切斷，這時(shí)目標(biāo)主機(jī)會認(rèn)為信賴主機(jī)出現(xiàn)了故障，只能發(fā)出無法建立連接的RST包而無暇顧及其他。

攻擊者最關(guān)心的是猜測目標(biāo)主機(jī)的ISN。為此，可以利用SMTP的端口(25)，通常它是開放的，郵件能夠通過這個(gè)端口，與目標(biāo)主機(jī)打開一個(gè)TCP連接，因而得到它的ISN。在此有效期間，重復(fù)這一過程若干次，以便能夠猜測和確定ISN的產(chǎn)生和變化規(guī)律，這樣就可以使用被切斷的可信賴主機(jī)的IP地址向目標(biāo)主機(jī)發(fā)出連接請求。

請求發(fā)出后，目標(biāo)主機(jī)會認(rèn)為它是TCP連接的請求者，從而給信賴主機(jī)發(fā)送響應(yīng)(包括SYN)，而信賴主機(jī)目前仍忙于處理Flood淹沒攻擊產(chǎn)生的“合法”請求，因此目標(biāo)主機(jī)不能得到來自于信賴主機(jī)的響應(yīng)。

現(xiàn)在攻擊者發(fā)出回答響應(yīng)，并連同預(yù)測的目標(biāo)主機(jī)的ISN一同發(fā)給目標(biāo)主機(jī)。

隨著不斷地糾正預(yù)測的ISN，攻擊者最終會與目標(biāo)主機(jī)建立一個(gè)會晤。通過這種方式，攻擊者以合法用戶的身份登錄到目標(biāo)主機(jī)而不需進(jìn)一步的確認(rèn)。如果反復(fù)試驗(yàn)使得目標(biāo)主機(jī)能夠接收對網(wǎng)絡(luò)的ROOT登錄，那么就可以完全控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

歸納起來，防火墻安全防護(hù)面臨威脅的幾個(gè)主要原因有：①SOCK的錯誤配置；②不適當(dāng)?shù)陌踩?；③?qiáng)力攻擊；④允許匿名的FTP協(xié)議；⑤允許TFTP協(xié)議；⑥允許Rlogin命令；⑦允許X－Windows或OpenWindows；⑧端口映射；⑨可加載的NFS協(xié)議；⑩允許Win95/NT文件共享。

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

需要特別注意的是，防火墻也可能被內(nèi)部攻擊。因?yàn)榘惭b了防火墻后，隨意訪問被嚴(yán)格禁止了，這樣內(nèi)部人員無法在閑暇的時(shí)間通過Telnet瀏覽郵件或使用FTP向外發(fā)送信息，個(gè)別人會對防火墻不滿進(jìn)而可能攻擊它、破壞它，期望回到從前的狀態(tài)。這里，攻擊的目標(biāo)常常是防火墻或防火墻運(yùn)行的操作系統(tǒng)，因此不僅涉及網(wǎng)絡(luò)安全，還涉及主機(jī)安全問題。

以上分析表明，防火墻的安全防護(hù)性能依賴的因素很多。防火墻并非萬能，它最多只能防護(hù)經(jīng)過其本身的非法訪問和攻擊，而對不經(jīng)防火墻的訪問和攻擊則無能為力。

六、防火墻的安全措施

各種防火墻的安全性能不盡相同，以下是一些一般防火墻的常用安全措施：

1.防電子欺騙術(shù)

防電子欺騙術(shù)功能是保證數(shù)據(jù)包的IP地址與網(wǎng)關(guān)接口相符，防止通過修改IP地址的方法進(jìn)行非授權(quán)訪問。還應(yīng)對可疑信息進(jìn)行鑒別，并向網(wǎng)絡(luò)管理員報(bào)警。

2.網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)移

地址轉(zhuǎn)移是對Internet隱藏內(nèi)部地址，防止內(nèi)部地址公開。這一功能可以克服IP尋址方式的諸多限制，完善內(nèi)部尋址模式。把未注冊IP地址映射成合法地址，就可以對Internet進(jìn)行訪問。3.開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得防火墻與相關(guān)應(yīng)用程序和外部用戶數(shù)據(jù)庫的連接相當(dāng)容易，典型的應(yīng)用程序連接如財(cái)務(wù)軟件包、病毒掃描、登錄分析等。

七、總結(jié)

第二篇：防火墻論文

防火墻技術(shù)論文

姓 名：王田輝 學(xué) 號：2012110438 專 業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程

摘要

本文介紹了防火墻的概念、分類、發(fā)展歷程、工作原理、主要技術(shù)及相關(guān)的特性。防火墻是一種訪問控制技術(shù)，它通過在某個(gè)機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)和不安全的網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置障礙，阻止信息資源的非法訪問。說明了網(wǎng)絡(luò)常見攻擊方式以及防火墻應(yīng)對策略。分析了防火墻技術(shù)在Internet安全上的重要作用，并提出其不足之處 和解決方案。最后展望了防火墻的反戰(zhàn)前景以及技術(shù)方向。

關(guān)鍵字：防火墻；網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)安全；功能；Internet；

Abstract The paper introduces the concept, classification and firewall development course, working principle and main technology and related properties.A firewall is a kind of access control technology, it is through the network and in some institutions unsafe network between obstacles, stop the illegal access to information resources.Explain the network attack mode and common firewall strategies.Analysis on the Internet security firewall technology was proposed, and the important role of the deficiencies and solutions.Finally discussed the prospect and the anti-war firewall technology trends.Key words: firewall, Network, Network security, Function, Internet，目錄

一、防火墻是什么.........................................1

二、防火墻的分類.........................................1

三、防火墻的發(fā)展歷程.....................................1

四、防火墻的工作原理.....................................2

五、防火墻應(yīng)該具備的特性.................................2

六、防火墻主要技術(shù).......................................2

七、常見攻擊方式以及應(yīng)對策略.............................3

八、防火墻的反戰(zhàn)前景以及技術(shù)方向.........................3

九、結(jié)束語...............................................4

十、參考文獻(xiàn).............................................4 現(xiàn)在無論是企業(yè)，還是個(gè)人，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用由單機(jī)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)面臨著大量的安全威脅，其安全問題日益嚴(yán)重，日益成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。在這樣一個(gè)大環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)安全問題凝了人們的注意力，大大小小的企業(yè)紛紛為自己的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)“筑墻”，防病毒與防黑客成為確保企業(yè)信息系統(tǒng)安全的基本手段。因此信息安全，網(wǎng)絡(luò)安全的問題已經(jīng)引起各國，各部門，各行各業(yè)以及每個(gè)計(jì)算機(jī)用戶的充分重視。

一、防火墻是什么

防火墻就是一個(gè)位于計(jì)算機(jī)和它所連接的網(wǎng)絡(luò)之間的軟件。該計(jì)算機(jī)流入流出的所有網(wǎng)絡(luò)通信均要經(jīng)過此防火墻。

二、防火墻的分類

防火墻又大致分為硬件防火墻和軟件防火墻:硬件防火墻是指把防火墻程序做到芯片里面，由硬件執(zhí)行這些功能，能減少CPU的負(fù)擔(dān)，使路由更穩(wěn)定。硬件防火墻一般都有WAN、LAN和DMZ三個(gè)端口，還具有各種安全功能，價(jià)格比較高，企業(yè)以及大型網(wǎng)絡(luò)使用得比較多。軟件防火墻其實(shí)就是安全防護(hù)軟件，比如天網(wǎng)防火墻、金山網(wǎng)鏢、藍(lán)盾防火墻等等。

三、防火墻的發(fā)展歷程

目前的防火墻無論從技術(shù)上還是產(chǎn)品發(fā)展歷程上，都經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。第一代防火墻技術(shù)幾乎與路由器同時(shí)出現(xiàn)，采用了包過濾技術(shù)。1989年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墻，即電路層防火墻，同時(shí)提出了第三代防火墻——應(yīng)用層防火墻（代理防火墻）的初步結(jié)構(gòu)。第四代防火墻是1992年，USC信息科學(xué)院的BobBraden開發(fā)出了基于動態(tài)包過濾技術(shù)的第四代防火墻，后來演變?yōu)槟壳八f的狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)。1994年，以色列的CheckPoint公司開發(fā)出了第一個(gè)采用這種技術(shù)的商業(yè)化的產(chǎn)品。第五代防火墻是1998年，NAI公司推出了一種自適應(yīng)代理技術(shù)，并在其產(chǎn)品Gauntlet Firewall for NT中得以實(shí)現(xiàn)，給代理類型的防火墻賦予了全新的意義。高級應(yīng)用代理的研究，克服速度和安全性之間的矛盾，可以稱之為第五代防火墻。前五代防火墻技術(shù)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是采用逐一匹配方法，計(jì)算量太大。包過濾是對IP包進(jìn)行匹配檢查，狀態(tài)檢測包過濾除了對包進(jìn)行匹配檢查外還要對狀態(tài)信息進(jìn)行匹配檢查，應(yīng)用代理對應(yīng)用協(xié)議和應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配檢查。因此，它們都有一個(gè)共同的缺陷，安全性越高，檢查的越多，效率越低。用一個(gè)定律來描述，就是防火墻的安全性與效率成反比。

四、防火墻的工作原理

天下的防火墻至少都會說兩個(gè)詞：Yes或者No。直接說就是接受或者拒絕。最簡單的防火墻是以太網(wǎng)橋。但幾乎沒有人會認(rèn)為這種原始防火墻能管多大用。大多數(shù)防火墻采用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)可謂五花八門。這些防火墻的形式多種多樣：有的取代系統(tǒng)上已經(jīng)裝備的TCP/IP協(xié)議棧；有的在已有的協(xié)議棧上建立自己的軟件模塊；有的干脆就是獨(dú)立的一套操作系統(tǒng)。還有一些應(yīng)用型的防火墻只對特定類型的網(wǎng)絡(luò)連接提供保護(hù)（比如SMTP或者HTTP協(xié)議等）。還有一些基于硬件的防火墻產(chǎn)品其實(shí)應(yīng)該歸入安全路由器一類。以上的產(chǎn)品都可以叫做防火墻，因?yàn)樗麄兊墓ぷ鞣绞蕉际且粯拥模悍治龀鋈敕阑饓Φ臄?shù)據(jù)包，決定放行還是把他們?nèi)拥揭贿?。所有的防火墻都具有IP地址過濾功能。這項(xiàng)任務(wù)要檢查IP包頭，根據(jù)其IP源地址和目標(biāo)地址作出放行/丟棄決定。

五、防火墻應(yīng)該具備的特性

當(dāng)前的防火墻需要具備如下的技術(shù)、功能、特性，才可以成為企業(yè)用戶歡迎的防火墻產(chǎn)品：

1、安全、成熟、國際領(lǐng)先的特性；

2、具有專有的硬件平臺和操作系統(tǒng)平臺；

3、采用高性能的全狀態(tài)檢測（Stateful Inspection）技術(shù)；

4、具有優(yōu)異的管理功能，提供優(yōu)異的GUI管理界面；

5、支持多種用戶認(rèn)證類型和多種認(rèn)證機(jī)制；

6、需要支持用戶分組，并支持分組認(rèn)證和授權(quán)；

7、支持內(nèi)容過濾；

8、支持動態(tài)和靜態(tài)地址翻譯(NAT；

9、支持高可用性，單臺防火墻的故障不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；

10、支持本地管理和遠(yuǎn)程管理；

11、支持日志管理和對日志的統(tǒng)計(jì)分析；

12、實(shí)時(shí)告警功能，在不影響性能的情況下，支持較大數(shù)量的連接數(shù)；

13、在保持足夠的性能指標(biāo)的前提下，能夠提供盡量豐富的功能；

14、可以劃分很多不同安全級別的區(qū)域，相同安全級別可控制是否相互通訊；

15、支持在線升級；

16、支持虛擬防火墻及對虛擬防火墻的資源限制等功能；

17、防火墻能夠與入侵檢測系統(tǒng)互動。

六、防火墻主要技術(shù)

先進(jìn)的防火墻產(chǎn)品將網(wǎng)關(guān)與安全系統(tǒng)合二為一，具有以下技術(shù)：雙端口或三端口的結(jié)構(gòu)；透明的訪問方式；靈活的代理系統(tǒng)；多級的過濾技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)（NAT）；Internet網(wǎng)關(guān)技術(shù)；安全服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)（SSN）；用戶鑒別與加密；用戶定制服務(wù)；審計(jì)和告警。

七、常見攻擊方式以及應(yīng)對策略

（一）病毒

策略：設(shè)定安全等級，嚴(yán)格阻止系統(tǒng)在未經(jīng)安全檢測的情況下執(zhí)行下載程序；或者通過常用的基于主機(jī)的安全方法來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

（二）口令字

對口令字的攻擊方式有兩種：窮舉和嗅探。窮舉針對來自外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，來猜測防火墻管理的口令字。嗅探針對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)獲取主機(jī)給防火墻的口令字。

策略：設(shè)計(jì)主機(jī)與防火墻通過單獨(dú)接口通信（即專用服務(wù)器端口）、采用一次性口令或禁止直接登錄防火墻。

（三）郵件

來自于郵件的攻擊方式越來越突出，在這種攻擊中，垃圾郵件制造者將一條消息復(fù)制成成千上萬份，并按一個(gè)巨大的電子郵件地址清單發(fā)送這條信息，當(dāng)不經(jīng)意打開郵件時(shí)，惡意代碼即可進(jìn)入。

策略：打開防火墻上的過濾功能，在內(nèi)網(wǎng)主機(jī)上采取相應(yīng)阻止措施。

（四）IP地址

黑客利用一個(gè)類似于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，以“逃過”服務(wù)器檢測，從而進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)達(dá)到攻擊的目的。策略：通過打開內(nèi)核rp_filter功能，丟棄所有來自網(wǎng)絡(luò)外部但卻有內(nèi)部地址的數(shù)據(jù)包；同時(shí)將特定IP地址與MAC綁定，只有擁有相應(yīng)MAC地址的用戶才能使用被綁定的IP地址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問。

八、防火墻的反戰(zhàn)前景以及技術(shù)方向

伴隨著Internet的飛速發(fā)展，防火墻技術(shù)與產(chǎn)品的更新步伐必然會加強(qiáng)，而要全面展望防火墻技術(shù)的發(fā)展幾乎是不可能的。但是，從產(chǎn)品及功能上，卻又可以看出一些動向和趨勢。下面諸點(diǎn)可能是下一步的走向和選擇：

（1)防火墻將從目前對子網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)管理的方式向遠(yuǎn)程上網(wǎng)集中管理的方式發(fā)展。

（2)過濾深度會不斷加強(qiáng)，從目前的地址、服務(wù)過濾，發(fā)展到URL(頁面)過濾、關(guān)鍵字過濾和對ActiveX、Java等的過濾，并逐漸有病毒掃描功能。

（3)利用防火墻建立專用網(wǎng)是較長一段時(shí)間用戶使用的主流，IP的加密需求越來越強(qiáng)，安全協(xié)議的開發(fā)是一大熱點(diǎn)。

（4)單向防火墻(又叫做網(wǎng)絡(luò)二極管)將作為一種產(chǎn)品門類而出現(xiàn)。（5)對網(wǎng)絡(luò)攻擊的檢測和各種告警將成為防火墻的重要功能。（6)安全管理工具不斷完善，特別是可以活動的日志分析工具等將成為防火墻產(chǎn)品中的一部分。 另外值得一提的是，伴隨著防火墻技術(shù)的不斷發(fā)展，人們選擇防火墻的標(biāo)準(zhǔn)將主要集中在易于管理、應(yīng)用透明性、鑒別與加密功能、操作環(huán)境和硬件要求、VPN 的功能與CA的功能、接口的數(shù)量、成本等幾個(gè)方面。幾乎所有接觸網(wǎng)絡(luò)的人都知道網(wǎng)絡(luò)中有一些費(fèi)盡心機(jī)闖入他人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的人，他們利用各種網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的漏洞，非法獲得未授權(quán)的訪問信息。不幸的是如今攻擊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和竊取信息已經(jīng)不需要什么高深的技巧。網(wǎng)絡(luò)中有大量的攻擊工具和攻擊文章等資源，可以任意使用和共享。不需要去了解那些攻擊程序是如何運(yùn)行的，只需要簡單的執(zhí)行就可以給網(wǎng)絡(luò)造成巨大的威脅。甚至部分程序不需要人為的參與，非常智能化的掃描和破壞整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這種情況使得近幾年的攻擊頻率和密度顯著增長，給網(wǎng)絡(luò)安全帶來越來越多的安全隱患

九、結(jié)束語

隨著Internet/Intranet技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題必將愈來愈引起人們的重視。防火墻技術(shù)作為目前用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全措施的一種主要手段，它主要是用來拒絕未經(jīng)授權(quán)用戶的訪問，阻止未經(jīng)授權(quán)用戶存取敏感數(shù)據(jù)，同時(shí)允許合法用戶不受妨礙的訪問網(wǎng)絡(luò)資源。如果使用得當(dāng)，可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)安全。但是沒有一種技術(shù)可以百分之百地解決網(wǎng)絡(luò)上的所有問題，比如防火墻雖然能對來自外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊進(jìn)行有效的保護(hù)，但對于來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊卻無能為力。事實(shí)上60%以上的網(wǎng)絡(luò)安全問題來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。因此網(wǎng)絡(luò)安全單靠防火墻是不夠的，還需要有其它技術(shù)和非技術(shù)因素的考慮，如信息加密技術(shù)、身份驗(yàn)證技術(shù)、制定網(wǎng)絡(luò)法規(guī)、提高網(wǎng)絡(luò)管理人員的安全意識等等。

十、參考文獻(xiàn)

[1] 作者：彭濤.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程 》 機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 作者：IBON.Marshield 《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)白皮書》 艾邦公司資料

[3] 作者：楚狂 等 《網(wǎng)絡(luò)安全與Firewall技術(shù)》 人民郵電出版社 [4] 作者：聶元銘 丘平《網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)》 科學(xué)出版社

第三篇：防火墻論文

河北大學(xué)人民武裝學(xué)院

河北大學(xué)人民武裝學(xué)院2015屆畢業(yè)論文

防火墻安全技術(shù)

河北大學(xué)人民武裝學(xué)院

中 隊(duì)：三十一中隊(duì)

專 業(yè)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

班

級：四班

姓 名：馬偉韜

防火墻安全技術(shù)

摘 要

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，上網(wǎng)的人數(shù)不斷地增大，網(wǎng)上的資源也不斷地增加，網(wǎng)絡(luò)的開放性、共享性、互連程度也隨著擴(kuò)大，所以網(wǎng)絡(luò)的安全問題也是現(xiàn)在注重考慮的問題。本文介紹網(wǎng)絡(luò)安全可行的解決方案——防火墻技術(shù)，防火墻技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的技術(shù)性措施，它實(shí)際上是一種訪問控制技術(shù)，在某個(gè)機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)和不安全的網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置障礙，阻止對信息資源的非法訪問, 也可以使用它阻止保密信息從受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)上被非法輸出。

關(guān)鍵詞：防火墻

網(wǎng)絡(luò)安全

包過濾

狀態(tài)監(jiān)視

應(yīng)用代理

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目 錄

引

言..............................................................................................5

一、防火墻的概念..............................................................................6

二、防火墻的分類..............................................................................7

三、防火墻技術(shù)................................................................................10

四、技術(shù)展望....................................................................................13 結(jié)

論...............................................................................................14 謝

辭............................................................................................15 參考文獻(xiàn)............................................................................................16

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引

言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在當(dāng)今信息化的社會中，我們生活和工作中的許多數(shù)據(jù)、資源與信息都通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來存儲和處理，伴隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展，這些信息都通過網(wǎng)絡(luò)來傳送、接收和處理，所以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在社會生活中的作用越來越大。為了維護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全，人們提出了許多手段和方法，采用防火墻是其中最主要、最核心、最有效的手段之一。防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全政策的有機(jī)組成部分，它通過控制和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換和訪問行為來實(shí)施對網(wǎng)絡(luò)安全的有效管理。

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一、防火墻的概念

近年來，隨著普通計(jì)算機(jī)用戶群的日益增長，“防火墻”一詞已經(jīng)不再是服務(wù)器領(lǐng)域的專署，大部分家庭用戶都知道為自己愛機(jī)安裝各種“防火墻”軟件了。但是，并不是所有用戶都對“防火墻”有所了解的，一部分用戶甚至認(rèn)為，“防火墻”是一種軟件的名稱。

到底什么才是防火墻？它工作在什么位置，起著什么作用？查閱歷史書籍可知，古代構(gòu)筑和使用木制結(jié)構(gòu)房屋的時(shí)候?yàn)榉乐够馂?zāi)的發(fā)生和蔓延，人們將堅(jiān)固的石塊堆砌在房屋周圍作為屏障，這種防護(hù)構(gòu)筑物就被稱為“防火墻”（firewall）。時(shí)光飛梭，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各種攻擊入侵手段也相繼出現(xiàn)了，為了保護(hù)計(jì)算機(jī)的安全，人們開發(fā)出一種能阻止計(jì)算機(jī)之間直接通信的技術(shù)，并沿用了古代類似這個(gè)功能的名字——“防火墻”技術(shù)來源于此。用專業(yè)術(shù)語來說，防火墻是一種位于兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)之間訪問控制的組件集合。對于普通用戶來說，所謂“防火墻”，指的就是一種被放置在自己的計(jì)算機(jī)與外界網(wǎng)絡(luò)之間的防御系統(tǒng)，從網(wǎng)絡(luò)發(fā)往計(jì)算機(jī)的所有數(shù)據(jù)都要經(jīng)過它的判斷處理后，才會決定能不能把這些數(shù)據(jù)交給計(jì)算機(jī)，一旦發(fā)現(xiàn)有害數(shù)據(jù)，防火墻就會攔截下來，實(shí)現(xiàn)了對計(jì)算機(jī)的保護(hù)功能。

防火墻技術(shù)從誕生開始，就在一刻不停的發(fā)展著，各種不同結(jié)構(gòu)不同功能的防火墻，構(gòu)筑成網(wǎng)絡(luò)上的一道道防御大堤。

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二、防火墻的分類

世界上沒有一種事物是唯一的，防火墻也一樣，為了更有效率的對付網(wǎng)絡(luò)上各種不同攻擊手段，防火墻也派分出幾種防御架構(gòu)。根據(jù)物理特性，防火墻分為兩大類，硬件防火墻和軟件防火墻。軟件防火墻是一種安裝在負(fù)責(zé)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器或者獨(dú)立的個(gè)人計(jì)算機(jī)上的特殊程序，它是以邏輯形式存在的，防火墻程序跟隨系統(tǒng)啟動，通過運(yùn)行在ring0級別的特殊驅(qū)動模塊把防御機(jī)制插入系統(tǒng)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的處理部分和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備驅(qū)動之間，形成一種邏輯上的防御體系。

在沒有軟件防火墻之前，系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備之間的通道是直接的，網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序接口（network driver interface specification，ndis）把網(wǎng)絡(luò)上傳來的各種報(bào)文都忠實(shí)的交給系統(tǒng)處理，例如一臺計(jì)算機(jī)接收到請求列出機(jī)器上所有共享資源的數(shù)據(jù)報(bào)文，ndis直接把這個(gè)報(bào)文提交給系統(tǒng)，系統(tǒng)在處理后就會返回相應(yīng)數(shù)據(jù)，在某些情況下就會造成信息泄漏。而使用軟件防火墻后，盡管ndis接收到仍然的是原封不動的數(shù)據(jù)報(bào)文，但是在提交到系統(tǒng)的通道上多了一層防御機(jī)制，所有數(shù)據(jù)報(bào)文都要經(jīng)過這層機(jī)制根據(jù)一定的規(guī)則判斷處理，只有它認(rèn)為安全的數(shù)據(jù)才能到達(dá)系統(tǒng)，其他數(shù)據(jù)則被丟棄。因?yàn)橛幸?guī)則提到“列出共享資源的行為是危險(xiǎn)的”，因此在防火墻的判斷下，這個(gè)報(bào)文會被丟棄，這樣一來，系統(tǒng)接收不到報(bào)文，則認(rèn)為什么事情也沒發(fā)生過，也就不會把信息泄漏出去了。

軟件防火墻工作于系統(tǒng)接口與ndis之間，用于檢查過濾由ndis發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，在無需改動硬件的前提下便能實(shí)現(xiàn)一定強(qiáng)度的安全保障，但是由于軟件防火墻自身屬于運(yùn)行于系統(tǒng)上的程序，不可避免的需要占用一部分cpu資源維持工作，而且由于數(shù)據(jù)判斷處理需要一定的時(shí)間，在一些數(shù)據(jù)流量大的網(wǎng)絡(luò)里，軟件防火墻會使整個(gè)系統(tǒng)工作效率和數(shù)據(jù)吞吐速度下降，甚至有些軟件防火墻會存在漏洞，導(dǎo)致有害數(shù)據(jù)可以繞過它的防御體系，給數(shù)據(jù)安全帶來損失，因此，許多企業(yè)并不會考慮用軟件防火墻方案作為公司網(wǎng)絡(luò)的防御措施，而是使用看得見摸得著的硬件防火墻。

硬件防火墻是一種以物理形式存在的專用設(shè)備，通常架設(shè)于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的駁接處，直接從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上檢查過濾有害的數(shù)據(jù)報(bào)文，位于防火墻設(shè)備后端的網(wǎng)絡(luò)或者服務(wù)器接收到的是經(jīng)過防火墻處理的相對安全的數(shù)據(jù)，不必另外分出cpu資源去進(jìn)行基于軟件架構(gòu)的ndis數(shù)據(jù)檢測，可以大大提高工作效率。

硬件防火墻一般是通過網(wǎng)線連接于外部網(wǎng)絡(luò)接口與內(nèi)部服務(wù)器或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的設(shè)備，這里又另外派分出兩種結(jié)構(gòu)，一種是普通硬件級別防火墻，它擁有標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的硬件平臺和一些功能經(jīng)過簡化處理的unix系列操作系統(tǒng)和防火墻軟件，這種防火墻措施相當(dāng)于專門拿出一臺計(jì)算機(jī)安裝了軟件防火墻，除了不需要處理其他事務(wù)以外，它畢竟還是一般的操作系統(tǒng)，因此有可能會存在漏洞和不穩(wěn)定因

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素，安全性并不能做到最好；另一種是所謂的“芯片”級硬件防火墻，它采用專門設(shè)計(jì)的硬件平臺，在上面搭建的軟件也是專門開發(fā)的，并非流行的操作系統(tǒng)，因而可以達(dá)到較好的安全性能保障。但無論是哪種硬件防火墻，管理員都可以通過計(jì)算機(jī)連接上去設(shè)置工作參數(shù)。由于硬件防火墻的主要作用是把傳入的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行過濾處理后轉(zhuǎn)發(fā)到位于防火墻后面的網(wǎng)絡(luò)中，因此它自身的硬件規(guī)格也是分檔次的，盡管硬件防火墻已經(jīng)足以實(shí)現(xiàn)比較高的信息處理效率，但是在一些對數(shù)據(jù)吞吐量要求很高的網(wǎng)絡(luò)里，檔次低的防火墻仍然會形成瓶頸，所以對于一些大企業(yè)而言，芯片級的硬件防火墻才是他們的首選。

有人也許會這么想，既然pc架構(gòu)的防火墻也不過如此，那么購買這種防火墻還不如自己找技術(shù)人員專門騰出一臺計(jì)算機(jī)來做防火墻方案了。雖然這樣做也是可以的，但是工作效率并不能和真正的pc架構(gòu)防火墻相比，因?yàn)閜c架構(gòu)防火墻采用的是專門修改簡化過的系統(tǒng)和相應(yīng)防火墻程序，比一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件防火墻更高度緊密集合，而且由于它的工作性質(zhì)決定了它要具備非常高的穩(wěn)定性、實(shí)用性和非常高的系統(tǒng)吞吐性能，這些要求并不是安裝了多網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)就能簡單替代的，因此pc架構(gòu)防火墻雖然是與計(jì)算機(jī)差不多的配置，價(jià)格卻相差很大。

現(xiàn)實(shí)中我們往往會發(fā)現(xiàn)，并非所有企業(yè)都架設(shè)了芯片級硬件防火墻，而是用pc架構(gòu)防火墻甚至前面提到的計(jì)算機(jī)替代方案支撐著，為什么？這大概就是硬件防火墻最顯著的缺點(diǎn)了：它太貴了！購進(jìn)一臺pc架構(gòu)防火墻的成本至少都要幾千元，高檔次的芯片級防火墻方案更是在十萬元以上，這些價(jià)格并非是小企業(yè)所能承受的，而且對于一般家庭用戶而言，自己的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全也無需專門用到一個(gè)硬件設(shè)備去保護(hù)，何況為一臺防火墻投入的資金足以讓用戶購買更高檔的電腦了，因而廣大用戶只要安裝一種好用的軟件防火墻就夠了。

為防火墻分類的方法很多，除了從形式上把它分為軟件防火墻和硬件防火墻以外，還可以從技術(shù)上分為“包過濾型”、“應(yīng)用代理型”和“狀態(tài)監(jiān)視”三類；從結(jié)構(gòu)上又分為單一主機(jī)防火墻、路由集成式防火墻和分布式防火墻三種；按工作位置分為邊界防火墻、個(gè)人防火墻和混合防火墻；按防火墻性能分為百兆級防火墻和千兆級防火墻兩類??雖然看似種類繁多，但這只是因?yàn)闃I(yè)界分類方法不同罷了，例如一臺硬件防火墻就可能由于結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)吞吐量和工作位置而規(guī)劃為“百兆級狀態(tài)監(jiān)視型邊界防火墻”，因此這里主要介紹的是技術(shù)方面的分類，即“包過濾型”、“應(yīng)用代理型”和“狀態(tài)監(jiān)視型”防火墻技術(shù)。

那么，那些所謂的“邊界防火墻”、“單一主機(jī)防火墻”又是什么概念呢？所謂“邊界”，就是指兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的接口處，工作于此的防火墻就被稱為“邊界防火墻”；與之相對的有“個(gè)人防火墻”，它們通常是基于軟件的防火墻，只處理一臺計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)而不是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在一般家庭用戶使用的軟件防火墻就是這個(gè)分類了。而“單一主機(jī)防火墻”呢，就是我們最常見的一臺臺硬件防火墻

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了；一些廠商為了節(jié)約成本，直接把防火墻功能嵌進(jìn)路由設(shè)備里，就形成了路由集成式防火墻。

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三、防火墻技術(shù)

傳統(tǒng)意義上的防火墻技術(shù)分為三大類。

1.“包過濾”（packet filtering）、據(jù)都在于過濾規(guī)則的實(shí)施，但是偏又不能滿足建立精細(xì)規(guī)則的要求（規(guī)則數(shù)量和防火墻性能成反比），而且它只能工作于網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，并不能判斷高級協(xié)議里的數(shù)據(jù)是否有害，但是由于它廉價(jià)，容易實(shí)現(xiàn)，所以它依然服役在各種領(lǐng)域，在技術(shù)人員頻繁的設(shè)置下為我們工作著。

2.應(yīng)用代理技術(shù)

由于包過濾技術(shù)無法提供完善的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，而且一些特殊的報(bào)文攻擊僅僅使用過濾的方法并不能消除危害（如syn攻擊、icmp洪水等），因此人們需要一種更全面的防火墻保護(hù)技術(shù)，在這樣的需求背景下，采用“應(yīng)用代理”（application proxy）技術(shù)的防火墻誕生了。我們的讀者還記得“代理”的概念嗎？代理服務(wù)器作為一個(gè)為用戶保密或者突破訪問限制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道，在網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用廣泛。我們都知道，一個(gè)完整的代理設(shè)備包含一個(gè)服務(wù)端和客戶端，服務(wù)端接收來自用戶的請求，調(diào)用自身的客戶端模擬一個(gè)基于用戶請求的連接到目標(biāo)服務(wù)器，再把目標(biāo)服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給用戶，完成一次代理工作過程。那么，如果在一臺代理設(shè)備的服務(wù)端和客戶端之間連接一個(gè)過濾措施呢？這樣的思想便造就了“應(yīng)用代理”防火墻，這種防火墻實(shí)際上就是一臺小型的帶有數(shù)據(jù)檢測過濾功能的透明代理服務(wù)器（transparent proxy），但是它并不是單純的在一個(gè)代理設(shè)備中嵌入包過濾技術(shù)，而是一種被稱為“應(yīng)用協(xié)議分析”（application protocol analysis）的新技術(shù)。

“應(yīng)用協(xié)議分析”技術(shù)工作在osi模型的最高層——應(yīng)用層上，在這一層里能接觸到的所有數(shù)據(jù)都是最終形式，也就是說，防火墻“看到”的數(shù)據(jù)和我們看到的是一樣的，而不是一個(gè)個(gè)帶著地址端口協(xié)議等原始內(nèi)容的數(shù)據(jù)包，因而它可以實(shí)現(xiàn)更高級的數(shù)據(jù)檢測過程。整個(gè)代理防火墻把自身映射為一條透明線路，在用戶方面和外界線路看來，它們之間的連接并沒有任何阻礙，但是這個(gè)連接的數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)際上是經(jīng)過了代理防火墻轉(zhuǎn)向的，當(dāng)外界數(shù)據(jù)進(jìn)入代理防火墻的客戶端時(shí)，“應(yīng)用協(xié)議分析”模塊便根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議處理這個(gè)數(shù)據(jù)，通過預(yù)置的處理規(guī)則（沒錯，又是規(guī)則，防火墻離不開規(guī)則）查詢這個(gè)數(shù)據(jù)是否帶有危害，由于這一層面對的已經(jīng)不再是組合有限的報(bào)文協(xié)議，甚至可以識別類似于“get /sql.asp?id=1 and 1”的數(shù)據(jù)內(nèi)容，所以防火墻不僅能根據(jù)數(shù)據(jù)層提供的信息判斷數(shù)據(jù)，更能像管理員分析服務(wù)器日志那樣“看”內(nèi)容辨危害。而且由于工作在應(yīng)用層，防火墻還可以實(shí)現(xiàn)雙向限制，在過濾外部網(wǎng)絡(luò)有害數(shù)據(jù)的同時(shí)也監(jiān)控著內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的信息，管理員可以配置防火墻實(shí)現(xiàn)一個(gè)身份驗(yàn)證和連接時(shí)限的

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功能，進(jìn)一步防止內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息泄漏的隱患。最后，由于代理防火墻采取是代理機(jī)制進(jìn)行工作，內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信都需先經(jīng)過代理服務(wù)器審核，通過后再由代理服務(wù)器連接，根本沒有給分隔在內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)兩邊的計(jì)算機(jī)直接會話的機(jī)會，可以避免入侵者使用“數(shù)據(jù)驅(qū)動”攻擊方式（一種能通過包過濾技術(shù)防火墻規(guī)則的數(shù)據(jù)報(bào)文，但是當(dāng)它進(jìn)入計(jì)算機(jī)處理后，卻變成能夠修改系統(tǒng)設(shè)置和用戶數(shù)據(jù)的惡意代碼）滲透內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可以說，“應(yīng)用代理”是比包過濾技術(shù)更完善的防火墻技術(shù)。

但是，似乎任何東西都不可能逃避“墨菲定律”的規(guī)則，代理型防火墻的結(jié)構(gòu)特征偏偏正是它的最大缺點(diǎn)，由于它是基于代理技術(shù)的，通過防火墻的每個(gè)連接都必須建立在為之創(chuàng)建的代理程序進(jìn)程上，而代理進(jìn)程自身是要消耗一定時(shí)間的，更何況代理進(jìn)程里還有一套復(fù)雜的協(xié)議分析機(jī)制在同時(shí)工作，于是數(shù)據(jù)在通過代理防火墻時(shí)就不可避免的發(fā)生數(shù)據(jù)遲滯現(xiàn)象，換個(gè)形象的說法，每個(gè)數(shù)據(jù)連接在經(jīng)過代理防火墻時(shí)都會先被請進(jìn)保安室喝杯茶搜搜身再繼續(xù)趕路，而保安的工作速度并不能很快。代理防火墻是以犧牲速度為代價(jià)換取了比包過濾防火墻更高的安全性能，在網(wǎng)絡(luò)吞吐量不是很大的情況下，也許用戶不會察覺到什么，然而到了數(shù)據(jù)交換頻繁的時(shí)刻，代理防火墻就成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，而且一旦防火墻的硬件配置支撐不住高強(qiáng)度的數(shù)據(jù)流量而發(fā)生罷工，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可能就會因此癱瘓了。所以，代理防火墻的普及范圍還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及包過濾型防火墻，而在軟件防火墻方面更是幾乎沒見過類似產(chǎn)品了——單機(jī)并不具備代理技術(shù)所需的條件，所以就目前整個(gè)龐大的軟件防火墻市場來說，代理防火墻很難有立足之地。

3.狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)

這是繼“包過濾”技術(shù)和“應(yīng)用代理”技術(shù)后發(fā)展的防火墻技術(shù)，它是checkpoint技術(shù)公司在基于“包過濾”原理的“動態(tài)包過濾”技術(shù)發(fā)展而來的，與之類似的有其他廠商聯(lián)合發(fā)展的“深度包檢測”（deep packet inspection）技術(shù)。這種防火墻技術(shù)通過一種被稱為“狀態(tài)監(jiān)視”的模塊，在不影響網(wǎng)絡(luò)安全正常工作的前提下采用抽取相關(guān)數(shù)據(jù)的方法對網(wǎng)絡(luò)通信的各個(gè)層次實(shí)行監(jiān)測，并根據(jù)各種過濾規(guī)則作出安全決策。

“狀態(tài)監(jiān)視”（stateful inspection）技術(shù)在保留了對每個(gè)數(shù)據(jù)包的頭部、協(xié)議、地址、端口、類型等信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展了“會話過濾”（session filtering）功能，在每個(gè)連接建立時(shí)，防火墻會為這個(gè)連接構(gòu)造一個(gè)會話狀態(tài)，里面包含了這個(gè)連接數(shù)據(jù)包的所有信息，以后這個(gè)連接都基于這個(gè)狀態(tài)信息進(jìn)行，這種檢測的高明之處是能對每個(gè)數(shù)據(jù)包的內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)視，一旦建立了一個(gè)會話狀態(tài)，則此后的數(shù)據(jù)傳輸都要以此會話狀態(tài)作為依據(jù)，例如一個(gè)連接的數(shù)據(jù)包源端口是8000，那么在以后的數(shù)據(jù)傳輸過程里防火墻都會審核這個(gè)包的源端口還是不是8000，否則這個(gè)數(shù)據(jù)包就被攔截，而且會話狀態(tài)的保留是有時(shí)間

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限制的，在超時(shí)的范圍內(nèi)如果沒有再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這個(gè)會話狀態(tài)就會被丟棄。狀態(tài)監(jiān)視可以對包內(nèi)容進(jìn)行分析，從而擺脫了傳統(tǒng)防火墻僅局限于幾個(gè)包頭部信息的檢測弱點(diǎn)，而且這種防火墻不必開放過多端口，進(jìn)一步杜絕了可能因?yàn)殚_放端口過多而帶來的安全隱患。

由于狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)相當(dāng)于結(jié)合了包過濾技術(shù)和應(yīng)用代理技術(shù)，因此是最先進(jìn)的，但是由于實(shí)現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中還不能做到真正的完全有效的數(shù)據(jù)安全檢測，而且在一般的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)上很難設(shè)計(jì)出基于此技術(shù)的完善防御措施（市面上大部分軟件防火墻使用的其實(shí)只是包過濾技術(shù)加上一點(diǎn)其他新特性而已）。

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四、技術(shù)展望

在混合攻擊肆虐的時(shí)代，單一功能的防火墻遠(yuǎn)不能滿足業(yè)務(wù)的需要，而具備多種安全功能，基于應(yīng)用協(xié)議層防御、低誤報(bào)率檢測、高可靠高性能平臺和統(tǒng)一組件化管理的技術(shù)，優(yōu)勢將得到越來越多的體現(xiàn)，UTM（UnifiedThreatManagement，統(tǒng)一威脅管理）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

從概念的定義上看，UTM既提出了具體產(chǎn)品的形態(tài)，又涵蓋了更加深遠(yuǎn)的邏輯范疇。從定義的前半部分來看，很多廠商提出的多功能安全網(wǎng)關(guān)、綜合安全網(wǎng)關(guān)、一體化安全設(shè)備都符合UTM的概念；而從后半部分來看，UTM的概念還體現(xiàn)了經(jīng)過多年發(fā)展之后，信息安全行業(yè)對安全管理的深刻理解以及對安全產(chǎn)品可用性、聯(lián)動能力的深入研究。

由于UTM設(shè)備是串聯(lián)接入的安全設(shè)備，因此UTM設(shè)備本身必須具備良好的性能和高可靠性，同時(shí)，UTM在統(tǒng)一的產(chǎn)品管理平臺下，集防火墻、VPN、網(wǎng)關(guān)防病毒、IPS、拒絕服務(wù)攻擊等眾多產(chǎn)品功能于一體，實(shí)現(xiàn)了多種防御功能，因此，向UTM方向演進(jìn)將是防火墻的發(fā)展趨勢。UTM設(shè)備應(yīng)具備以下特點(diǎn)。

（1）網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議層防御。防火墻作為簡單的第二到第四層的防護(hù)，主要針對像IP、端口等靜態(tài)的信息進(jìn)行防護(hù)和控制，但是真正的安全不能只停留在底層，我們需要構(gòu)建一個(gè)更高、更強(qiáng)、更可靠的墻，除了傳統(tǒng)的訪問控制之外，還需要對垃圾郵件、拒絕服務(wù)、黑客攻擊等外部威脅起到綜合檢測和治理的作用，實(shí)現(xiàn)七層協(xié)議的保護(hù)，而不僅限于第二到第四層。

（2）通過分類檢測技術(shù)降低誤報(bào)率。串聯(lián)接入的網(wǎng)關(guān)設(shè)備一旦誤報(bào)過高，將會對用戶帶來災(zāi)難性的后果。IPS理念在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)被提出，但是目前全世界對IPS的部署非常有限，影響其部署的一個(gè)重要問題就是誤報(bào)率。分類檢測技術(shù)可以大幅度降低誤報(bào)率，針對不同的攻擊，采取不同的檢測技術(shù)，比如防拒絕服務(wù)攻擊、防蠕蟲和黑客攻擊、防垃圾郵件攻擊等，從而顯著降低誤報(bào)率。

（3）有高可靠性、高性能的硬件平臺支撐。

（4）一體化的統(tǒng)一管理。由于UTM設(shè)備集多種功能于一身，因此，它必須具有能夠統(tǒng)一控制和管理的平臺，使用戶能夠有效地管理。這樣，設(shè)備平臺可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并具有可擴(kuò)展性，用戶可在統(tǒng)一的平臺上進(jìn)行組件管理，同時(shí)，一體化管理也能消除信息產(chǎn)品之間由于無法溝通而帶來的信息孤島，從而在應(yīng)對各種各樣攻擊威脅的時(shí)候，能夠更好地保障用戶的網(wǎng)絡(luò)安全。

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結(jié)

論

隨著Internet/Intranet技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題必將愈來愈引起人們的重視。防火墻技術(shù)作為目前用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全措施的一種主要手段，它主要是用來拒絕未經(jīng)授權(quán)用戶的訪問，阻止未經(jīng)授權(quán)用戶存取敏感數(shù)據(jù)，同時(shí)允許合法用戶不受妨礙的訪問網(wǎng)絡(luò)資源。如果使用得當(dāng)，可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)安全。但是沒有一種技術(shù)可以百分之百地解決網(wǎng)絡(luò)上的所有問題，比如防火墻雖然能對來自外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊進(jìn)行有效的保護(hù)，但對于來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊卻無能為力。事實(shí)上60%以上的網(wǎng)絡(luò)安全問題來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。因此網(wǎng)絡(luò)安全單靠防火墻是不夠的，還需要有其它技術(shù)和非技術(shù)因素的考慮，如信息加密技術(shù)、身份驗(yàn)證技術(shù)、制定網(wǎng)絡(luò)法規(guī)、提高網(wǎng)絡(luò)管理人員的安全意識等等。

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謝

辭

在此我要感謝我的專業(yè)老師，是你的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的老師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。

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第四篇：防火墻論文（范文）

現(xiàn)在無論是企業(yè)，還是個(gè)人，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用由單機(jī)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)面臨著大量的安全威脅，其安全問題日益嚴(yán)重，日益成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。在這樣一個(gè)大環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)安全問題凝了人們的注意力，大大小小的企業(yè)紛紛為自己的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)“筑墻”，防病毒與防黑客成為確保企業(yè)信息系統(tǒng)安全的基本手段。因此信息安全，網(wǎng)絡(luò)安全的問題已經(jīng)引起各國，各部門，各行各業(yè)以及每個(gè)計(jì)算機(jī)用戶的充分重視。

防火墻是什么 所謂“防火墻”，是指一種將內(nèi)部網(wǎng)和公眾訪問網(wǎng)(如Internet)分開的方法，它實(shí)際上是一種隔離技術(shù)。防火墻是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)執(zhí)行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數(shù)據(jù)進(jìn)入你的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將你“不同意”的人和數(shù)據(jù)拒之門外，最大限度地阻止網(wǎng)絡(luò)中的黑客來訪問你的網(wǎng)絡(luò)。換句話說，如果不通過防火墻，公司內(nèi)部的人就無法訪問Internet，Internet上的人也無法和公司內(nèi)部的人進(jìn)行通信。

防火墻的發(fā)展歷程

目前的防火墻無論從技術(shù)上還是產(chǎn)品發(fā)展歷程上，都經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。第一代防火墻技術(shù)幾乎與路由器同時(shí)出現(xiàn)，采用了包過濾技術(shù)。1989年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墻，即電路層防火墻，同時(shí)提出了第三代防火墻——應(yīng)用層防火墻（代理防火墻）的初步結(jié)構(gòu)。第四代防火墻是1992年，USC信息科學(xué)院的BobBraden開發(fā)出了基于動態(tài)包過濾技術(shù)的第四代防火墻，后來演變?yōu)槟壳八f的狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)。1994年，以色列的CheckPoint公司開發(fā)出了第一個(gè)采用這種技術(shù)的商業(yè)化的產(chǎn)品。第五代防火墻是1998年，NAI公司推出了一種自適應(yīng)代理技術(shù)，并在其產(chǎn)品Gauntlet Firewall for NT中得以實(shí)現(xiàn)，給代理類型的防火墻賦予了全新的意義。高級應(yīng)用代理的研究，克服速度和安全性之間的矛盾，可以稱之為第五代防火墻。前五代防火墻技術(shù)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是采用逐一匹配方法，計(jì)算量太大。包過濾是對IP包進(jìn)行匹配檢查，狀態(tài)檢測包過濾除了對包進(jìn)行匹配檢查外還要對狀態(tài)信息進(jìn)行匹配檢查，應(yīng)用代理對應(yīng)用協(xié)議和應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配檢查。因此，它們都有一個(gè)共同的缺陷，安全性越高，檢查的越多，效率越低。用一個(gè)定律來描述，就是防火墻的安全性與效率成反比。

2、防火墻的類型和各個(gè)類型的特點(diǎn)及原理防火墻的類型有個(gè)人防火墻、網(wǎng)絡(luò)層防火墻、應(yīng)用層防火墻。

3、.1、個(gè)人防火墻個(gè)人防火墻是防止您電腦中的信息被外部侵襲的一項(xiàng)技術(shù)，在您的系統(tǒng)中監(jiān)控、阻止任何未經(jīng)授權(quán)允許的數(shù)據(jù)進(jìn)入或發(fā)出到互聯(lián)網(wǎng)及其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。個(gè)人防火墻產(chǎn)品如著名Symantec公司的諾頓、Network Ice公司的BlackIce Defender、McAfee公司的思科及Zone Lab的 free ZoneAlarm 等，都能幫助您對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控及管理，防止特洛伊木馬、spy-ware 等病毒程序通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入您的電腦或在您未知情況下向外部擴(kuò)散。這些軟件都能夠獨(dú)立運(yùn)行于整個(gè)系統(tǒng)中或針對對個(gè)別程序、項(xiàng)目，所以在使用時(shí)十分方便及實(shí)用。4、2.2、5、網(wǎng)絡(luò)層防火墻網(wǎng)絡(luò)層防火墻可視為一種 IP 封包過濾器，運(yùn)作在底層的 TCP/IP 協(xié)議堆棧上。我們可以以枚舉的方式，只允許符合特定規(guī)則的封包通過，其余的一概禁止穿越防火墻。這些規(guī)則通?？梢越?jīng)由管理員定義或修改，不過某些防火墻設(shè)備可能只能套用內(nèi)置的規(guī)則。6、2.3、應(yīng)用層防火墻

應(yīng)用層防火墻是在 TCP/IP 堆棧的“應(yīng)用層”上運(yùn)作，您使用瀏覽器時(shí)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流或是使用 FTP 時(shí)的數(shù)據(jù)流都是屬于這一層。應(yīng)用層防火墻可以攔截進(jìn)出某應(yīng)用程序的所有封包，并且封鎖其他的封包(通常是直接將封包丟棄)。理論上，這一類的防火墻可以完全阻絕外部的數(shù)據(jù)流進(jìn)到受保護(hù)的機(jī)器里。防火墻的工作原理

天下的防火墻至少都會說兩個(gè)詞：Yes或者No。直接說就是接受或者拒絕。最簡單的防火墻是以太網(wǎng)橋。但幾乎沒有人會認(rèn)為這種原始防火墻能管多大用。大多數(shù)防火墻采用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)可謂五花八門。這些防火墻的形式多種多樣：有的取代系統(tǒng)上已經(jīng)裝備的TCP/IP協(xié)議棧；有的在已有的協(xié)議棧上建立自己的軟件模塊；有的干脆就是獨(dú)立的一套操作系統(tǒng)。還有一些應(yīng)用型的防火墻只對特定類型的網(wǎng)絡(luò)連接提供保護(hù)（比如SMTP或者HTTP協(xié)議等）。還有一些基于硬件的防火墻產(chǎn)品其實(shí)應(yīng)該歸入安全路由器一類。以上的產(chǎn)品都可以叫做防火墻，因?yàn)樗麄兊墓ぷ鞣绞蕉际且粯拥模悍治龀鋈敕阑饓Φ臄?shù)據(jù)包，決定放行還是把他們?nèi)拥揭贿叀Ｋ械姆阑饓Χ季哂蠭P地址過濾功能。這項(xiàng)任務(wù)要檢查IP包頭，根據(jù)其IP源地址和目標(biāo)地址作出放行/丟棄決定。

防火墻主要技術(shù)

先進(jìn)的防火墻產(chǎn)品將網(wǎng)關(guān)與安全系統(tǒng)合二為一，具有以下技術(shù)：雙端口或三端口的結(jié)構(gòu)；透明的訪問方式；靈活的代理系統(tǒng)；多級的過濾技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)（NAT）；Internet網(wǎng)關(guān)技術(shù)；安全服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)（SSN）；用戶鑒別與加密；用戶定制服務(wù)；審計(jì)和告警。

常見攻擊方式以及應(yīng)對策略 1 病毒

策略：設(shè)定安全等級，嚴(yán)格阻止系統(tǒng)在未經(jīng)安全檢測的情況下執(zhí)行下載程序；或者通過常用的基于主機(jī)的安全方法來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)?？诹钭?/p>

對口令字的攻擊方式有兩種：窮舉和嗅探。窮舉針對來自外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，來猜測防火墻管理的口令字。嗅探針對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)獲取主機(jī)給防火墻的口令字。

策略：設(shè)計(jì)主機(jī)與防火墻通過單獨(dú)接口通信（即專用服務(wù)器端口）、采用一次性口令或禁止直接登錄防火墻。郵件

來自于郵件的攻擊方式越來越突出，在這種攻擊中，垃圾郵件制造者將一條消息復(fù)制成成千上萬份，并按一個(gè)巨大的電子郵件地址清單發(fā)送這條信息，當(dāng)不經(jīng)意打開郵件時(shí)，惡意代碼即可進(jìn)入。

策略：打開防火墻上的過濾功能，在內(nèi)網(wǎng)主機(jī)上采取相應(yīng)阻止措施。4 IP地址

黑客利用一個(gè)類似于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，以“逃過”服務(wù)器檢測，從而進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)達(dá)到攻擊的目的。

策略：通過打開內(nèi)核rp_filter功能，丟棄所有來自網(wǎng)絡(luò)外部但卻有內(nèi)部地址的數(shù)據(jù)包；同時(shí)將特定IP地址與MAC綁定，只有擁有相應(yīng)MAC地址的用戶才能使用被綁定的IP地址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問。

防火墻的反戰(zhàn)前景以及技術(shù)方向

伴隨著Internet的飛速發(fā)展，防火墻技術(shù)與產(chǎn)品的更新步伐必然會加強(qiáng)，而要全面展望防火墻技術(shù)的發(fā)展幾乎是不可能的。但是，從產(chǎn)品及功能上，卻又可以看出一些動向和趨勢。下

1)

2)過濾深度會不斷加強(qiáng)，從目前的地址、服務(wù)過濾，發(fā)展到URL(頁面)過濾、關(guān)鍵字過濾和對ActiveX、Java

3)利用防火墻建立專用網(wǎng)是較長一段時(shí)間用戶使用的主流，IP的加密需求越來越強(qiáng)，安全

4)單向防火墻(又叫做網(wǎng)絡(luò)二極管)5)

6)安全管理工具不斷完善，特別是可以活動的日志分析工具等將成為防火墻產(chǎn)品中的一部分。

新一代的防火墻系統(tǒng)不僅能夠更好地保護(hù)防火墻后面內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全，而且應(yīng)該有更為優(yōu)良的整體性能。未來的防火墻將會把最強(qiáng)的性能和最大限度的安全性有機(jī)結(jié)合在一起，有效地解決網(wǎng)絡(luò)安全的問題。當(dāng)然防火墻只是確保網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)環(huán)節(jié)，還需要和其他安全措施一起來確保網(wǎng)絡(luò)安全，如和IDS、IPS、信息保障等結(jié)合起來，在此不作贅述。結(jié)束語

隨著Internet/Intranet技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問題必將愈來愈引起人們的重視。防火墻技術(shù)作為目前用來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全措施的一種主要手段，它主要是用來拒絕未經(jīng)授權(quán)用戶的訪問，阻止未經(jīng)授權(quán)用戶存取敏感數(shù)據(jù)，同時(shí)允許合法用戶不受妨礙的訪問網(wǎng)絡(luò)資源。如果使用得當(dāng)，可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)安全。但是沒有一種技術(shù)可以百分之百地解決網(wǎng)絡(luò)上的所有問題，比如防火墻雖然能對來自外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊進(jìn)行有效的保護(hù)，但對于來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊卻無能為力。事實(shí)上60%以上的網(wǎng)絡(luò)安全問題來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。因此網(wǎng)絡(luò)安全單靠防火墻是不夠的，還需要有其它技術(shù)和非技術(shù)因素的考慮，如信息加密技術(shù)、身份驗(yàn)證技術(shù)、制定網(wǎng)絡(luò)法規(guī)、提高網(wǎng)絡(luò)管理人員的安全意識等等。

第五篇：防火墻技術(shù)論文

【摘要】

21世紀(jì)全世界的計(jì)算機(jī)都將通過Internet聯(lián)到一起，Internet的迅速發(fā)展給現(xiàn)代人的生產(chǎn)和生活都帶來了前所未有的飛躍，大大提高了工作效率，豐富了人們的生活，彌補(bǔ)了人們的精神空缺。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近幾年的時(shí)間有了非常大的發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有，從有到快；網(wǎng)上信息資源也是從醫(yī)乏到豐富多彩，應(yīng)有盡有。但隨著網(wǎng)絡(luò)速度越來越快，資源越來越豐富，與此同時(shí)也給人們帶來了一個(gè)日益嚴(yán)峻的問題———網(wǎng)絡(luò)安全。

網(wǎng)絡(luò)的安全性成為當(dāng)今最熱門的話題之一，而且網(wǎng)絡(luò)安全防范對我們校園網(wǎng)的正常運(yùn)行來講也顯得十分重要?，F(xiàn)在各種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)如防火墻技術(shù)、IDS、加密技術(shù)和防黑防病毒技術(shù)等也不斷的出現(xiàn)，內(nèi)容十分廣泛。而其中防火墻技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)當(dāng)中又是最簡單，也是最有效的解決方案。很多企業(yè)為了保障自身服務(wù)器或數(shù)據(jù)安全都采用了防火墻。隨著科技的發(fā)展，防火墻也逐漸被大眾所接受。但是，由于防火墻是屬于高科技產(chǎn)物，許多的人對此還并不是了解的十分透徹。

本文在簡要論述防火墻的基本分類、工作方式等的基礎(chǔ)上，對防火墻的優(yōu)缺點(diǎn)以及局限性進(jìn)行了說明，也簡述了防火墻技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用，并對其的發(fā)展趨勢作簡單展望。

【關(guān)鍵詞】

網(wǎng)絡(luò)安全 防火墻 發(fā)展

防火墻

1.1 防火墻的概念

所謂防火墻指的是一個(gè)由軟件和硬件設(shè)備組合而成、在內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間、專用網(wǎng)與公共網(wǎng)之間的界面上構(gòu)造的保護(hù)屏障。是一種獲取安全性方法的形象說法，它是一種計(jì)算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合，使Internet與Intranet之間建立起一個(gè)安全網(wǎng)關(guān)（Security Gateway），從而保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免受非法用戶的侵入，防火墻主要由服務(wù)訪問規(guī)則、驗(yàn)證工具、包過濾和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)4個(gè)部分組成。

防火墻就是一個(gè)位于計(jì)算機(jī)和它所連接的網(wǎng)絡(luò)之間的軟件或硬件(其中硬件防火墻用的較少，例如國防部以及大型機(jī)房等地才用,因?yàn)樗鼉r(jià)格昂貴)。該計(jì)算機(jī)流入流出的所有網(wǎng)絡(luò)通信均要經(jīng)過此防火墻。

防火墻，英語為firewall，《英漢證券投資詞典》的解釋為：金融機(jī)構(gòu)內(nèi)部將銀行業(yè)務(wù)與證券業(yè)務(wù)嚴(yán)格區(qū)分開來的法律屏障，旨在防止可能出現(xiàn)的內(nèi)幕消息共享等不公平交易出現(xiàn)。使用防火墻比喻不要引火燒身。

當(dāng)然，既然打算由淺入深的來了解，就要先看看防火墻的概念了。防火墻是汽車中一個(gè)部件的名稱。在汽車中，利用防火墻把乘客和引擎隔開，以便汽車引擎一旦著火，防火墻不但能保護(hù)乘客安全，而同時(shí)還能讓司機(jī)繼續(xù)控制引擎。在電腦術(shù)語中，當(dāng)然就不是這個(gè)意思了，我們可以類比來理解，在網(wǎng)絡(luò)中，所謂“防火墻”，顧名思義，是一種隔離設(shè)備。防火墻是一種高級訪問控制設(shè)備，臵于不同網(wǎng)絡(luò)安全域之間的一系列部件的組合，它是不同網(wǎng)絡(luò)安全域之間通信流的唯一

通道，能根據(jù)用戶有關(guān)的安全策略控制進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的訪問行為。從專業(yè)角度講，防火墻是位于兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)訪問控制的組件集合。從用戶角度講，防火墻就是被放臵在用戶計(jì)算機(jī)與外網(wǎng)之間的防御體系，網(wǎng)絡(luò)發(fā)往用戶計(jì)算機(jī)的所有數(shù)據(jù)都要經(jīng)過其判斷處理，才決定能否將數(shù)據(jù)交給計(jì)算機(jī)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異?；蛴泻Γ阑饓蜁?shù)據(jù)攔截，從而實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的保護(hù)。防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全策略的組成部分，它只是一個(gè)保護(hù)裝臵，通過監(jiān)測和控制網(wǎng)絡(luò)間的信息交換和訪問行為來實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)安全的有效管理，其主要目的就是保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全。

1.2 防火墻的功能

（1）訪問控制：

■ 限制未經(jīng)授權(quán)的用戶訪問本企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)和信息資源的措施，訪問者必需要能適用現(xiàn)行所有的服務(wù)和應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)士防火墻支持多種應(yīng)用、服務(wù)和協(xié)議，支持所有的internet服務(wù)，包括安全的web瀏覽器、電子郵件、ftp、telnet及rpc和udp等，還支持如oracle、sybase、sql服務(wù)器數(shù)據(jù)庫訪問和real audio，vodlive、netmeeting和internet phone等這樣的多媒體應(yīng)用及internet廣播服務(wù)。

■ 提供基于狀態(tài)檢測技術(shù)的ip地址、端口、用戶和時(shí)間的管理控制； ■ 訪問控制對象的多種定義方式支持多種方式定義訪問控制對象: ip/mask(如202.100.100.0/24)，ip區(qū)間(如202.100.100.1-202.100.100.254)，ip/mask與通配符，ip區(qū)間與通配符等，使配臵防火墻的安全策略極為方便。

■ 高效的url和文件級細(xì)粒度應(yīng)用層管理控制；應(yīng)用層安全控制策略主要針對常用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議http和ftp，控制策略可以實(shí)現(xiàn)定義訪問源對象到目標(biāo)對象間的常用協(xié)議命令通過防火墻的權(quán)限，源對象可以是網(wǎng)段、主機(jī)。http和ftp的協(xié)議端口用戶可根據(jù)實(shí)際情況在策略中定義，協(xié)議命令為http和ftp的主要常用命令。通過應(yīng)用層策略實(shí)現(xiàn)了url和文件級的訪問控制。

■ 雙向nat，提供ip地址轉(zhuǎn)換和ip及tcp/udp端口映射，實(shí)現(xiàn)ip復(fù)用和隱藏網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：nat在ip層上通過地址轉(zhuǎn)換提供ip復(fù)用功能，解決ip地址不足的問題，同時(shí)隱藏了內(nèi)部網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了內(nèi)部網(wǎng)的安全。網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)士防火墻提供了nat功能，并可根據(jù)用戶需要靈活配臵。當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)用戶需要對外訪問時(shí)，防火墻系統(tǒng)將訪問主體轉(zhuǎn)化為自己，并將結(jié)果透明地返回用戶，相當(dāng)于一個(gè)ip層代理。防火墻的地址轉(zhuǎn)換是基于安全控制策略的轉(zhuǎn)換，可以針對具體的通信事件進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。internet用戶訪問對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中具有保留ip主機(jī)的訪問，可以利用反向nat實(shí)現(xiàn)，即為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主機(jī)在防火墻上映射一注冊ip地址，這樣internet 用戶就可以通過防火墻系統(tǒng)訪問主機(jī)了。映射類型可以為ip級和端口級。端口映射

■阻止activex、java、javascript等侵入：屬于http內(nèi)容過濾，防火墻能夠從http頁面剝離activex、javaapplet等小程序及從script、php和asp等代碼檢測出危險(xiǎn)的代碼，同時(shí)，能夠過濾用戶上載的cgi、asp等程序。

■ 提供實(shí)時(shí)監(jiān)控、審計(jì)和告警功能：網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)士防火墻提供對網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)攻擊和危險(xiǎn)行為時(shí)，防火墻提供告警等功能。

■ 可擴(kuò)展支持第三方ids入侵檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作：網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)士防火墻支持topsec協(xié)議，可與第三方ids產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)無縫集成，協(xié)同工作。

（3）用戶認(rèn)證

因?yàn)槠髽I(yè)網(wǎng)絡(luò)為本地用戶、移動用戶和各種遠(yuǎn)程用戶提供信息資源，所以為了保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和信息安全，必須對訪問連接用戶采用有效的權(quán)限控制和身份識別，以確保系統(tǒng)安全。

■ 提供高安全強(qiáng)度的一次性口令(otp)用戶認(rèn)證：一次性口令認(rèn)證機(jī)制是高強(qiáng)度的認(rèn)證機(jī)制，能極大地提高了訪問控制的安全性，有效阻止非授權(quán)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的合法使用。一次性口令用戶認(rèn)證的基本過程是：首先用戶向防火墻發(fā)送身份認(rèn)證請求，并指明自己的用戶名，防火墻收到請求后，向用戶提出挑戰(zhàn)及同步信息，用戶收到此信息后，結(jié)合自己的口令，產(chǎn)生一次性口令并發(fā)送給防火墻，防火墻判斷用戶答復(fù)是否正確以鑒別用戶的合法性，為防止口令猜測，如果用戶連續(xù)三次認(rèn)證失敗則在一定時(shí)間內(nèi)禁止該用戶認(rèn)證。由于采用一次性的口令認(rèn)證機(jī)制，即使竊聽者在網(wǎng)絡(luò)上截取到口令，由于該口令的有效期僅為一次，故也無法再利用這個(gè)口令進(jìn)行認(rèn)證鑒別。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶采用一次性口令登錄程序登陸時(shí)，防火墻向用戶提供一個(gè)種子及同步次數(shù)，登錄程序根據(jù)用戶輸入的口令、種子、同步次數(shù)計(jì)算出一次性口令并傳給防火墻.用戶可以在不同的服務(wù)器上使用不同的種子而口令相同，每次在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)目诹钜膊煌?，用戶可以定期改變種子來達(dá)到更高的安全目標(biāo).■ 可擴(kuò)展支持第三方認(rèn)證和支持智能ic卡、ikey等硬件方式認(rèn)證：網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)士防火墻有很好的擴(kuò)展性，可擴(kuò)展支持radius等認(rèn)證，提供撥號用戶等安全訪問。也可通過擴(kuò)展支持支持職能ic卡、ikey等硬件方式認(rèn)證。

（4）安全管理

■ 提供基于otp機(jī)制的管理員認(rèn)證。

■ 提供分權(quán)管理安全機(jī)制；提供管理員和審計(jì)員分權(quán)管理的安全機(jī)制，保證安全產(chǎn)品的安全管理。

過濾規(guī)則的數(shù)目是有限制的，且隨著規(guī)則數(shù)目的增加，性能會受到很大地影響；由于缺少上下文關(guān)聯(lián)信息，不能有效地過濾如UDP、RPC（遠(yuǎn)程過程調(diào)用）一類的協(xié)議；另外，大多數(shù)過濾器中缺少審計(jì)和報(bào)警機(jī)制，它只能依據(jù)包頭信息，而不能對用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證，很容易受到“地址欺騙型”攻擊。對安全管理人員素質(zhì)要求高，建立安全規(guī)則時(shí)，必須對協(xié)議本身及其在不同應(yīng)用程序中的作用有較深入的理解。因此，過濾器通常是和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)配合使用，共同組成防火墻系統(tǒng)。

■ 應(yīng)用代理（Application Proxy）型

應(yīng)用代理型防火墻是工作在OSI的最高層，即應(yīng)用層。其特點(diǎn)是完全“阻隔”了網(wǎng)絡(luò)通信流，通過對每種應(yīng)用服務(wù)編制專門的代理程序，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制應(yīng)用層通信流的作用。其典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示。

在代理型防火墻技術(shù)的發(fā)展過程中，它也經(jīng)歷了兩個(gè)不同的版本：第一代應(yīng)用網(wǎng)關(guān)型代理防火和第二代自適應(yīng)代理防火墻。

代理類型防火墻的最突出的優(yōu)點(diǎn)就是安全。由于它工作于最高層，所以它可以對網(wǎng)絡(luò)中任何一層數(shù)據(jù)通信進(jìn)行篩選保護(hù)，而不是像包過濾那樣，只是對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾。

另外代理型防火墻采取是一種代理機(jī)制，它可以為每一種應(yīng)用服務(wù)建立一個(gè)專門的代理，所以內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信不是直接的，而都需先經(jīng)過代理服務(wù)器審核，通過后再由代理服務(wù)器代為連接，根本沒有給內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)任何直接會話的機(jī)會，從而避免了入侵者使用數(shù)據(jù)驅(qū)動類型的攻擊方式入侵內(nèi)部網(wǎng)。

代理防火墻的最大缺點(diǎn)是速度相對比較慢，當(dāng)用戶對內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的吞吐量要求比較高時(shí)，代理防火墻就會成為內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)之間的瓶頸。那因?yàn)榉阑饓π枰獮椴煌木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)建立專門的代理服務(wù)，在自己的代理程序?yàn)閮?nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)用戶建立連接時(shí)需要時(shí)間，所以給系統(tǒng)性能帶來了一些負(fù)面影響，但通常不會很明顯。

（3）從防火墻結(jié)構(gòu)上分類

從防火墻結(jié)構(gòu)上分，防火墻主要有：單一主機(jī)防火墻、路由器集成式防火墻和分布式防火墻三種。

單一主機(jī)防火墻是最為傳統(tǒng)的防火墻，獨(dú)立于其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它位于網(wǎng)絡(luò)邊界。

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信進(jìn)行過濾。它屬于最新的防火墻技術(shù)之一，性能最好，價(jià)格也最貴。

（5）按防火墻性能分類

按防火墻的性能來分可以分為百兆級防火墻和千兆級防火墻兩類。

因?yàn)榉阑饓νǔＮ挥诰W(wǎng)絡(luò)邊界，所以不可能只是十兆級的。這主要是指防火的通道帶寬（Bandwidth），或者說是吞吐率。當(dāng)然通道帶寬越寬，性能越高，這樣的防火墻因包過濾或應(yīng)用代理所產(chǎn)生的延時(shí)也越小，對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響也就越小。

雖然防火墻是目前保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免遭黑客襲擊的有效手段，但也有明顯不足：無法防范通過防火墻以外的其它途徑的攻擊，不能防止來自內(nèi)部變節(jié)者和不經(jīng)心的用戶們帶來的威脅，也不能完全防止傳送已感染病毒的軟件或文件，以及無法防范數(shù)據(jù)驅(qū)動型的攻擊。

1.4 各類防火墻的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）包過濾防火墻

使用包過濾防火墻的優(yōu)點(diǎn)包括：

■ 防火墻對每條傳入和傳出網(wǎng)絡(luò)的包實(shí)行低水平控制。

■ 每個(gè)IP包的字段都被檢查，例如源地址、目的地址、協(xié)議、端口等。防火墻將基于這些信息應(yīng)用過濾規(guī)則。

■ 防火墻可以識別和丟棄帶欺騙性源IP地址的包。

■ 包過濾防火墻是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間訪問的唯一來源。因?yàn)樗械耐ㄐ疟仨毻ㄟ^防火墻，繞過是困難的。

■ 包過濾通常被包含在路由器數(shù)據(jù)包中，所以不必額外的系統(tǒng)來處理這個(gè)特征。

使用包過濾防火墻的缺點(diǎn)包括：

■ 配臵困難。因?yàn)榘^濾防火墻很復(fù)雜，人們經(jīng)常會忽略建立一些必要的規(guī)則，或者錯誤配臵了已有的規(guī)則，在防火墻上留下漏洞。然而，在市場上，許多新版本的防火墻對這個(gè)缺點(diǎn)正在作改進(jìn)，如開發(fā)者實(shí)現(xiàn)了基于圖形化用戶界面(GUI)的配臵和更直接的規(guī)則定義。

■ 為特定服務(wù)開放的端口存在著危險(xiǎn)，可能會被用于其他傳輸。例如，Web服務(wù)器默認(rèn)端口為80，而計(jì)算機(jī)上又安裝了RealPlayer，那么它會搜尋可以允許連接到RealAudio服務(wù)器的端口，而不管這個(gè)端口是否被其他協(xié)議所使用，RealPlayer正好是使用80端口而搜尋的。就這樣無意中，RealPlayer就利用了Web服務(wù)器的端口。

■ 可能還有其他方法繞過防火墻進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，例如撥入連接。但這個(gè)并不是

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也不要忘記了防火墻內(nèi)的安全保障。

其次，防火墻技術(shù)的另外一個(gè)顯著不足是無法有效地應(yīng)付病毒。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶在訪問外網(wǎng)中的含有病毒的數(shù)據(jù)時(shí)，防火墻無法區(qū)分帶毒數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)都有受到病毒危害的可能，防火墻技術(shù)的這個(gè)缺點(diǎn)給網(wǎng)絡(luò)帶來很大的隱患。

另外，由于防火墻技術(shù)的自身不斷發(fā)展，其自身問題和漏洞也使其具有局限性。防火墻本身作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，其軟、硬件在發(fā)展過程中必然也有其自己的bug和漏洞，所以各種故障和因漏洞所遭受的各種攻擊也不可避免。防火墻的技術(shù)原理與殺毒軟件類似：先出現(xiàn)病毒，殺毒軟件獲得病毒的特征碼，將其加入到病毒庫內(nèi)來實(shí)現(xiàn)查殺。防火墻的防御、檢測策略，也是在發(fā)生攻擊行為后分析其特征而設(shè)臵的。如果出現(xiàn)新的未知攻擊行為，防火墻也將束手無策。

最后，防火墻的檢測機(jī)制容易造成擁塞以及溢出現(xiàn)象。由于防火墻需要處理每一個(gè)通過它的數(shù)據(jù)包，所以當(dāng)數(shù)據(jù)流量較大時(shí)，容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)擁塞，影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能。嚴(yán)重時(shí)，如果發(fā)生溢出，就像大壩決堤一般，無法阻擋，任何數(shù)據(jù)都可以來去自由了，防火墻也就不再起任何作用。

1.6 防火墻的未來發(fā)展趨勢

盡管羅列了這么多防火墻技術(shù)的局限性，但防火墻在網(wǎng)絡(luò)安全中所扮演的重要角色是不可撼動的。未來的防火墻發(fā)展朝高速、多功能化、更安全的方向發(fā)展。

實(shí)現(xiàn)高速防火墻，可以應(yīng)用ASIC硬件加速技術(shù)、FPGA和網(wǎng)絡(luò)處理器等方法。其中以采用網(wǎng)絡(luò)處理器最好，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)處理器采用微碼編程，可以根據(jù)需要隨時(shí)升級，甚至可以支持IPv6；并且網(wǎng)絡(luò)處理器中集成了很多硬件協(xié)處理單元，通過算法也比較容易實(shí)現(xiàn)高速。防火墻將會集成更多的網(wǎng)絡(luò)安全功能，入侵檢測、防病毒、防御拒絕服務(wù)攻擊等安全技術(shù)都可以模塊形式安裝到防火墻的機(jī)箱內(nèi)。既節(jié)省寶貴的機(jī)柜空間，又能為企業(yè)節(jié)約一部分安全支出，更主要的是可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備之間的聯(lián)動。防火墻將會更加的行業(yè)化。

任何一種防火墻只是為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供安全保障，但網(wǎng)絡(luò)安全不能完全依賴于防火墻，還需要加強(qiáng)內(nèi)部的安全管理，完善安全管理制度，提高用戶的安全意識，從而形成全方位的安全防御體系。防火墻技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

隨著高校信息化進(jìn)程的推進(jìn)，學(xué)院校園網(wǎng)上運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)越來越多，信息

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