К основным достоинствам экранирующих маршрутизаторов можно отнести

Обновлено: 03.07.2024

Межсетевые экраны (МЭ, "брандмауэры", дословный перевод с англ. - Firewall - "пожарная стена") - системы анализа трафика и блокировки доступа, которые на основе заданного набора правил анализируют пакеты на предмет разрешенных/запрещенных адресов и сервисов (TCP/UDP-портов). Обычно при конфигурации системы указывают, с каких адресов, по каким портам и с какими компьютерами можно работать, а с какими нет. Таким образом, МЭ регламентирует использование ресурсов одних сетей пользователями других, и для него определены понятия "внутри" и "снаружи", т.е. МЭ обычно не является симметричным.

Исходя из вышеперечисленного, МЭ - это система, позволяющая разделить сеть на две или более частей и реализовать набор правил, которые определяют условия прохождения пакетов из одной части в другую. Как правило, эта граница проводится между сетью предприятия и внешней сетью, хотя ее можно провести и внутри сети (рис.1.1).

Рис. 1.1. МЭ как средство контроля информационных потоков

В общем случае работа межсетевого экрана основана на динамическом выполнении двух групп функций:

- фильтрации проходящих через него информационных потоков;

- посредничества при реализации межсетевых взаимодействий.

В зависимости от типа экрана эти функции могут выполняться с различной полнотой. Простые межсетевые экраны ориентированы на выполнение только одной из данных функций. Комплексные экраны обеспечивают совместное выполнение указанных функций защиты.

Фильтрация информационных потоков состоит в их выборочном пропускании через экран, возможно, с выполнением некоторых преобразований и извещением отправителя о том, что его данным в пропуске отказано. Фильтрация осуществляется на основе набора правил, предварительно загруженных в экран и являющихся выражением сетевых аспектов принятой политики безопасности. Поэтому межсетевой экран удобно представлять как последовательность фильтров (рис. 1.2), обрабатывающих информационный поток.

Рис. 1.2. Внутренняя структура МЭ

Каждый из фильтров предназначен для интерпретации отдельных правил фильтрации путем выполнения следующих стадий:

1. Анализа информации по заданным в интерпретируемых правилах критериям, например, по адресам получателя и отправителя или по типу приложения, для которого эта информация предназначена.

2. Принятия на основе интерпретируемых правил одного из следующихрешений:

- не пропустить данные;

- обработать данные от имени получателя и возвратить результат отправителю;

- передать данные на следующий фильтр для продолжения анализа;

- пропустить данные, игнорируя следующие фильтры.

Правила фильтрации могут задавать и дополнительные действия, которые относятся к функциям посредничества, например, преобразование данных, регистрация событий и др.

Брандмауэры поддерживают безопасность межсетевого взаимодействия на различных уровнях модели OSI. При этом функции защиты, выполняемые на разных уровнях эталонной модели, существенно отличаются друг от друга. Поэтому комплексный межсетевой экран удобно представить в виде совокупности неделимых экранов, каждый из которых ориентирован на отдельный уровень модели OSI. Чаще всего комплексный экран функционирует на сетевом, сеансовом и прикладном уровнях эталонной модели. Соответственно различают такие неделимые брандмауэры (рис. 1.3), как экранирующий маршрутизатор, экранирующий транспорт (шлюз сеансового уровня), а также экранирующий шлюз (шлюз прикладного уровня).

Рис. 1.3. Типы межсетевых экранов, функционирующих на отдельных уровнях модели OSI

Межсетевые экраны каждого из типов имеют свои достоинства и недостатки. Многие из используемых брандмауэров являются либо прикладными шлюзами, либо экранирующими маршрутизаторами, не поддерживая полную безопасность межсетевого взаимодействия. Надежную защиту обеспечивают комплексные межсетевые экраны, каждый из которых объединяет экранирующий маршрутизатор, шлюз сеансового уровня, а также прикладной шлюз.

В самом общем случае МЭ должен:

- обеспечивать безопасность внутренней (защищаемой) сети и полный контроль над внешними подключениями и сеансами связи;

- обладать мощными и гибкими средствами управления для полного и простого воплощения в жизнь политики безопасности организации;

- обеспечивать простую реконфигурацию МЭ при изменении структуры сети;

- работать незаметно для пользователей сети и не затруднять выполнение ими легальных действий;

- работать достаточно эффективно и успевать обрабатывать весь входящий и исходящий трафик в "пиковых" режимах;

- обладать свойствами самозащиты от любых несанкционированных доступов;

- иметь возможность централизованно обеспечивать несколько внешних подключений (например, удаленных филиалов) для проведения единой политики безопасности;

- иметь средства авторизации доступа пользователей через внешние подключения.

Обычно МЭ используется на компьютере, соединяющем внутреннюю сеть с глобальной сетью. Такой компьютер с МЭ называют бастионом. Сам бастион открыт для доступа из глобальной сети, а ПК за бастионом уже защищены. К защите самого бастиона предъявляются жесткие требования:

- физическая защита доступа к бастиону;

- наличие средств защиты от загрузки ОС бастиона с несанкционированного носителя;

- наличие средств защиты на уровне ОС бастиона, разграничивающих доступ к ресурсам системы;

- ОС бастиона должна запрещать привилегированный доступ к своим ресурсам из сети;

- ОС бастиона должна содержать средства мониторинга/аудита любых административных действий;

- на бастионе не разрешается иметь никаких разделов пользователей.

Большинство серверов-посредников позволяет точно задать размер кэша и время хранения документов. Централизованное кэширование на сервере-посреднике более эффективно по сравнению с распределенным, при котором копии одного и того же документа хранятся у нескольких gользователей, так как экономит дисковое пространство. Централизованное кэширование также более эффективно в смысле распределения часто запрашиваемых документов, поскольку кэш-менеджер может прогнозировать, как долго нужно хранить тот или иной документ.

Но у кэширования в Internet есть и другая сторона - неучтенный доступ к Web-узлам, что бывает крайне важно для соблюдения прав собственности и влечет за собой определенные финансовые и рекламные последствия. Суть неучтенного доступа в следующем - при повторном обращении на такие узлы их страница загружается из кэша сервера-посредника, и если на данной странице установлен счетчик посетителей, то увеличение его значения не происходит. Защита от подобных ситуаций такова: добавить директиву "no cache" к служебной информации, посылаемой с каждой страницей, или создать HTML-директиву, которая информирует браузеры и proxy-серверы о том, что первичные источники информации хотят знать о скрытых обращениях.

Серверы-посредники пригодны для ведения журналов клиентов, включающих IP-адрес, дату и время, универсальный указатель ресурса URL, число переданных байтов и коэффициент потерь. Большинство серверов могут вести свои списки разрешенных/запрещенных компьютеров и пользователей, просто при доступе с такими серверами приходится вводить дополнительный пароль. Но полной защиты от атаки такой подход не дает.

Типичный МЭ (программный или аппаратный) имеет список контроля доступа, ограничивающий или разрешающий прохождение IP-пакетов по тому или иному адресу (или целому набору адресов) и по заданным номерам портов (сервисам). Важно, чтобы МЭ допускал максимально гибкую конфигурацию таких ограничений и разрешений, и при этом не замедлял работу сети. Важна и возможность сбора статистики, позволяющая отслеживать потенциальные попытки взлома.

Естественно, что именно из соображений производительности аппаратные МЭ наиболее эффективно использовать совместно с маршрутизаторами, соединяющими внутреннюю и внешние сети. В этом случае вся защита концентрируется в наиболее уязвимом месте - на стыке внутренней сети, находящейся в техническом и административном ведении компании, и внешней сети, принадлежащей организации, которая предоставляет транспортные услуги. Тогда фильтрация пакетов происходит на маршрутизаторе, и весь входящий ТСР-трафик блокируется по умолчанию, а почтовый и FTP-трафик направляются не на каждый из хостов сети, а на один определенный хост.

Проблемы безопасности данных следует решать в комплексе, и МЭ - лишь одна из ступеней защиты, сильно затрудняющая взлом сети. Общим недостатком всех МЭ является то, что они редко предотвращают атаки в форме отказа от услуг. В первую очередь они защищают серверы-бастионы, а не браузеры или ПК. Кроме этого, одна из существенных проблем МЭ - их сложность: часто для администрирования работы одного полнофункционального МЭ требуется целая группа сопровождения. И еще одна важная особенность МЭ: они не отражают атак внутренних злоумышленников, а приблизительно 60% всех нарушений безопасности совершаются пользователями уже в сети, внутри МЭ.

Ряд МЭ позволяет также организовывать виртуальные сети, объединяющие несколько сетей, включенных в Internet, в одну виртуальную сеть (рис.1.4). Виртуальные сети позволяют организовать прозрачное для пользователей соединение сетей, сохраняя секретность и целостность передаваемой информации с помощью шифрования. При этом во время передачи данных по Internet, шифруется не только пользовательская, но и сетевая информация - сетевые адреса, номера портов и т.д.

Рис. 1.4. Виртуальная сеть на основе МЭ

Эффективность использования виртуальных сетей во многом определяется степенью защищенности информации, циркулирующей по открытым каналам связи. Безопасность информационного обмена необходимо обеспечить как в случае объединения локальных сетей, так и в случае доступа к локальным сетям удаленных пользователей.

При рассмотрении любого вопроса, касающегося сетевых технологий, основой служит семиуровневая эталонная модель ISO/OSI. Межсетевые экраны также целесообразно классифицировать по уровню фильтрации – канальному, сетевому, транспортному или прикладному. Соответственно, можно говорить об экранирующих концентраторах (мостах, коммутаторах) (уровень 2), маршрутизаторах (уровень 3), о транспортном экранировании (уровень 4) и о прикладных экранах (уровень 7). Существуют также комплексные экраны , анализирующие информацию на нескольких уровнях.

Фильтрация информационных потоков осуществляется межсетевыми экранами на основе набора правил, являющихся выражением сетевых аспектов политики безопасности организации. В этих правилах, помимо информации, содержащейся в фильтруемых потоках, могут фигурировать данные, полученные из окружения, например, текущее время, количество активных соединений, порт, через который поступил сетевой запрос, и т.д. Таким образом, в межсетевых экранах используется очень мощный логический подход к разграничению доступа .

Возможности межсетевого экрана непосредственно определяются тем, какая информация может использоваться в правилах фильтрации и какова может быть мощность наборов правил. Вообще говоря, чем выше уровень в модели ISO/OSI, на котором функционирует МЭ , тем более содержательная информация ему доступна и, следовательно, тем тоньше и надежнее он может быть сконфигурирован.

Экранирующие маршрутизаторы (и концентраторы) имеют дело с отдельными пакетами данных, поэтому иногда их называют пакетными фильтрами. Решения о том, пропустить или задержать данные, принимаются для каждого пакета независимо, на основании анализа адресов и других полей заголовков сетевого (канального) и, быть может, транспортного уровней. Еще один важный компонент анализируемой информации – порт, через который поступил пакет.

Экранирующие концентраторы являются средством не столько разграничения доступа , сколько оптимизации работы локальной сети за счет организации так называемых виртуальных локальных сетей . Последние можно считать важным результатом применения внутреннего межсетевого экранирования .

Современные маршрутизаторы позволяют связывать с каждым портом несколько десятков правил и фильтровать пакеты как на входе, так и на выходе. В принципе, в качестве пакетного фильтра может использоваться и универсальный компьютер, снабженный несколькими сетевыми картами.

Основные достоинства экранирующих маршрутизаторов – доступная цена (на границе сетей маршрутизатор нужен практически всегда, вопрос лишь в том, как задействовать его экранирующие возможности) и прозрачность для более высоких уровней модели OSI. Основной недостаток – ограниченность анализируемой информации и, как следствие, относительная слабость обеспечиваемой защиты.

Транспортное экранирование позволяет контролировать процесс установления виртуальных соединений и передачу информации по ним. С точки зрения реализации экранирующий транспорт представляет собой довольно простую, а значит, надежную программу.

По сравнению с пакетными фильтрами , транспортное экранирование обладает большей информацией, поэтому соответствующий МЭ может осуществлять более тонкий контроль за виртуальными соединениями (например, он способен отслеживать количество передаваемой информации и разрывать соединения после превышения определенного порога, препятствуя тем самым несанкционированному экспорту информации). Аналогично, возможно накопление более содержательной регистрационной информации . Главный недостаток – сужение области применения, поскольку вне контроля остаются датаграммные протоколы. Обычно транспортное экранирование применяют в сочетании с другими подходами, как важный дополнительный элемент.

При использовании прикладных МЭ , помимо фильтрации , реализуется еще один важнейший аспект экранирования . Субъекты из внешней сети видят только шлюзовой компьютер; соответственно, им доступна только та информация о внутренней сети, которую он считает нужным экспортировать. Прикладной МЭ на самом деле экранирует, то есть заслоняет, внутреннюю сеть от внешнего мира. В то же время, субъектам внутренней сети кажется, что они напрямую общаются с объектами внешнего мира. Недостаток прикладных МЭ – отсутствие полной прозрачности, требующее специальных действий для поддержки каждого прикладного протокола.

Если организация располагает исходными текстами прикладного МЭ и в состоянии эти тексты модифицировать, перед ней открываются чрезвычайно широкие возможности по настройке экрана с учетом собственных нужд. Дело в том, что при разработке систем клиент/сервер в многозвенной архитектуре появляются специфические прикладные протоколы, нуждающиеся в защите не меньше стандартных. Подход, основанный на использовании экранирующих агентов, позволяет построить такую защиту, не снижая безопасности и эффективности других приложений и не усложняя структуру связей в межсетевом экране .

Комплексные межсетевые экраны , охватывающие уровни от сетевого до прикладного, соединяют в себе лучшие свойства "одноуровневых" МЭ разных видов. Защитные функции выполняются комплексными МЭ прозрачным для приложений образом, не требуя внесения каких-либо изменений ни в существующее программное обеспечение, ни в действия, ставшие для пользователей привычными.

Комплексность МЭ может достигаться разными способами: "снизу вверх", от сетевого уровня через накопление контекста к прикладному уровню, или "сверху вниз", посредством дополнения прикладного МЭ механизмами транспортного и сетевого уровней.

Помимо выразительных возможностей и допустимого количества правил, качество межсетевого экрана определяется еще двумя очень важными характеристиками – простотой использования и собственной защищенностью. В плане простоты использования первостепенное значение имеют наглядный интерфейс при определении правил фильтрации и возможность централизованного администрирования составных конфигураций. В свою очередь, в последнем аспекте хотелось бы выделить средства централизованной загрузки правил фильтрации и проверки набора правил на непротиворечивость. Важен и централизованный сбор и анализ регистрационной информации , а также получение сигналов о попытках выполнения действий, запрещенных политикой безопасности.

Собственная защищенность межсетевого экрана обеспечивается теми же средствами, что и защищенность универсальных систем. Имеется в виду физическая защита , идентификация и аутентификация , разграничение доступа , контроль целостности, протоколирование и аудит. При выполнении централизованного администрирования следует также позаботиться о защите информации от пассивного и активного прослушивания сети , то есть обеспечить ее (информации) целостность и конфиденциальность . Крайне важно оперативное наложение заплат, ликвидирующих выявленные уязвимые места МЭ .

Хотелось бы подчеркнуть, что природа экранирования как сервиса безопасности очень глубока. Помимо блокирования потоков данных, нарушающих политику безопасности, межсетевой экран может скрывать информацию о защищаемой сети, тем самым затрудняя действия потенциальных злоумышленников. Мощным методом сокрытия информации является трансляция "внутренних" сетевых адресов, которая попутно решает проблему расширения адресного пространства, выделенного организации.

Отметим также следующие дополнительные возможности межсетевых экранов :

Особенно важным представляется последний из перечисленных аспектов. ПО промежуточного слоя, как и традиционные межсетевые экраны прикладного уровня, скрывает информацию о предоставляемых услугах. За счет этого оно может выполнять такие функции, как маршрутизация запросов и балансировка нагрузки. Представляется вполне естественным, чтобы эти возможности были реализованы в рамках межсетевого экрана . Это существенно упрощает действия по обеспечению высокой доступности экспортируемых сервисов и позволяет осуществлять переключение на резервные мощности прозрачным для внешних пользователей образом. В результате к услугам, традиционно предоставляемым межсетевыми экранами , добавляется поддержка высокой доступности сетевых сервисов.

Создание защищенной системы — задача комплексная. Одна из мер обеспечения безопасности — использование межсетевых экранов (они же брандмауэры и файрволы). Как все мы знаем, брандмауэры бывают программными и аппаратными. Возможности и первых, и вторых — не безграничны. В этой статье мы попробуем разобраться, что могут брандмауэры обоих типов, а что им не под силу.




Программные и аппаратные файрволы

Первым делом нужно поговорить, что является программным, а что — аппаратным решением. Все мы привыкли, что если покупается какая-то «железка», то это решение называется аппаратным, а если коробочка с ПО, то это признак программного решения. На наш взгляд, разница между аппаратным и программным решением довольно условна. Что представляет собой железная коробочка? По сути, это тот же компьютер, пусть с другой архитектурой, пусть с немного ограниченными возможностями (к нему нельзя подключить клавиатуру и монитор, он «заточен» под выполнение одной функции), на который установлено ПО. ПО — это какой-то вариант UNIX-системы с «веб-мордой». Функции аппаратного брандмауэра зависят от используемого фильтра пакетов (опять-таки — это ПО) и самой «веб-морды». Все аппаратные брандмауэры можно «перепрошить», то есть по сути, просто заменить ПО. Да и с настоящей прошивкой (которая в старые-добрые времена выполнялась с помощью программатора) процесс обновления «прошивки» на современных устройствах имеет мало что общего. Просто на «флешку» внутри «железки» записывается новое ПО. Программный брандмауэр — это ПО, которое устанавливается на уже имеющийся самый обычный компьютер, но в случае с аппаратным брандмауэром — без ПО никак, а в случае с программным — без «железа» никак. Именно поэтому грань между данными типами межсетевых экранов весьма условная.
Наибольшая разница между программным и аппаратным брандмауэром даже отнюдь не функциональность. Никто не мешает выбрать аппаратный брандмауэр с нужными функциями. Разница в способе использования. Как правило, программный брандмауэр устанавливается на каждый ПК сети (на каждый сервер и на каждую рабочую станцию), а аппаратный брандмауэр обеспечивает защиту не отдельного ПК, а всей сети сразу. Конечно, никто не помешает вам установить аппаратный брандмауэр для каждого ПК, но все упирается в деньги. Учитывая стоимость «железок», вряд ли вам захочется защищать каждый ПК аппаратный брандмауэром.

Преимущества аппаратных брандмауэров

  • Относительная простота развертывания и использования. Подключил, включил, задал параметры через веб-интерфейс и забыл о его существовании. Впрочем, современные программные межсетевые экраны поддерживают развертывание через ActiveDirectory, на которое тоже не уйдет много времени. Но, во-первых, не все брандмауэры поддерживают ActiveDirectory, и, во-вторых, не всегда на предприятии используется Windows.
  • Размеры и энергопотребление. Как правило, аппаратные брандмауэры имеют более скромные размеры и меньшее энергопотребление. Не всегда, правда, энергопотребление играет роль, а вот размеры важны. Одно дело небольшая компактная коробочка, другое — огромный «системник».
  • Производительность. Обычно производительность у аппаратного решения выше. Хотя бы потому, что аппаратный межсетевой экран занимается только своей непосредственной функцией — фильтрацией пакетов. На нем не запущены какие-либо сторонние процессы и службы, как это часто бывает в случае с программными брандмауэрами. Вот представьте, что вы организовали программный шлюз (с функциями межсетевого экрана и NAT) на базе сервера с Windows Server. Вряд ли вы будете выделять целый сервер только под брандмауэр и NAT. Это нерационально. Скорее всего, на нем будут запущены и другие службы — тот же AD, DNS и т.д. Уже молчу про СУБД и почтовые службы.
  • Надежность. Считается, что аппаратные решения более надежны (именно по причине того, что на них редко когда выполняются сторонние службы). Но никто вам не мешает выделить отдельный системник (пусть даже не самый современный), установить на него ту же FreeBSD (одна из самых надежных в мире операционных систем) и настроить правила брандмауэра. Думаю, надежность такого решения будет не ниже, чем в случае с аппаратным файрволом. Но такая задача требует повышенной квалификации администратора, именно поэтому ранее было отмечено, что аппаратные решения более просты в использовании.

Преимущества программных межсетевых экранов

  • Стоимость. Цена программного межсетевого экрана обычно ниже «железки». За цену среднего аппаратного решения можно защитить всю сеть программным брандмауэром.
  • Возможность защиты сети изнутри. Не всегда угрозы исходят извне. Внутри локальной сети есть множество угроз. Атаки могут исходить с внутренних компьютеров. Инициировать атаку может любой пользователь LAN, например, недовольный компанией. Как уже отмечалось, можно, конечно, использовать отдельный аппаратный маршрутизатор для защиты каждого отдельного узла, но на практике нам таких решений не встречались. Уж больно они нерациональны.
  • Возможность разграничения сегментов локальной сети без выделения подсетей. В большинстве случаев к локальной сети подключаются компьютеры разных отделов, например, бухгалтерии, финансового отдела, IT-отдела и т.д. Не всегда эти компьютеры должны взаимодействовать между собой. Как выполнить разграничение ИСПДн? Первое решение заключается в создании нескольких подсетей (например, 192.168.1.0, 192.168.2.0 и т.д.) и настройке надлежащим образом маршрутизации между этими подсетями. Нельзя сказать, что решение очень сложное, но все же сложнее, чем использование программного файрвола. Да и не всегда можно выделить подсети по тем или иным причинам. Второе решение заключается в использовании межсетевого экрана, предназначенного именно для защиты ИСПДн (не во всех программных межсетевых экранах легко разграничить ИСПДн). В этом случае даже в самой большой сети вы выполните разграничение ИСПДн за считанные минуты, и вам не придется возиться с настройкой маршрутизации.
  • Возможность развертывания на существующих серверах. Нет смысла покупать еще одну «железку», если есть достаточный компьютерный парк. Достаточно на одном из серверов развернуть межсетевой экран и настроить NAT и машрутизацию. Обычно обе эти операции выполняются посредством графического интерфейса межсетевого экрана и реализуются посредством нескольких щелчков мышью в нужных местах.
  • Расширенный функционал. Как правило, функционал программных межсетевых экранов шире, чем у их аппаратных собратьев. Так, некоторые межсетевые экраны предоставляют функции балансировки нагрузки, IDS/IPS и тому подобные полезные вещи, позволяющие повысить общую безопасность системы обработки данных. Да, такие функции есть не у всех программных брандмауэров, но ничто и никто не мешает вам выбрать межсетевой экран, соответствующий вашим нуждам. Конечно, такие функции есть и у некоторых аппаратных комплексов. Например, StoneGate IPS — предоставляет функционал системы предотвращения вторжений, но стоимость таких решений не всегда понравится руководству предприятия. Также есть и аппаратные балансировщики нагрузки, но они стоят еще дороже, чем аппаратные IPS.

Битва брандмауэров

  • Jumper — позволяет обойти брандмауэр, используя методы «DLL injection» и «thread injection».
  • DNS Tester — использует рекурсивный DNS-запрос, чтобы обойти брандмауэр.
  • CPIL Suite — набор тестов (3 теста) от компании Comodo.

Все эти утилиты будут запускаться изнутри, то есть непосредственно с тестируемых компьютеров. А вот снаружи мы будем сканировать старым-добрым nmap.
Итак, у нас есть два компьютера. Оба подключены к Интернету. Один подключается через аппаратный межсетевой экран (работающий на базе маршрутизатора TP-Link) и на нем не установлены ни программный брандмауэр, ни антивирус. Второй компьютер подключен к Интернету непосредственно и защищен программным межсетевым экраном КиберСейф. На первом компьютере установлена Windows 7, на втором — Windows Server 2008 R2.

Тест 1: Jumper

Jumper, запущенный с правами администратора (чего греха таить, с такими правами работают множество пользователей), успешно выполнил свою задачу в Windows 7 (рис. 1). Ничто не могло ему помешать — ведь на нашей системе не было установлено ни одно средство защиты, ни антивирус, ни брандмауэр, ни IDS/IPS, а аппаратному брандмауэру все равно, что происходит на клиентских компьютерах. Он никак не может повлиять на происходящее.



Рис. 1. Jumper в Windows 7

Ради справедливости нужно отметить, что если бы пользователь работал не справами администратора, то у Jumper ничего бы не вышло.
В Windows Server 2008 Jumper даже не запустился, но это не заслуга межсетевого экрана, а самой операционной системы. Поэтому здесь между межсетевыми экранами — паритет, поскольку защита от данной уязвимости может быть обеспечена средствами самой операционной системы.

Тест 2. DNStester



Рис. 2. Тест не пройден

Если настройки брандмауэра оставить по умолчанию, то с данным тестом не справились, ни программный, ни аппаратный брандмауэр. Понятно, что аппаратному брандмауэру все равно, что происходит на рабочей станции, поэтому рассчитывать, что он защитит систему от этой уязвимости, не приходится. Во всяком случае, с дефолтными настройками (а они практически не изменялись).
Но это не говорит о том, что Киберсейф Межсетевой экран — плохой брандмауэр. При повышении уровня безопасности до третьего, тест был полностью пройден (см. рис. 3). Программа сообщила об ошибке в DNS-запросе. Чтобы убедиться, что это не заслуга Windows Server 2008 тест был повторен на машине с Windows 7.



Рис. 3. Тест пройден (DNStest)



Рис. 4. Антивирус Comodo заблокировал нежелательное приложение

Тест 3. Набор тестов от Comodo (CPIL)

  1. Нужно ввести передаваемые данные. Нами вводились значения 1, 2, 3 для тестов 1, 2 и 3 соответственно.
  2. Затем нажать одну из кнопок вызова теста (рис. 5)



Рис. 5. CPIL Test Suite



Рис. 6. Результат теста (аппаратный брандмауэр)

А вот при использовании программного брандмауэра тесты CPIL даже не запустились. При нажатии кнопок 1 — 3 ничего не произошло (рис. 7). Неужели это заслуга Windows Server 2008, а не брандмауэра? Мы решили это проверить. Поэтому на компьютер с Windows 7, защищенный аппаратным брандмауэром, был установлен Киберсейф Межсетевой экран. А вот в Windows 7 утилите удалось-таки прорвать оборону файрвола. Первый и третий тест были пройдены, а вот при нажатии кнопки Test 2 нам пришлось созерцать окно браузера Chrome, подобное изображенному на рис. 6.



Рис. 7. При нажатии на кнопку ничего не происходит (видно, что антивирус отключен)



Рис. 8. Тесты 1 и 3 пройдены

Тест 4. Сканирование извне

До этого мы пытались прорваться через брандмауэр изнутри. Сейчас же попробуем просканировать защищаемые брандмауэром системы. Сканировать будем сканером nmap. В результатах аппаратного брандмауэра никто не сомневался — все закрыто и невозможно даже определить тип тестируемой системы (рис. 9 и 10). На всех последующих иллюстрациях IP-адреса скрыты, поскольку являются постоянными — дабы ни у кого не было желания повторить тест на наших адресах.



Рис. 9. Сканирование аппаратного брандмауэра



Рис. 10. Сканирование аппаратного брандмауэра (детали хоста)

Теперь попробуем просканировать систему, защищенную программным межсетевым экраном. Понятное дело, по умолчанию программный межсетевой экран будет пропускать все и вся (рис. 11).



Рис. 11. Открытые порты (программный межсетевой экран, настройки по умолчанию)



Рис. 12. Определен тип системы (программный межсетевой экран, настройки по умолчанию)

Когда же настраиваются правила, то все встает на свои места (рис. 13). Как видите, программный брандмауэр обеспечивает безопасность защищаемой системы ничем не хуже, чем его «железный» коллега.



Рис. 13. Открытых портов нет

Атаки по локальной сети

Почему так важно обеспечить защиту внутри локальной сети? Многие администраторы ошибочно не уделяют внимание защите изнутри, а зря. Ведь внутри локальной сети можно реализовать множество атак. Рассмотрим некоторые из них.

ARP-атака

DoS-атаки, в том числе различные флуд-атаки

DoS-атаки (атаки на отказ) возможны не только в Интернете, но и в локальных сетях. Отличаются лишь методы таких атак. Природа DoS-атак может быть любой, однако, бороться с ними без брандмауэра, который был бы установлен на каждой машине локальной сети, невозможно.
Один из видов DoS-атаки, который может с успехом применяться в локальной сети — это ICMP-флуд. Брандмауэр КиберСейф Межсетевой экран содержит выделенные средства для борьбы с этим видом атак (рис. 14). Также он содержит средства балансировки нагрузки на сервер, что также может помочь в борьбе с DoS-атаками.



Рис. 14. ICMP безопасность (КиберСейф Межсетевой экран)

Подробнее о DOS-атаках вы можете прочитать в статье «Как защитить себя от DoS/DDoS-атак».

Смена MAC-адреса

В локальной сети компьютеры идентифицируются не только по IP-адресу, но и по MAC-адресу. Некоторые администраторы разрешают доступ к определенным ресурсам по MAC-адресу, поскольку IP-адреса, как правило, динамические и выдаются DHCP. Такое решение не очень себя оправдывает, поскольку MAC-адрес очень легко сменить. К сожалению, защититься от смены MAC-адреса с помощью брандмауэра не всегда возможно. Не каждый брандмауэр отслеживает изменение MAC-адреса, поскольку обычно привязан к IP-адресам. Здесь самое эффективное решение — использование коммутатора, позволяющего сделать привязку MAC-адреса к конкретному физическому порту коммутатора. Обмануть такую защиту практически невозможно, но и стоит она немало. Правда, есть и программные способы борьбы со сменой MAC-адреса, но они менее эффективны. Если вам интересен брандмауэр, который умеет распознавать подмену MAC-адреса, то обратите внимание на Kaspersky Internet Security 8.0. Правда, последний умеет распознавать подмену MAC-адреса только шлюза. Но зато он полноценно распознает подмену IP-адреса компьютера и IP-флуд.

Подмена IP-адреса

В сетях, где доступ к ресурсам ограничивается по IP-адресам, злоумышленник может сменить IP-адрес и получить доступ к защищаемому ресурсу. При использовании брандмауэра Киберсейф Межсетевой экран такой сценарий невозможен, поскольку нет привязки к IP-адресам даже у самого брандмауэра. Даже если изменить IP-адрес компьютера, то он все равно не войдет в состав ИСПДн, в которую стремиться проникнуть злоумышленник.

Routing-атаки

Данный вид атак основан на отправке жертве «фальшивых» ICMP-пакетов. Суть этой атаки в подмене адреса шлюза — жертве отправляется ICMP-пакет, сообщающий более короткий маршрут. Но на самом деле пакеты будут проходить не через новый маршрутизатор, а через компьютер злоумышленника. Как уже было отмечено ранее, Киберсейф Межсетевой экран обеспечивает безопасность ICMP. Аналогично, можно использовать и другие межсетевые экраны.

Существует и множество других атак в локальных сетях — и снифферы, и различные атаки с использованием DNS. Как бы там ни было, а использование программных брандмауэров, установленных на каждой рабочей станции, позволяет существенно повысить безопасность.

Межсетевой экран (МЭ) — это специализированный аппаратный или программный комплекс межсетевой зашиты, названый также брандмауэром или системой firewall. МЭ разрешает поделить в принципе сеть на части (две или более) и создать список правил, определяющих пункты прохода пакетов с информацией через черту из одной части большой сети в другую. В принцип, эта черта проводится между локальной (корпоративной) сетью и глобальной сетью Internet. Такое разделение есть первым шагом к решению проблем защиты информации в сетях .

Функции МЭ

Для сопротивления несанкционированному межсетевому доступу МЭ должен находится между защищаемой сетью предприятия, являющейся внутренней, и потенциально опасной внешней сетью (рис. 1). При этом все действия между этими сетями должны проходить только через МЭ. Физически МЭ входит в состав защищаемой сети. А также использовать допустимые методы защиты информации .

МЭ, который защищает множество узлов локальной сети, должен реализовать:

  • целью разграничения доступа сотрудников защищаемой сети к внешним ресурсным фондам;
  • цель ограничения доступа внешних (по отношению к защищаемой сети) особей к внутренним ресурсным фондам корпоративной сети.

На сегодня принцип не существует единой классификации МЭ. Но есть параметры по которым классифицируют МЭ по следующим основным признакам.

По используемой МЭ технологии:

  • на ядре модулей посредников (proxy).
  • контроль статуса протокола (stateful inspection);

По принципу роботы на уровнях модели OSI:

  • шлюз на сеансовом уровне (экранирующий транспорт);
  • пакетный фильтр (экранирующий маршрутизатор — screening router);
  • шлюз на экспертном уровне
  • прикладной шлюз (application gateway).

По исполнению:

Фильтрация информационных каналов реализуется в выборочном пропускании пакетов через экран, возможно, с исполнением некоторых модификаций. Фильтрация реализуется на основе списка заранее загруженных в МЭ правил, которые утверждены политикою безопасности предприятия . Поэтому МЭ удобно использовать как последовательность фильтров, обрабатывающих информационные каналы (рис. 2).

По схеме подключения:

  • цепь с разграниченной защитой закрытого и открытого сегментов сети;
  • цепь с защищаемым закрытым и не защищаемым открытым сегментами сети;
  • цепь единой защиты сети.

Каждый из фильтров создан для толкования отдельных правил фильтрации путем:

1) разбора информации по конкретным правилам параметров, к примеру по имени пакету от отправителя;
INPUT -p TCP -o eth1 -ip xxx.xxx.xxx.xxx -j DROP

2) принятия на источнике пунктов одного из последующих действий:

INPUT -j DROP

см.руководство

  • отделка пакетов от имени параметров получателя и вернуть результат приема отправителю;

см.руководство

  • пропустить пакеты, для дальнейшего игнорирования следующих фильтров.

если пакет прошел хоть одно правило, он больше не проходит фильтры по дефолту

Пункты фильтрации могут указывать и дополнительные сферы производительности, которые относятся к задачам посредничества, к примеру регистрация событий, преобразование данных и др. Конечно пункты фильтрации создают список параметров, по которым реализуется:

  • реализация дополнительных защитных функций;
  • запрещение или разрешение последующей транспортировки данных.

В качестве параметров рассмотрена информационного потока данных могут использоваться следующие критерии:

  • внешние параметры канала информации, к примеру, частотные параметры, временные, объем данных;
  • прямое содержимое пакетов данных, например проверяемое на содержание вирусов;
  • служебные или специальные поля пакетов данных, имеющие идентификаторы, сетевые адреса, адреса интерфейсов, номера портов и другие значимые данные.

Используемые параметры осмотра зависят от уровня OSI, на которых используется фильтрация. Чем выше уровень модели OSI, на котором МЭ фильтрует пакеты, тем выше и уровень защиты корпоративной сети.

Выполнение функций посредничества

Программы-посредники, блокируя передачу потока пакетов, могут исполнять следующие задачи:

Программы-посредники могут реализовывать проверку подлинности передаваемых и получаемых пакетов. Это актуально для программ (Java, Controls или ActiveX). Проверка подлинности программ и пакетов реализуется в контроле цифровых подписей.

Дополнительные возможности МЭ

Аутентификация и идентификация сотрудников иногда реализуется при вводе обычного параметра пароля и имени. Но эта схема уязвима потому, что с точки принципа безопасности — данные могут быть захвачены и воспользоватся злоумышленником. Данные нужно отправлять через общедоступные схемы соединений в зашифрованном виде( поточные шифры или блочное шифрование или shema_Rabina ). Это показано на рис. 3. Это разрешит проблему от несанкционированного доступа путем захвата сетевых пакетов.

Надежно и удобно применять цифровые сертификаты, которые выдаются доверенными органами(центр распределения ключей). Большинство программ-посредников создаются таким образом, чтобы сотрудник прошел аутентификацию только в начале сеанса работы с МЭ.

Трансляция сетевых адресов . Для создания многих атак злодею необходимо знать адрес жертвы. Для скрытия адреса и топологию всей сети, МЭ реализуют важную функцию — передача внутренних сетевых адресов (network address translation) (рис. 4).

Передача внутренних сетевых адресов осуществляется двумя способами — статически и динамически. В первом варианте адрес агрегата всегда привязывается к одному адресу МЭ, из которого передаются все исходящие пакеты. Во втором варианте IP-адрес МЭ есть одним единственным активным IP-адресом, который будет попадает во внешнюю опасную сеть. В результате все исходящие из локальной сети данные оказываются отправленными МЭ, что исключает прямую связь между авторизованной локальной сетью и являющейся потенциально опасной внешней сетью.

Обязательной реакцией на обнаружение попыток исполнения несанкционированных деяний должно быть уведомление администратора, т. е. выдача предупредительных сигналов. Нельзя считать эффективным элементом межсетевой защиты, который не может посылать предупредительные сигналы при выявлении нападения.

Типы сетевого экрана

Пакетные фильтры . Такие брандмауэры принимают решения о том что делать с пакетом, отбросить или пропустить. Он просматривает флаги, IP-адреса, номера TCP портов для анализа. Существует алгоритм анализа пакета:

Действие — может принимать значение отбросить или пропустить. Тип пакета — UDP, TCP, ICMP. Флаги — флаги заголовка IP-пакета. Поля порт источника и порт назначения имеют смысл только для UDP и TCP пакетов. Плюсы пакетного фильтра:

  • малая стоимость
  • гибкость в использовании правил фильтрации
  • маленькая задержка для пакетов
  • Локальная сеть маршрутизируется из INTERNET
  • Нужны хорошие знания для написания правил фильтрации
  • аутентификации с реализацией IP-адреса можно обмануть спуфингом
  • При нарушении работы брандмауэра, все устройства за ним становятся незащищенными или недоступными
  • нету аутентификации на пользовательском уровне

Сервера прикладного уровня . Такие брандмауэры используют сервера конкретных сервисом (proxy) — FTP, TELNET и др которые запускаются и пропускают через себя весь трафик, который относится к определенному сервису. Таким образом получается два соединения между клиентом и сервером — клиент брандмауэр и брандмауэр место назначение. Стандартный список поддерживаемых сервисом для брандмауэра:

Реализация таких сервисов прикладного уровня разрешает решить важную проблему — скрытие информацию о заголовках пакетов от внешних пользователей. Также существует возможность аутентификации на пользовательском уровне. Сервера прикладного уровня разрешают обеспечить наиболее высокий уровень безопасности, так как связь с внешним миром контролируется через прикладные программы, и они контролируют весь исходящих и входящий трафик. При описании правил доступа используют:

  • Название сервиса
  • Название пользователя
  • Допустимый временной отрезок использования сервиса
  • Компьютеры с которых можно использовать сервис
  • Схемы аутентификации

Сервера уровня соединения . Такие сервера являют собой транслятора ТСР соединения. Пользователь создает соединения с конкретным портом на сетевом экране, после чего экран соединяет уже с местом назначения. Транслятор копирует байты в обоих направлениях, работая как провод. Такой вид сервера разрешает использовать транслятор для любого определенного пользователем сервиса, основывающегося на TCP, создавая контроль доступа к этому сервису, сбор статистики по его реализации.

Плюсы серверов прикладного уровня:

  • локальная сеть невидима из Internet
  • При нарушении работы брандмауэра, пакеты не проходят через него, тем самым не создает угрозы для внутринаходящихся машин
  • есть аутентификация на пользовательском уровне
  • защита на уровне приложения разрешает создавать большое количество проверок, тем самым снижая вероятность взлома сетевого экрана
  • Высокая стоимость
  • Нельзя использовать протоколы UDP и RPC
  • Задержка пакетов больше, чем в пакетных фильтрах

Виртуальные сети

Множество брандмауэров разрешают организовать виртуальные корпоративные сети VPN (Virtual Private Network). VPN разрешает организовать прозрачное для пользователей соединение, сохраняя целостность и секретность передаваемых данных с помощью шифрования. При транспортировки по Internet шифруются не только данные пользователя, но и данные пакетов (адреса, порта и др).

Администрирование

Простота администрирования является одним из основных параметров в реализации надежной и эффективной системы защиты. Одна ошибка при написании правил может превратить защиту в решето. В большинстве брандмауэров внедрены утилиты, которые облегчают набор правил. Они проверяют и синтаксические и логические ошибки. Также брандмауэр может собирать статистику о атаках, о трафике и др.

Классы защищенности брандмауэров

Существуют три группы на которых делят АС по обработке конфиденциальной информации:

  • Многопользовательские АС, они обрабатывают данные различных уровней конфиденциальности
  • Многопользовательские АС, где пользователи имеют одинаковый доступ к обрабатываемой информации, которые находятся на носителях разного уровня доступа
  • Однопользовательские АС, пользователь имеет полный доступ ко всем обрабатываемой информации, которая находится на носителях разного уровня конфиденциальности

В первой группе держат 5 классов защищенности АС: 1А, 1Б, 1В, 1Г, 1Д, во второй и третьей группах — 2А, 2Б и 3А, 3Б. Класс А соответствует максимальной, класс Д — минимальной защищенности АС. Брандмауэры разрешают реализовывать безопасность объектов внутренней части, игнорируя несанкционированные запросы из внешней части сети — реализуют экранирование . По уровню Показатели защищенности показаны в таблице, где — : нет требований к данному классу, + : дополнительные требования, = : требования совпадают с требованиями к предыдущему классу.

Читайте также: