Установка аппаратного межсетевого экрана относится к

Обновлено: 04.07.2024

Обычно у компании есть внутренняя сеть: серверы, компьютеры сотрудников, маршрутизаторы. В этой сети хранится конфиденциальная информация: корпоративная тайна, персональные данные, данные сотрудников. Внутренняя сеть соединяется с глобальным интернетом, и это опасно — злоумышленники могут использовать такое соединение, чтобы похитить данные.

Для защиты устанавливают межсетевые экраны — программы или устройства, которые охраняют границы корпоративной сети. Расскажем, как они работают и зачем выбирать экраны, сертифицированные ФСТЭК.

Что такое межсетевой экран

У межсетевых экранов бывают стандартные настройки — например, он может блокировать все входящие подключения или исходящие пакеты от определенных приложений. Для корпоративных целей экраны, как правило, настраивают дополнительно — задают протоколы, порты, разрешения для приложений. Обычно этим занимается системный администратор или специалист по информационной безопасности.

Классический межсетевой экран не изучает передаваемые данные, не ищет вредоносный код, ничего не шифрует и не расшифровывает. Он работает только с сетевыми параметрами соединения, а точнее — с признаками отдельных IP-пакетов, из которых состоит это соединение, такими как IP-адреса соединяющихся компьютеров и некоторые другие параметры.

Межсетевой экран выступает в качестве барьера между двумя сетями, например, внутренней сетью компании и интернетом. Он защищает от:

Чаще всего межсетевой экран устанавливают на границе корпоративной сети и интернета. Но можно поставить его и внутри корпоративной сети, чтобы создать отдельную, особо защищенную сеть. Например, дополнительно фильтровать трафик к серверам с самыми секретными данными. Кроме того, экран может стоять на отдельном компьютере и защищать только его. В этом случае его иногда называют сетевым (а не межсетевым), однако по классификации ФСТЭК он также будет относиться к межсетевым экранам.

Ниже мы рассматриваем варианты МЭ, которые отражены в документации ФСТЭК — это классические серверные и десктопные экраны. Поэтому мы не рассматриваем все современные варианты МЭ: брандмауэры для смартфонов, средства фильтрации трафика для беспроводных соединений, а также современные устройства для более сложной фильтрации, чем по признакам сетевых соединений (IP-пакетов), такие как DPI.

Итак, переходим к вариантам межсетевых экранов, описанным в документации ФСТЭК.

Какие бывают межсетевые экраны по документации ФСТЭК

Межсетевые экраны бывают двух видов: аппаратные и программные. Они выполняют одинаковые функции, но работают немного по-разному:

Программно-аппаратные комплексы (ПАК), или аппаратные МЭ — специальные устройства или компоненты роутеров, на которых установлено фильтрующее программное обеспечение. Все железо и ПО внутри этого устройства специализировано на фильтрации трафика и нескольких смежных задачах, дополнительные программы на аппаратный МЭ поставить нельзя. Это снижает уязвимость такого устройства к атакам и позволяет обеспечивать защищенность более высокого класса.
Программные МЭ — программное обеспечение на сервере, которое занимается фильтрацией трафика. По сути, это то же ПО, что установлено в аппаратном МЭ, но оно устанавливается на сам сервер.

Аппаратные МЭ обычно стоят на границе сети, например, там, где внутренняя сеть подключается к интернету. Программные стоят на узлах самой внутренней сети, то есть защищают непосредственно компьютеры и серверы.

Аппаратные МЭ дороже, но надежнее, обеспечивают более серьезную защиту. Программные дешевле, но менее надежны — есть риск, что трафик от злоумышленника успеет навредить сети. Кроме того, программные межсетевые экраны часто настолько нагружают компьютер, на который установлены, что там ничего больше нельзя установить. Из-за этого для них иногда выделяют отдельный сервер — и этот сервер фактически играет роль аппаратного межсетевого экрана.

Межсетевой экран можно развернуть и на облачном сервере. Его можно расположить на границе логической локальной сети в облаке точно так же, как физический МЭ можно расположить на границе физической корпоративной сети. Такой МЭ будет фильтровать соединения на границе виртуальной частной сети.

Кому и зачем нужен межсетевой экран, сертифицированный ФСТЭК

Если компания хранит персональные данные, то, согласно 152-ФЗ, она обязана обеспечить им защиту. Чтобы защищать данные в соответствии с требованиями закона, компании нужно использовать средства защиты, сертифицированные ФСТЭК. Такой сертификат подтверждает, что программа или устройство действительно надежно защищает данные. ФСТЭК сертифицирует в том числе межсетевые экраны — как программные, так и аппаратные.

То есть, если вы храните в базах данных информацию о своих сотрудниках или клиентах, вы работаете с персональными данными, а значит, обязаны обеспечить им защиту. Иногда это подразумевает, что нужно задействовать сертифицированный ФСТЭК межсетевой экран.

Сертификат ФСТЭК также может подтвердить, что МЭ подходит для защиты государственной тайны. Так что компании, которые хранят такие сведения, тоже обязаны использовать только сертифицированные межсетевые экраны.

Если вы не храните гостайну или персональные данные, необязательно устанавливать именно сертифицированный ФСТЭК межсетевой экран. Но если вы заботитесь о секретности ваших данных, при выборе экрана имеет смысл обратить внимание на сертификат — он подтвердит, что выбранный МЭ действительно надежный.

Виды межсетевых экранов по классификации ФСТЭК

Для сертификации межсетевого экрана ФСТЭК определяет его профиль защиты. Профиль нужно знать, чтобы понять, в какой конкретно системе, с какими целями и для защиты каких данных можно использовать этот экран.

К каждому профилю есть конкретные технические требования, а сам профиль зависит от двух параметров: типа МЭ и его класса защиты.

Типы межсетевых экранов по ФСТЭК:

Классы защиты межсетевых экранов по ФСТЭК:

6 класс — самый низший, подходит для работы с персональными данными 3 и 4 уровня защищенности. Про уровни защищенности персональных данных мы рассказывали в статье об ИСПДн.
5 класс — подходит для работы с данными 2 уровня защищенности.
4 класс — подходит для работы с данными 1 уровня защищенности.
1, 2 и 3 класс — необходим для работы с гостайной.

Типы и классы защиты не зависят друг от друга напрямую. Например, может существовать экран типа «А» с 6 классом защищенности или экран типа «В» с 1 классом.

Комбинация типа и класса защиты определяет профиль защиты каждого конкретного межсетевого экрана. И именно от профиля зависят технические требования к МЭ.

Получается, что профилей защиты всего 24. На сайте ФСТЭК выложены требования к 15 профилям — ко всем, кроме тех, что требуют 1, 2 и 3 уровня защиты. Эти профили — закрытая информация, так как они используются для хранения гостайны.

Пример: представим, что компании нужно установить межсетевой экран на компьютер сотрудника. Сотрудник работает с персональными данными 3 уровня защищенности — значит, ей нужен межсетевой экран 6 уровня защиты и типа «В», для установки на узел сети. Это экран с профилем ИТ.МЭ. В6.ПЗ. Получается, нужно искать межсетевой экран с сертификатом, соответствующим выбранному профилю. Профили более высокого уровня тоже подойдут — например, можно поставить и экран ИТ.МЭ. В4.ПЗ.

Если этой же компании понадобится межсетевой экран на границе сети, это будет уже экран типа «А» и того же 6 уровня защищенности — экран профиля ИТ.МЭ. А6.ПЗ.

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)

Нужно ввести передаваемые данные. Нами вводились значения 1, 2, 3 для тестов 1, 2 и 3 соответственно.
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.

Говоря о программно-аппаратной составляющей системы информационной безопасности, следует признать, что наиболее эффективный способ защиты объектов локальной сети (сегмента сети) от воздействий из открытых сетей (например, Интернета), предполагает размещение некоего элемента, осуществляющего контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов в соответствии с заданными правилами. Такой элемент получил название межсетевой экран (сетевой экран) или файрволл, брандмауэр .

Файрволл, файрвол, файервол, фаервол – образовано транслитерацией английского термина firewall.

Брандмауэр (нем. Brandmauer) – заимствованный из немецкого языка термин, являющийся аналогом английского "firewall" в его оригинальном значении (стена, которая разделяет смежные здания, предохраняя от распространения пожара).

Сетевой/межсетевой экран (МСЭ) – комплекс аппаратных или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов по различным протоколам в соответствии с заданными правилами.

Основной задачей межсетевого экрана является защита компьютерных сетей и/или отдельных узлов от несанкционированного доступа. Иногда межсетевые экраны называют фильтрами, так как их основная задача – не пропускать (фильтровать) пакеты, не подходящие под критерии, определённые в конфигурации.

Для того чтобы эффективно обеспечивать безопасность сети, межсетевой экран отслеживает и управляет всем потоком данных, проходящим через него. Для принятия управляющих решений для TCP/IP-сервисов (то есть передавать, блокировать или отмечать в журнале попытки установления соединений) межсетевой экран должен получать, запоминать, выбирать и обрабатывать информацию, полученную от всех коммуникационных уровней и от других приложений.

Межсетевой экран пропускает через себя весь трафик, принимая относительно каждого проходящего пакета решение: дать ему возможность пройти или нет. Для того чтобы межсетевой экран мог осуществить эту операцию, ему необходимо определить набор правил фильтрации. Решение о том, фильтровать ли с помощью межсетевого экрана пакеты данных, связанные с конкретными протоколами и адресами, зависит от принятой в защищаемой сети политики безопасности. По сути, межсетевой экран представляет собой набор компонентов, настраиваемых для реализации выбранной политики безопасности. Политика сетевой безопасности каждой организации должна включать (кроме всего прочего) две составляющие: политика доступа к сетевым сервисам и политика реализации межсетевых экранов.

Однако недостаточно просто проверять пакеты по отдельности. Информация о состоянии соединения, полученная из инспекции соединений в прошлом и других приложений – главный фактор в принятии управляющего решения при попытке установления нового соединения. Для принятия решения могут учитываться как состояние соединения (полученное из прошлого потока данных), так и состояние приложения (полученное из других приложений).

Таким образом, управляющие решения требуют, чтобы межсетевой экран имел доступ, возможность анализа и использования следующих факторов:

информации о соединениях – информация от всех семи уровней (модели OSI) в пакете;
истории соединений – информация, полученная от предыдущих соединений;
состоянии уровня приложения – информация о состоянии соединения, полученная из других приложений;
манипулировании информацией – вычисление разнообразных выражений, основанных на всех вышеперечисленных факторах.

Типы межсетевых экранов

Различают несколько типов межсетевых экранов в зависимости от следующих характеристик:

обеспечивает ли экран соединение между одним узлом и сетью или между двумя или более различными сетями;
происходит ли контроль потока данных на сетевом уровне или более высоких уровнях модели OSI;
отслеживаются ли состояния активных соединений или нет.

В зависимости от охвата контролируемых потоков данных межсетевые экраны подразделяются на:

традиционный сетевой (или межсетевой) экран – программа (или неотъемлемая часть операционной системы) на шлюзе (устройстве, передающем трафик между сетями) или аппаратное решение, контролирующие входящие и исходящие потоки данных между подключенными сетями (объектами распределённой сети);
персональный межсетевой экран – программа, установленная на пользова-тельском компьютере и предназначенная для защиты от несанкционированного доступа только этого компьютера.

В зависимости от уровня OSI, на котором происходит контроль доступа, сетевые экраны могут работать на:

сетевом уровне, когда фильтрация происходит на основе адресов отправителя и получателя пакетов, номеров портов транспортного уровня модели OSI и статических правил, заданных администратором;
сеансовом уровне (также известные, как stateful), когда отслеживаются сеансы между приложениями и не пропускаются пакеты, нарушающие спецификации TCP/IP, часто используемые в злонамеренных операциях – сканирование ресурсов, взломы через неправильные реализации TCP/IP, обрыв/замедление соединений, инъекция данных;
прикладном уровне (или уровне приложений), когда фильтрация производится на основании анализа данных приложения, передаваемых внутри пакета. Такие типы экранов позволяют блокировать передачу нежелательной и потенциально опасной информации на основании политик и настроек.

Фильтрация на сетевом уровне

Фильтрация входящих и исходящих пакетов осуществляется на основе информации, содержащейся в следующих полях TCP- и IP-заголовков пакетов: IP-адрес отправителя; IP-адрес получателя; порт отправителя; порт получателя.

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

К преимуществам такой фильтрации относится:

сравнительно невысокая стоимость;
гибкость в определении правил фильтрации;
небольшая задержка при прохождении пакетов.

не собирает фрагментированные пакеты;
нет возможности отслеживать взаимосвязи (соединения) между пакетами.?

Фильтрация на сеансовом уровне

В зависимости от отслеживания активных соединений межсетевые экраны могут быть:

stateless (простая фильтрация), которые не отслеживают текущие соединения (например, TCP), а фильтруют поток данных исключительно на основе статических правил;
stateful, stateful packet inspection (SPI) (фильтрация с учётом контекста), с отслеживанием текущих соединений и пропуском только таких пакетов, которые удовлетворяют логике и алгоритмам работы соответствующих протоколов и приложений.

Межсетевые экраны с SPI позволяют эффективнее бороться с различными видами DoS-атак и уязвимостями некоторых сетевых протоколов. Кроме того, они обеспечивают функционирование таких протоколов, как H.323, SIP, FTP и т. п., которые используют сложные схемы передачи данных между адресатами, плохо поддающиеся описанию статическими правилами, и зачастую несовместимых со стандартными, stateless сетевыми экранами.

К преимуществам такой фильтрации относится:

анализ содержимого пакетов;
не требуется информации о работе протоколов 7 уровня.

сложно анализировать данные уровня приложений (возможно с использованием ALG – Application level gateway).

Application level gateway, ALG (шлюз прикладного уровня) – компонент NAT-маршрутизатора, который понимает какой-либо прикладной протокол, и при прохождении через него пакетов этого протокола модифицирует их таким образом, что находящиеся за NAT’ом пользователи могут пользоваться протоколом.

Служба ALG обеспечивает поддержку протоколов на уровне приложений (таких как SIP, H.323, FTP и др.), для которых подмена адресов/портов (Network Address Translation) недопустима. Данная служба определяет тип приложения в пакетах, приходящих со стороны интерфейса внутренней сети и соответствующим образом выполняя для них трансляцию адресов/портов через внешний интерфейс.

Технология SPI (Stateful Packet Inspection) или технология инспекции пакетов с учетом состояния протокола на сегодня является передовым методом контроля трафика. Эта технология позволяет контролировать данные вплоть до уровня приложения, не требуя при этом отдельного приложения посредника или proxy для каждого защищаемого протокола или сетевой службы.

Исторически эволюция межсетевых экранов происходила от пакетных фильтров общего назначения, затем стали появляться программы-посредники для отдельных протоколов, и, наконец, была разработана технология stateful inspection. Предшествующие технологии только дополняли друг друга, но всеобъемлющего контроля за соединениями не обеспечивали. Пакетным фильтрам недоступна информация о состоянии соединения и приложения, которая необходима для принятия заключительного решения системой безопасности. Программы-посредники обрабатывают только данные уровня приложения, что зачастую порождает различные возможности для взлома системы. Архитектура stateful inspection уникальна потому, что она позволяет оперировать всей возможной информацией, проходящей через машину-шлюз: данными из пакета, данными о состоянии соединения, данными, необходимыми для приложения.

Пример работы механизма Stateful Inspection. Межсетевой экран отслеживает сессию FTP, проверяя данные на уровне приложения. Когда клиент запрашивает сервер об открытии обратного соединения (команда FTP PORT), межсетевой экран извлекает номер порта из этого запроса. В списке запоминаются адреса клиента и сервера, номера портов. При фиксировании попытки установить соединение FTP-data, межсетевой экран просматривает список и проверяет, действительно ли данное соединение является ответом на допустимый запрос клиента. Список соединений поддерживается динамически, так что открыты только необходимые порты FTP. Как только сессия закрывается, порты блокируются, обеспечивая высокий уровень защищенности.

увеличить изображение
Рис. 2.12. Пример работы механизма Stateful Inspection с FTP-протоколом

Фильтрация на прикладном уровне

К преимуществам такой фильтрации относится:

простые правила фильтрации;
возможность организации большого числа проверок. Защита на уровне приложений позволяет осуществлять большое количество дополнительных проверок, что снижает вероятность взлома с использованием "дыр" в программном обеспечении;
способность анализировать данные приложений.

относительно низкая производительность по сравнению с фильтрацией пакетов;
proxy должен понимать свой протокол (невозможность использования с неизвестными протоколами)?;
как правило, работает под управлением сложных ОС.

Сравнение аппаратных и программных межсетевых экранов

Для сравнения межсетевых экранов разделим их на два типа: 1-й – аппаратные и программно-аппаратные и 2-й – программные.

К аппаратным и программно-аппаратным межсетевым экранам относятся устройства, установленные на границе сети. Программные межсетевые экраны – это те, которые установлены на конечных хостах.

Основные направления, присущие и первому, и второму типам:

обеспечение безопасности входящего и исходящего трафика;
значительное увеличение безопасности сети и уменьшение риска для хостов подсети при фильтрации заведомо незащищенных служб;
возможность контроля доступа к системам сети;
уведомление о событиях с помощью соответствующих сигналов тревоги, которые срабатывают при возникновении какой-либо подозрительной деятельности (попытки зондирования или атаки);
обеспечение недорогого, простого в реализации и управлении решения безопасности.

Аппаратные и программно-аппаратные межсетевые экраны дополнительно поддерживают функционал, который позволяет:

препятствовать получению из защищенной подсети или внедрению в защищенную подсеть информации с помощью любых уязвимых служб;
регистрировать попытки доступа и предоставлять необходимую статистику об использовании Интернет;
предоставлять средства регламентирования порядка доступа к сети;
обеспечивать централизованное управление трафиком.

Программные межсетевые экраны, кроме основных направлений, позволяют:

контролировать запуск приложений на том хосте, где установлены;
защищать объект от проникновения через "люки" (back doors);
обеспечивать защиту от внутренних угроз.

Межсетевой экран не является симметричным устройством. Он различает понятия: "снаружи" и "внутри". Межсетевой экран обеспечивает защиту внутренней области от неконтролируемой и потенциально враждебной внешней среды. В то же время межсетевой экран позволяет разграничить доступ к объектам общедоступной сети со стороны субъектов защищенной сети. При нарушении полномочий работа субъекта доступа блокируется, и вся необходимая информация записывается в журнал.

Межсетевые экраны могут использоваться и внутри защищенных корпоративных сетей. Если в локальной сети имеются подсети с различной степенью конфиденциальности информации, то такие фрагменты целесообразно отделять межсетевыми экранами. В этом случае экраны называют внутренними.

Среднестатистическому бизнесмену вряд ли захочется вдаваться в технические подробности защитного ПО или железа, но хотя бы общее понимание необходимо, иначе задачу сохранения данных не решить. Особенно когда это касается финансовой информации, ведь большинство людей в нашей стране в той или иной степени ведут свое дело на кредитной основе. В таких условиях любая информационная утечка или потеря денежных средств могут означать приближение банкротства.

В связи с этим поговорим о защите в кибернетической сфере простыми словами и попробуем разобраться что такое межсетевой экран и зачем он нужен.

Что такое межсетевой экран (МЭ) простыми словами

Так называют программное обеспечение или аппаратный комплекс, которые устанавливаются в корпоративную сеть и обеспечивают ее безопасность с помощью постоянного мониторинга входящего и исходящего трафика, контроля за правами доступа сотрудников, антивирусной защиты, блокирования доступа к выбранным ресурсам и других мер.

Важно: МЭ различает, что поступает внутрь защищенного пространства и что отправляется вовне, то есть для него есть понятие «внутри» и «снаружи». Вы можете задать определенные правила безопасности для обеих сфер.

МЭ на рынке уже более 25 лет. За это время они не раз доказали свою надежность, предотвратили сотни тысяч атак и попыток взлома.

Виды МЭ

Их огромное количество, и классификаций для них тоже очень много. Но нас интересуют основы, то есть общий алгоритм работы межсетевых экранов. В этом ключе, как мы и упоминали выше, они делятся на программные и аппаратные .

Программные, как видно из названия, представляют собой ПО, которое внедряют в вашу сеть на границе сети Аппаратные МЭ — устройство, которое физически подключается к сети в вашем офисе.

Важно : приобретение аппаратного МЭ не означает, что вам нужно покупать тысячу коробочек и внедрять их в каждый компьютер и на каждое рабочее место. Чаще всего, это один прибор, ставят в серверной или другом надежном месте, куда нет доступа большинству сотрудников.

Преимущества аппаратных МЭ

Аппаратный МЭ выполняет те же функции, что и программный, то есть:

Централизованно управляет трафиком.
Регламентирует доступ к сети.
Фиксирует и сохраняет попытки доступа и другую статистику по использованию интернета.
Охраняет внутреннюю сеть от данных, полученных с использованием незащищенных или уязвимых служб.
Препятствует получению данных из защищенной сети с использованием незащищенных или уязвимых служб.

Но, в силу своих особенностей (ПО работает на собственном железе), обладает рядом преимуществ:

Развертывание и эксплуатация осуществляются быстрее и проще. Достаточно присоединить, активировать, задать необходимые установки и оставить в покое. Дальше машина может работать (почти) без участия человека.
Аппаратные решения отличаются большей надежностью в силу того, что представляют собой готовое решение, работающее из коробки.
Производительность аппаратных МЭ выше, поскольку экран выполняет свою прямую функцию и больше ничем не занят, в нем нет сторонних процессов и служб. Это выгодно отличает его от сервера на Windows Server с программным шлюзом — там параллельно будут работать почтовые службы, СУБД, DNS и кто знает что еще.
Экономия места. Аппаратные брандмауэры, как правило, гораздо компактнее системного блока. Правда есть и исключения — большие МЭ форм-фактора 2U.

Аппаратные МЭ, в целом, удобнее своих чисто программых собратьев. Суть здесь в том, что любое ПО — в том числе и обеспечивающее безопасность — представляет собой программу, использующую ваши технические ресурсы и мощности и «конкуренция» с другими программами тут неизбежна. В то же время аппаратные МЭ могут отдавать 100% своей мощности под задачи киберзащиты. В сущности они представляют собой что-то вроде специального компьютера, в котором все заточено именно под работу функций защиты. Благодаря этому симбиозу, их эффективность заметно возрастает.

Несанкционированный доступ к данным, хищения информации, нарушения в работе локальных сетей уже давно превратились в серьезные угрозы для бизнеса, деятельности общественных организаций и государственных органов.

Эффективным решением для защиты от этих угроз являются межсетевые экраны (МСЭ), или файерволы. Это программное обеспечение или аппаратно-программные продукты, предназначенные для блокировки нежелательного трафика.

Разрешение или запрет доступа межсетевым экраном осуществляется на основе заданных администратором параметров. В том числе могут использоваться следующие параметры и их комбинации:

IP-адреса. При помощи Firewall можно предоставить или запретить получение пакетов с определенного адреса или задать перечень запрещенных и разрешенных IP-адресов.
Доменные имена. Возможность установки запрета на пропуск трафика с определенных веб-сайтов.
Порты. Задание перечня запрещенных и разрешенных портов позволяет регулировать доступ к определенным сервисам и приложениям. Например, заблокировав порт 80, можно запретить доступ пользователей к веб-сайтам.
Протоколы. МСЭ может быть настроен таким образом, чтобы блокировать доступ трафика определенных протоколов.

Типы межсетевых экранов

Для защиты локальных сетей от нежелательного трафика и несанкционированного доступа применяются различные виды межсетевых экранов. В зависимости от способа реализации, они могут быть программными или программно-аппаратными.

Программный Firewall — это специальный софт, который устанавливается на компьютер и обеспечивает защиту сети от внешних угроз. Это удобное и недорогое решение для частных ПК, а также для небольших локальных сетей — домашних или малого офиса. Они могут применяться на корпоративных компьютерах, используемых за пределами офиса.

Для защиты более крупных сетей используются программные комплексы, под которые приходится выделять специальный компьютер. При этом требования по техническим характеристикам к таким ПК являются довольно высокими. Использование мощных компьютеров только под решение задач МСЭ нельзя назвать рациональным. Да и производительность файервола часто оставляет желать лучшего.

Поэтому в крупных компаниях и организациях обычно применяют аппаратно-программные комплексы (security appliance). Это специальные устройства, которые, как правило, работают на основе операционных систем FreeBSD или Linux.

Функционал таких устройств строго ограничивается задачами межсетевого экрана, что делает их применение экономически оправданным. Также security appliance могут быть реализованы в виде специального модуля в штатном сетевом оборудовании — коммутаторе, маршрутизаторе и т. д.

Применение программно-аппаратных комплексов характеризуется следующими преимуществами:

Повышенная производительность за счет того, что операционная система работает целенаправленно на выполнение одной функции.
Простота в управлении. Контролировать работу security appliance можно через любой протокол, в том числе стандартный (SNMP, Telnet) или защищенный (SSH, SSL).
Повышенная надежность защиты за счет высокой отказоустойчивости программно-аппаратных комплексов.

Помимо этого, межсетевые экраны классифицируют в зависимости от применяемой технологии фильтрации трафика. По этому признаку выделяют следующие основные виды МСЭ:

прокси-сервер;
межсетевой экран с контролем состояния сеансов;
межсетевой экран UTM;
межсетевой экран нового поколения (NGFW);
NGFW с активной защитой от угроз.

Рассмотрим более подробно эти виды файерволов, их функции и возможности.

Прокси-сервер

С помощью прокси-сервера можно создать МСЭ на уровне приложения. Главным плюсом технологии является обеспечение прокси полной информации о приложениях. Также они поддерживают частичную информацию о текущем соединении.

Необходимо отметить, что в современных условиях proxy нельзя называть эффективным вариантом реализации файервола. Это связано со следующими минусами технологии:

Технологические ограничения — шлюз ALG не позволяет обеспечивать proxy для протокола UDP.
Необходимость использования отдельного прокси для каждого сервиса, что ограничивает количество доступных сервисов и возможность масштабирования.
Недостаточная производительность межсетевого экрана.

Нужно учитывать и чувствительность прокси-серверов к сбоям в операционных системах и приложениях, а также к некорректным данным на нижних уровнях сетевых протоколов.

Межсетевой экран с контролем состояния сеансов

Этот тип МСЭ уже давно стал одним из самых популярных. Принцип его работы предусматривает анализ состояния порта и протокола. На основании этого анализа файервол принимает решение о пропуске или блокировании трафика. При принятии решения межсетевой экран учитывает не только правила, заданные администратором, но и контекст, что значительно повышает эффективность работы (контекстом называют сведения, которые были получены из предыдущих соединений).

Межсетевой экран UTM

Межсетевые экраны типа UTM (Unified threat management) стали дальнейшим развитием технологии, необходимость в котором возникла в связи с ростом изощренности и разнообразия сетевых атак. Впервые внедрение таких МСЭ началось в 2004 году.

Основным плюсом систем UTM является эффективное сочетание функций:

контент-фильтра;
службы IPS — защита от сетевых атак;
антивирусной защиты.

Это повышает эффективность и удобство управления сетевой защитой за счет необходимости администрирования только одного устройства вместо нескольких.

Экран UTM может быть реализован в виде программного или программно-аппаратного комплекса. Во втором случае предусматривается использование не только центрального процессора, но и дополнительных процессоров, выполняющих специальные функции. Так, процессор контента обеспечивает ускоренную обработку сетевых пакетов и архивированных файлов, вызывающих подозрение. Сетевой процессор обрабатывает сетевые потоки с высокой производительностью. Кроме того, он обрабатывает TCP-сегменты, выполняет шифрование и транслирует сетевые адреса. Процессор безопасности повышает производительность службы IPS, службы защиты от потери данных, службы антивируса.

Программные компоненты устройства обеспечивают создание многоуровневого межсетевого экрана, поддерживают фильтрацию URL, кластеризацию. Есть функции антиспама, повышения безопасности серфинга и другие возможности.

Межсетевой экран нового поколения (NGFW)

В связи с постоянным развитием и ростом технологического и профессионального уровня злоумышленников, возникла необходимость в создании новых типов межсетевых экранов, способных противостоять современным угрозам. Таким решением стал МСЭ нового поколения Next-Generation Firewall (NGFW).

Файерволы этого типа выполняют все основные функции, характерные для обычных межсетевых экранов. В том числе они обеспечивают фильтрацию пакетов, поддерживают VPN, осуществляют инспектирование трафика, преобразование портов и сетевых адресов. Они способны выполнять фильтрацию уже не просто на уровне протоколов и портов, а на уровне протоколов приложений и их функций. Это дает возможность значительно эффективней блокировать атаки и вредоносную активность.

Экраны типа NGFW должны поддерживать следующие ключевые функции:

защита сети от постоянных атак со стороны систем, зараженных вредоносным ПО;
все функции, характерные для первого поколения МСЭ;
распознавание типов приложений на основе IPS;
функции инспекции трафика, в том числе приложений;
настраиваемый точный контроль трафика на уровне приложений;
инспекция трафика, шифрование которого выполняется посредством SSL;
поддержка базы описаний приложений и угроз с постоянными обновлениями.

Такая функциональность позволяет поддерживать высокую степень защищенности сети от воздействия сложных современных угроз и вредоносного ПО.

NGFW с активной защитой от угроз

Дальнейшим развитием технологии стало появление NGFW с активной защитой от угроз. Этот тип файерволов можно назвать модернизированным вариантом обычного межсетевого экрана нового поколения. Он предназначен для эффективной защиты от угроз высокой степени сложности.

Функциональность МСЭ этого типа, наряду со всем возможности обычных NGFW, поддерживает:

учет контекста, обнаружение на его основе ресурсов, создающих повышенные риски;
автоматизацию функций безопасности для самостоятельной установки политик и управления работой системы, что повышает быстродействие и оперативность отражения сетевых атак;
применение корреляции событий на ПК и в сети, что повышает эффективность обнаружения потенциально вредоносной активности (подозрительной и отвлекающей).

В файерволах типа NGFW с активной защитой от угроз значительно облегчено администрирование за счет внедрения унифицированных политик.

Ограниченность анализа межсетевого экрана

При использовании межсетевых экранов необходимо понимать, что их возможности по анализу трафика ограничены. Любой файервол способен анализировать только тот трафик, который он может четко идентифицировать и интерпретировать. Если МСЭ не распознает тип трафика, то он теряет свою эффективность, поскольку не может принять обоснованное решение по действиям в отношении такого трафика.

Возможности интерпретации данных ограничены в ряде случаев. Так, в протоколах IPsec, SSH, TLS, SRTP применяется криптография, что не позволяет интерпретировать трафик. Данные прикладного уровня шифруются протоколами S/MIME и OpenPGP. Это исключает возможность фильтрации трафика, на основании данных, которые содержатся на прикладном уровне. Туннельный трафик также накладывает ограничения на возможности анализа МСЭ, поскольку файервол может «не понимать» примененный механизм туннелирования данных.

В связи с этим при задании правил для межсетевого экрана важно четко задать ему порядок действий при приеме трафика, который он не может однозначно интерпретировать.

Читайте также: