Пакетний фільтр. Ефективний захист комп’ютерних мереж

Фільтрація вихідних повідомлень дозволить виключити влучення повідомлень, переданих по локальній мережі, у Internet. Варто помітити, що витік конфіденційної інформації може відбуватися не тільки внаслідок незаконного проникнення в систему, але й у результаті неправильного настроювання вузлів локальної мережі, при якій передані зведення безперешкодно проникають у Internet. До такого неконтрольованого поширення інформації може привести використання серверів dhcpd, timed, routed і rwhod. Служби wall і syslogd також не ідеальні з погляду безпеки системи.

Фільтрація вихідних пакетів дозволить припинити небажані звертання до серверів з вузлів локальної мережі. Джерелом таких звертань можуть бути неперевірені програми, що запускаються користувачами на їхніх комп'ютерах. Так, наприклад, програми, що застаріли, розроблені без обліку особливостей мережного середовища, можуть поводитися непередбачено на комп'ютері, підключеному до Internet.

3.4 Фільтрація на основі адреси джерела

Сформувати правила фільтрації за адресою джерела нескладно. Якщо розміри локальної мережі невеликі, IP-адреса кожного з комп'ютерів точно відомий. Отже, правила фільтрації повинні бути побудовані так, щоб пакет, у якому зазначена адреса джерела, не співпадав з жодним з адресів комп'ютерів, не був пропущений брандмауером.

Якщо на вузлах локальної мережі встановлено кілька загальнодоступних серверів, ситуація ускладнюється. Якщо комп'ютеру, що виконує функції брандмауера, IP-адреса виділяється динамічно, фільтрація вихідних пакетів обов'язково повинна виконуватися.

3.5 Фільтрація на основі адреси призначення

Як було сказано вище, можлива ситуація, при якій вам буде потрібно обмежити передачу пакетів за межі локальної мережі адресами окремих мереж чи окремих комп'ютерів. Ці адреси чи діапазони адрес повинні бути зазначені в правилах, керуючих роботою брандмауера.

Перша категорія вихідних пакетів, що підлягають фільтрації, являє собою звертання до вилучених серверів. Деякі типи серверів, наприклад Web чи FTP, можуть розміщатися практично по будь-якій адресі, і доступ до них звичайно не обмежується. У той же час існують служби, звертання до яких повинні строго контролюватися. Як приклади можна привести поштовий сервер POP і службу DHCP, що динамічно розподіляє IP-адреси. Звичайно брандмауер набудовується так, що звертання до подібних служб дозволяється лише у випадку, якщо відповідні сервери розташовані на визначених вузлах з конкретними IP-адресами.

Друга категорія вихідних пакетів, оброблюваних у процесі фільтрації, - це відгуки локальних серверів на звертання до них вилучених клієнтів. І знову, якщо відповідь Web-сервера може бути спрямована практично будь-якому комп'ютеру, підключеному до Internet, то відповіді таких служб, як Telnеt, SSH і finger, повинні одержувати лише окремі вузли, що користаються довірою. Таким чином, брандмауер не тільки видаляє пакети, спрямовані деяким службам, але й обмежує число клієнтів, яким має право відповісти сервер.

3.6 Фільтрація на основі порту джерела

Перевірка портів, зазначених у заголовках пакетів, виконується як для клієнтів-програм, запущених у локальній мережі, так і для серверів. Така перевірка дозволяє переконатися в тім, що програми працюють коректно і захищають користувачів Internet від улучення на їхні комп'ютери графіка локальної мережі.

При звертанні локальних клієнтів до вилучених серверів у заголовку пакетів повинні міститися лише непривілейовані номери портів джерела. Перевірка номерів вихідних портів брандмауером забезпечує додатковий контроль правильності роботи програм.

Пакети, передані сервером, обов'язково повинні містити в заголовку порт джерела, що збігає з номером порту, виділеним для служби даного типу. Перевірка номера порту по суті являє собою перевірку роботи засобів підтримки протоколів. Контролюючи номера портів, брандмауер виключає несанкціоновані звертання до серверів і вилучення даних, призначених для передачі по локальній мережі, у Internet.

3.7 Фільтрація на основі порту призначення

Оскільки локальні клієнти можуть звертатися до вилучених серверів лише по конкретних номерах портів, фільтрація вихідних пакетів є одночасно засобом контролю за використанням протоколів. Це, по-перше, запобігає випадковим установленням з'єднань з помилково обраними серверами, а по-друге, не дає можливості користувачам локальної мережі проводити сканування портів вилучених комп'ютерів і впливати на них іншими способами.

Вилучені клієнти при встановленні з'єднань з вашими серверами використовують винятково непривілейовані порти, тому брандмауер повинний стежити, щоб у відповідях локальних серверів як порти призначення також указувалися порти з номерами 1024 і вище.

3.8 Фільтрація за значеннями прапорів стану

Як і при фільтрації вхідних пакетів, обробка вихідного пакета може виконуватися на основі значень прапорів, що визначають стан з'єднання. На різних етапах TCP-з'єднання стан клієнта і сервера змінюється.

У першому пакеті, що відправляється клієнтом у рамках конкретного TCP-з'єднання, установлений прапор SYN. В усіх наступних пакетах прапор SYN скинутий, але встановлений прапор АСК. Таким чином, при настроюванні брандмауера необхідно задати правило, відповідно до якого в пакетах, переданих клієнтом, повинний бути встановлений або прапор SYN, або АСК.

Пакети, передані серверами, являють собою відповіді на запити клієнтів. У кожнім з таких пакетів установлений прапор АСК. Цей факт також повинний бути відбитий у настроюваннях брандмауера.

4. Доступ до служб локальної мережі

Самий вірний спосіб спровокувати незаконне проникнення в систему - відкрити доступ з Internet до серверів, призначеним для використання в межах локальної мережі. Подібні сервери ні при яких обставинах не повинні бути “видимі” ззовні, тобто з Internet. Порушення цього правила переслідується неприємностями. Через такий сервер важлива інформація може потрапити в руки конкурентів, тому що програма, що підтримує роботу служби, може мати недоліки в системі захисту.

Одними з перших мережних служб можна вважати команди вилученого доступу, реалізовані в системі BSD. Вони були розроблені для зручності поділу ресурсів, при цьому вважалося, що комп'ютери, що беруть участь у процесі обміну, і користувачі, що працюють за ними, заслуговують повної довіри. Пізніше з'явилися сервісні засоби, спеціально призначені для роботи в Internet. У той час, коли вони розроблялися, Internet використовувалася в основному при проведенні наукових досліджень і являла собою відносно безпечне середовище. В даний час ситуація докорінно змінилася; Internet перетворилася в глобальну мережу, і питання забезпечення безпеки стали, мабуть, самими злободенними.

Багато служб, підтримувані в системі UNIX, надають інформацію про систему і користувачів. Звернувшись до відповідного серверу, можна довідатися про облікові записи користувачів, про тім, хто з них є власником програми, що виконується в системі, про стан системи і мережі, про використовувані ресурси і про інші вузли мережі. Звичайно, у відповідях серверів не містяться явні зведення про недоліки в системі захисту, однак інформація, що повертається у відповідь на запит, багато чого говорить досвідченому зломщику й істотно спрощує процес незаконного проникнення в систему. Крім того, у системі міститься інформація про користувачів - імена, адреси, номери телефонів, - яку ви навряд чи згодні зробити надбанням будь-якого бажаючих.

Найбільшу небезпеку представляють служби, призначені для організації доступу до поділюваних файлових систем і мережних пристроїв: принтерам, факсам-апаратам і т.д.

Деякі сервери, що працюють у локальній мережі, складні в настроюванні, особливо важко настроїти їх так, щоб забезпечити належний рівень захисту. Вибору конфігурації мережних служб присвячені спеціальні видання, а в даній книзі це не розглядається.

Деякі служби не підтримуються в невеликих локальних мережах і тим більше на домашніх комп'ютерах, область їхнього використання - корпоративні мережі. Як приклади таких сервісних засобів можна привести маршутизаторів, програмне забезпечення великих інформаційних центрів, засобу кодування даних і т.д.

4.1 Захист локальних служб

Найпростіший спосіб уберегтися від проникнення в систему за допомогою одного із серверів - зробити цей сервер недоступним з Internet. Варто помітити, що не всі сервери можна ефективно захистити засобами фільтрації пакетів. Як приклади служб, при організації захисту яких приходиться вирішувати безліч проблем, можна привести RealAudio і ICQ.

Один зі способів захистити служби, призначені для внутрішнього використання, - відмовитися від розміщення відповідних серверів на комп'ютерах, доступних із глобальної мережі. Якщо комп'ютер “не видний” з Internet, вилучений клієнт не має ніякої можливості звернутися до розмішеного на ньому серверу. Однак у невеликих мережах не завжди є можливість реалізувати таке рішення на практиці. Часто системний адміністратор просто не може виділити для роботи сервера окрему машину, недоступну ззовні. Тому в деяких випадках компроміси неминучі.

Для захисту сервера від звертань з Internet можна застосувати брандмауера, що виконує фільтрацію пакетів по порту призначення. Наявність такого брандмауера дозволяє запускати в локальній мережі велику кількість служб, не піддаючи серйозної небезпеки мережні ресурси.

Проте фільтрація пакетів не забезпечує повної безпеки. Для ряду програм приходиться застосовувати засоби захисту, що працюють на більш високих рівнях мережної взаємодії. Для деяких програм організувати захист настільки складно, що їхнє виконання на комп'ютері, що має з'єднання з Internet, неминуче сполучене з ризиком.

5. Вибір серверів для установки в системі

Одне з головних рішень, що відносяться до безпеки системи, - вибір серверів, що повинні бути встановлені на комп'ютері, що виконує роль брандмауера. Кожний із серверів по-своєму впливає на загальну безпеку системи, тому, вибираючи програми для роботи в UNIX, треба дотримувати наступного правила: установлювати лише ті сервери, що абсолютно необхідні для нормальної роботи мережі й особливості роботи яких ви добре собі представляєте. Перш ніж приступати до інсталяції програми, необхідно з'ясувати, які функції вона виконує і хто буде нею користатися.

У наступних розділах описані популярні сервери, що можуть бути запущені в системі Red Hat Linux. В описі служб приведені рекомендації щодо того, як і на якому етапі системи повинні бути запущені відповідні програми.

Існують три способи запуску програм, що реалізують мережні служби, у системі UNIX. Основна частина серверів автоматично запускається при завантаженні операційної системи під керуванням диспетчера рівнів виконання. Порядок запуску вказується в сценаріях, що зберігаються в каталозі /etc/rc.d. Другий спосіб -- запуск програм за допомогою демона inetd при надходженні запиту від клієнта-програми. Особливості виклику серверів описуються в конфігураційному файлі програми /etc/ inetd. conf. І, нарешті, мережні служби можуть безпосередньо запускатися за допомогою сценаріїв, керуючих конфігурацією системи. Як правило, подібні сервери не входять у стандартний комплект постачання Linux і інстилуються окремо.

6. Принципи роботи брандмауерів

Інформаційні системи корпорацій, урядових закладів і інших організацій постійно розвиваються в наступних напрямках.

* Система централізованої обробки даних, що працює на базі мейнфрейма, до якого безпосередньо підключене деяке число терміналів.

* Локальна мережа, що поєднує персональні комп'ютери і термінали один з одним і мейнфреймом.

* Об'єднана мережа, що складається з декількох локальних мереж, зв'язаних один з одним персональних комп'ютерів, серверів і, можливо, одного чи двох мейнфреймов.

* Мережа масштабу підприємства, що складає з декількох, що знаходяться на досить великій відстані друг від друга об'єднаних мереж, що зв'язуються між собою за допомогою відомчої глобальної мережі.

* Зв'язок через Internet, при якій різні об'єднані мережі виявляються підключеними до Internet і можуть бути також зв'язаними один з одним відомчою глобальною мережею.

Сьогодні зв'язок з Internet для більшості організацій уже є звичною справою. Для багатьох організацій інформація і послуги Internet життєво необхідні. Крім того, доступ до Internet потрібно багатьом індивідуальним користувачам, і якщо їхня локальна мережа не забезпечує такого доступу, вони самостійно використовують засоби вилученого доступу для підключення своїх персональних комп'ютерів до Internet через постачальника послуг Internet (провайдера). Але, хоча доступ до Internet і дає організації очевидні переваги, вона в той же час відкриває ресурси внутрішньої мережі організації зовнішньому світу. Ясно, що це несе в собі визначену погрозу для організації. Для захисту від цієї погрози можна обладнати кожну робочу станцію і кожен сервер внутрішньої мережі надійними засобами захисту типу системи захисту від вторгнень, але такий підхід, мабуть, непрактичний. Розглянемо, наприклад, мережу із сотнями чи навіть тисячами окремих систем, на яких працюють самі різні версії UNIX, так ще і Windows 95„ Windows 98 і Windows NT. Якщо буде виявлена яка-небудь вада в системі захисту, прийдеться внести зміни в засоби захисту всіх систем, що потенційно можуть показатися вразливими. Альтернативою, що стає усе більш популярною, є використання брандмауера. Цей пристрій розміщається між внутрішньою мережею організації і Internet, забезпечуючи контрольований зв'язок і споруджуючи зовнішню стіну, чи границю. Метою створення такої границі є захист внутрішньої мережі від несанкціонованого проникнення ззовні через Internet і організація єдиного центра, у якому повинні застосовуватися засоби захисту і контролю. Брандмауер може являти собою як окремий комп'ютер мережі, так і групу спеціально виділених комп'ютерів, що здійснюють функції брандмауера мережі, взаємодіючи між собою.

У цьому розділі ми спочатку обговоримо загальні характеристики брандмауерів, а потім розглянемо брандмауерів найпоширеніших типів. Наприкінці роздягнула приводяться деякі типові конфігурації брандмауерів.

6.1 Характеристики брандмауерів

У [BELL94] приводиться наступний список основних задач, що стоять перед розроблювачами брандмауерів.

1. Весь потік даних, що направляються з внутрішньої мережі в зовнішній світ, які йдуть у зворотному напрямку, повинний проходити через брандмауера. Для цього фізично блокується будь-який доступ до локальної мережі в обхід брандмауера. Як буде показано нижче, ця задача має кілька різних конструктивних рішень.

2. З усього потоку даних, що надходять до брандмауера, пройти його можуть тільки дані, які пройшли аутентифікацію відповідно до локальної політики захисту. Як буде показано нижче, у брандмауерах реалізуються різні типи політик захисту.

3. Брандмауер сам по собі повинен бути недоступний для вторгнення ззовні. Це припускає наявність високонадійної системи з захищеною операційною системою.

У [SMIT97] перераховані чотири основних засоби, за допомогою яких брандмауери здійснюють контроль доступу і забезпечують реалізацію політик захисту відповідної обчислювальної системи. Споконвічно брандмауери здійснювали в основному керування серверами, але сьогодні на них покладені й інші задачі.

* Керування серверами. Визначення типів служб Internet, до яких можна одержати доступ із внутрішньої мережі назовні і з зовнішнього оточення усередину. Брандмауер може фільтрувати потік даних на основі IP-адрес і номерів портів TCP. Він пропонує такий компонент, як прокси-сервер, через який може проходити кожен запит сервісу і який приймає рішення про те, пропустити даний запит чи ні. Брандмауер може містити і самі серверні компоненти, наприклад, Web-сервер чи поштову службу.

* Керування напрямком руху. Визначення напрямку, у якому можуть ініціюватися і проходити через браудмауер запити до тих чи інших служб.

* Керування користувачами. Представлення доступу до служб у залежності від прав доступу користувачів, що звертаються до цих служб. Ця функція звичайно застосовується до користувачів усередині мережі, що захищається за допомогою брандмауера (локальним користувачам). Однак вона може застосовуватися і до потоку даних, що надходить від зовнішніх користувачів, але це вимагає реалізації в якійсь формі технології аутентифікації, наприклад, забезпечуваної протоколом IPSec.

* Керування поведінкою. Контроль за використанням окремих служб. Так, брандмауер може фільтрувати електронну пошту, відсіваючи “спэм”, чи ж дозволяти доступ ззовні тільки до визначеної частини інформації, що знаходиться на локальному Web-сервері.

Перед розглядом особливостей конфігурації брандмауерів різних типів визначимо вимоги, висунуті до них. Брандмауер може пропонувати наступні можливості.

1. Брандмауер визначає єдину крапку входу, у якій припиняється несанкціонований доступ зовнішніх користувачів до мережі, що захищається, забороняється потенційно уразливим службам вхід у мережу чи ззовні вихід зсередини в зовнішній світ, а також забезпечується захист від різних атак вторгнення, що використовують зміну чи маршруту вказівка помилкових IP-адрес. Наявність єдиної крапки входу спрощує задачу контролю безпеки, тому що всі засоби захисту виявляються зосередженими в одному місці.

2. Брандмауер - це місце, де здійснюється моніторинг подій, що мають відношення до захисту мережі. Для цього в брандмауері можуть бути передбачені відповідні компоненти контролю і повідомлення.

3. Брандмауер є зручною платформою для ряду функцій Internet, що не мають безпосереднього відношення до безпеки. До таких функцій можна віднести трансляцію локальних мережних адрес в адреси Internet, a також засобу керування мережею, що контролюють використання Internet і ведення відповідного журналу.

4. Брандмауер може служити платформою для IPSec. Можливості тунельного режиму такого брандмауера можна використовувати при побудові віртуальних приватних мереж.

Брандмауери мають свої обмеження, описані нижче.

1. Брандмауер не захищає від атак, що йдуть в обхід. Внутрішні комп'ютерні системи можуть мати засобу вилученого доступу до зовнішнього постачальника послуг Internet. Внутрішня локальна мережа може мати модемну стійку, що забезпечує вилучений доступ до мережі співробітникам, що знаходяться в чи відрядженні працює вдома.

2. Брандмауер не може захистити від внутрішніх погроз безпеки, наприклад, з боку незадоволеного чи службовця співробітника, що вступив у змову з зовнішнім порушником.

3. Брандмауер не може захистити від погрози передачі інфікованих вірусами програм чи файлів. У зв'язку з тим що в рамках границь, що захищаються брандмауером, може використовуватися безліч різних операційних систем і додатків, для брандмауера виявляється практично неможливим перевіряти усі вхідні файли, електронну пошту й одержувані повідомлення на предмет наявності вірусів.

Висновки

Отже, крім конфігурації, при якій брандмауер представлений окремою системою типу фільтруючого маршрутизотора чи шлюзу (див. мал.), можливі більш складні конфігурації. І саме такі конфігурації використовуються найчастіше. На малюнку, в основу якого покладені відповідні ілюстрації з [SEME96], показані три самі розповсюджені конфігурації брандмауерів. Розглянемо ці конфігурації по черзі.

Конфігурація брандмауера з екрановано підмережею (мал.в) із усіх розглянутих тут варіантів забезпечує найбільш надійний захист. У цій конфігурації встановлено два фільтруючих маршрутизатори: один між бастіонним вузлом і Internet, а другий -- між бастіонним вузлом і внутрішньою мережею. Дана конфігурація створює ізольовану підмережу, що може складатися тільки з бастіонного вузла, але може також мати й один чи кілька інформаційних серверів, а також модеми, за допомогою яких здійснюється вилучений доступ до мережі. Звичайно до вузлів, що входять до складу екранованої підмережі, можна одержати доступ як з Internet, так і з внутрішньої мережі, однак потік даних крізь підмережу блокується.

Страницы: 1, 2