計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防火墻的基本類(lèi)型及其主要技術(shù)特征

羅艷麗

由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自身的技術(shù)特點(diǎn)所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)安全，已經(jīng)不只是具體的數(shù)據(jù)和信息的安全。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)滲透到國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域。由此我們可以得知網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它已經(jīng)涉及到社會(huì)的方方面面，是我們國(guó)家發(fā)展所面臨的的一個(gè)重要問(wèn)題。就我們目前來(lái)看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的解決方法一般有兩個(gè)方向，一個(gè)是利用防火墻技術(shù)過(guò)濾和防止有害的危害，另一個(gè)是利用數(shù)據(jù)加密的方法來(lái)保證數(shù)據(jù)信息的安全。我們現(xiàn)在使用的網(wǎng)絡(luò)安全措施有近一半是由防火墻來(lái)完成的，下面我們就防火墻的發(fā)展和其所應(yīng)用的幾種技術(shù)類(lèi)型來(lái)進(jìn)行一下簡(jiǎn)要描述。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防火墻技術(shù)是一種用來(lái)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)之間訪問(wèn)控制，防止外部網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)以非法手段通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，訪問(wèn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源，保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境的特殊網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。它對(duì)兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包如鏈接方式按照一定的安全策略來(lái)實(shí)施檢查，以決定網(wǎng)絡(luò)之間的通信是否被允許，并監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)。

隨著網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的整體發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷變化，現(xiàn)代防火墻技術(shù)已經(jīng)逐步走向網(wǎng)絡(luò)層之外的其他安全層次，不僅要完成傳統(tǒng)防火墻的過(guò)濾任務(wù)，同時(shí)還能為各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供相應(yīng)的安全服務(wù)。另外還有多種防火墻產(chǎn)品正朝著數(shù)據(jù)安全與用戶(hù)認(rèn)證、防止病毒與黑客侵入等方向發(fā)展。根據(jù)防火墻所采用的技術(shù)不同，我們可以將它分為四種基本類(lèi)型：包過(guò)濾型、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換—NAT、代理型和監(jiān)測(cè)型。

一、包過(guò)濾型

包過(guò)濾型產(chǎn)品是防火墻的初級(jí)產(chǎn)品，其技術(shù)依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)中的分包傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)都是以“包”為單位進(jìn)行傳輸?shù)模瑪?shù)據(jù)被分割成為一定大小的數(shù)據(jù)包，每一個(gè)數(shù)據(jù)包中都會(huì)包含一些特定信息，如數(shù)據(jù)的源地址、目標(biāo)地址、TCP/UDP源端口和目標(biāo)端口等。防火墻通過(guò)讀取數(shù)據(jù)包中的地址信息來(lái)判斷這些“包”是否來(lái)自可信任的安全站點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)來(lái)自危險(xiǎn)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，防火墻便會(huì)將這些數(shù)據(jù)拒之門(mén)外。系統(tǒng)管理員也可以根據(jù)實(shí)際情況靈活制訂判斷規(guī)則。

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

但包過(guò)濾技術(shù)的缺陷也是明顯的。包過(guò)濾技術(shù)是一種完全基于網(wǎng)絡(luò)層的安全技術(shù)，只能根據(jù)數(shù)據(jù)包的來(lái)源、目標(biāo)和端口等網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行判斷，無(wú)法識(shí)別基于應(yīng)用層的惡意侵入，如惡意的Java小程序以及電子郵件中附帶的病毒。有經(jīng)驗(yàn)的黑客很容易偽造IP地址，騙過(guò)包過(guò)濾型防火墻。

二、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)化—NAT

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

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

三、代理型

代理型防火墻也可以被稱(chēng)為代理服務(wù)器，它的安全性要高于包過(guò)濾型產(chǎn)品，并已經(jīng)開(kāi)始向應(yīng)用層發(fā)展。代理服務(wù)器位于客戶(hù)機(jī)與服務(wù)器之間，完全阻擋了二者間的數(shù)據(jù)交流。從客戶(hù)機(jī)來(lái)看，代理服務(wù)器相當(dāng)于一臺(tái)真正的服務(wù)器；而從服務(wù)器來(lái)看，代理服務(wù)器又是一臺(tái)真正的客戶(hù)機(jī)。當(dāng)客戶(hù)機(jī)需要使用服務(wù)器上的數(shù)據(jù)時(shí)，首先將數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)給代理服務(wù)器，代理服務(wù)器再根據(jù)這一請(qǐng)求向服務(wù)器索取數(shù)據(jù)，然后再由代理服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳輸給客戶(hù)機(jī)。由于外部系統(tǒng)與內(nèi)部服務(wù)器之間沒(méi)有直接的數(shù)據(jù)通道，外部的惡意侵害也就很難傷害到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

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

四、監(jiān)測(cè)型

監(jiān)測(cè)型防火墻是新一代的產(chǎn)品，這一技術(shù)實(shí)際已經(jīng)超越了最初的防火墻定義。監(jiān)測(cè)型防火墻能夠?qū)Ω鲗拥臄?shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)的、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，在對(duì)這些數(shù)據(jù)加以分析的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)型防火墻能夠有效地判斷出各層中的非法侵入。同時(shí)，這種檢測(cè)型防火墻產(chǎn)品一般還帶有分布式探測(cè)器，這些探測(cè)器安置在各種應(yīng)用服務(wù)器和其他網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之中，不僅能夠檢測(cè)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，同時(shí)對(duì)來(lái)自?xún)?nèi)部的惡意破壞也有極強(qiáng)的防范作用。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，在針對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的攻擊中，有相當(dāng)比例的攻擊來(lái)自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。因此，監(jiān)測(cè)型防火墻不僅超越了傳統(tǒng)防火墻的定義，而且在安全性上也超越了前兩代產(chǎn)品

雖然監(jiān)測(cè)型防火墻安全性上已超越了包過(guò)濾型和代理服務(wù)器型防火墻，但由于監(jiān)測(cè)型防火墻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成本較高也不易管理，所以目前在實(shí)用中的防火墻產(chǎn)品仍然以第二代代理型產(chǎn)品為主，但在某些方面也已經(jīng)開(kāi)始使用監(jiān)測(cè)型防火墻?；趯?duì)系統(tǒng)成本與安全技術(shù)成本的綜合考慮，用戶(hù)可以選擇性地使用某些監(jiān)測(cè)型技術(shù)。這樣既能夠保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性需求，同時(shí)也能有效地控制安全系統(tǒng)的總擁有成本。

實(shí)際上，作為當(dāng)前防火墻產(chǎn)品的主流趨勢(shì)，大多數(shù)代理服務(wù)器（也稱(chēng)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)）也集成了包過(guò)濾技術(shù)，這兩種技術(shù)的混合應(yīng)用顯然比單獨(dú)使用具有更大的優(yōu)勢(shì)。由于這種產(chǎn)品是基于應(yīng)用的，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)能提供對(duì)協(xié)議的過(guò)濾。例如，它可以過(guò)濾掉FTP連接中的PUT命令，而且通過(guò)代理應(yīng)用，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)能夠有效地避免內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的信息外泄。正是由于應(yīng)用網(wǎng)關(guān)的這些特點(diǎn)，使得應(yīng)用過(guò)程中的矛盾主要集中在對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議的有效支持和對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體性能的影響上。