Содержание
Назначение[править | править код]
Среди задач, которые решают межсетевые экраны, основной является защита сегментов сети или отдельных хостов от несанкционированного доступа с использованием уязвимых мест в протоколах сетевой модели OSIили в программном обеспечении, установленном на компьютерах сети. Межсетевые экраны пропускают или запрещают трафик, сравнивая его характеристики с заданными шаблонами[3].
Наиболее распространённое место для установки межсетевых экранов — граница периметра локальной сетидля защиты внутренних хостов от атак извне. Однако атаки могут начинаться и с внутренних узлов — в этом случае, если атакуемый хост расположен в той же сети, трафик не пересечёт границу сетевого периметра, и межсетевой экран не будет задействован. Поэтому в настоящее время межсетевые экраны размещают не только на границе, но и между различными сегментами сети, что обеспечивает дополнительный уровень безопасности[4].
Фильтрация трафика[править | править код]
Фильтрация трафика осуществляется на основе набора предварительно сконфигурированных правил, которые называются ruleset. Удобно представлять межсетевой экран как последовательность фильтров, обрабатывающих информационный поток. Каждый из фильтров предназначен для интерпретации отдельного правила. Последовательность правил в наборе существенно влияет на производительность межсетевого экрана. Например, многие межсетевые экраны последовательно сравнивают трафик с правилами до тех пор, пока не будет найдено соответствие. Для таких межсетевых экранов, правила, которые соответствуют наибольшему количеству трафика, следует располагать как можно выше в списке, увеличивая тем самым производительность[7][8].
Существует два принципа обработки поступающего трафика. Первый принцип гласит: «Что явно не запрещено, то разрешено». В данном случае, если межсетевой экран получил пакет, не попадающий ни под одно правило, то он передаётся далее. Противоположный принцип — «Что явно не разрешено, то запрещено» — гарантирует гораздо большую защищённость, так как он запрещает весь трафик, который явно не разрешён правилами. Однако этот принцип оборачивается дополнительной нагрузкой на администратора[7][8].
В конечном счёте межсетевые экраны выполняют над поступающим трафиком одну из двух операций: пропустить пакет далее (allow) или отбросить пакет (deny). Некоторые межсетевые экраны имеют ещё одну операцию — reject, при которой пакет отбрасывается, но отправителю сообщается о недоступности сервиса, доступ к которому он пытался получить. В противовес этому, при операции deny отправитель не информируется о недоступности сервиса, что является более безопасным[7][8].
Классификация межсетевых экранов[править | править код]
Схематическое изображение классификации межсетевых экранов на основе сетевой модели OSI
До сих пор не существует единой и общепризнанной классификации межсетевых экранов[9]. Однако в большинстве случаев поддерживаемый уровень сетевой модели OSI является основной характеристикой при их классификации. Учитывая данную модель, различают следующие типы межсетевых экранов[10][11]:
1. Управляемые коммутаторы.
2. Пакетные фильтры.
3. Шлюзы сеансового уровня.
4. Посредники прикладного уровня.
5. Инспекторы состояния.
Управляемые коммутаторы [править | править код]
Управляемые коммутаторы иногда причисляют к классу межсетевых экранов, так как они осуществляют фильтрацию трафика между сетями или узлами сети. Однако они работают на канальном уровне и разделяют трафик в рамках локальной сети, а значит не могут быть использованы для обработки трафика из внешних сетей (например, из Интернета)[11].
Многие производители сетевого оборудования, такие как Cisco, Nortel, 3Com, ZyXEL, предоставляют в своих коммутаторах возможность фильтрации трафика на основе MAC-адресов, содержащихся в заголовках фреймов. Например, в коммутаторах семейства Cisco Catalyst эта возможность реализована при помощи механизма Port Security.[12]. Однако данный метод фильтрации не является эффективным, так как аппаратно установленный в сетевой карте MAC-адрес легко меняется программным путем, поскольку значение, указанное через драйвер, имеет более высокий приоритет, чем зашитое в плату[13]. Поэтому многие современные коммутаторы позволяют использовать другие параметры в качестве признака фильтрации — например, VLAN ID. Технология виртуальных локальных сетей (англ. Virtual Local Area Network) позволяет создавать группы хостов, трафик которых полностью изолирован от других узлов сети[14].
При реализации политики безопасности в рамках корпоративной сети, основу которых составляют управляемые коммутаторы, они могут быть мощным и достаточно дешёвым решением. Взаимодействуя только с протоколами канального уровня, такие межсетевые экраны фильтруют трафик с очень высокой скоростью. Основным недостатком такого решения является невозможность анализа протоколов более высоких уровней[15].
Пакетные фильтры [править | править код]
Пакетные фильтры функционируют на сетевом уровне и контролируют прохождение трафика на основе информации, содержащейся в заголовке пакетов. Многие межсетевые экраны данного типа могут оперировать заголовками протоколов и более высокого, транспортного, уровня (например, TCP или UDP). Пакетные фильтры одними из первых появились на рынке межсетевых экранов и по сей день остаются самым распространённым их типом. Данная технология реализована в подавляющем большинстве маршрутизаторов и даже в некоторых коммутаторах[16].
При анализе заголовка сетевого пакета могут использоваться следующие параметры[10]:
· IP-адреса источника и получателя;
· тип транспортного протокола;
· поля служебных заголовков протоколов сетевого и транспортного уровней;
· порт источника и получателя.
Достаточно часто приходится фильтровать фрагментированные пакеты, что затрудняет определение некоторых атак. Многие сетевые атаки используют данную уязвимость межсетевых экранов, выдавая пакеты, содержащие запрещённые данные, за фрагменты другого, доверенного пакета. Одним из способов борьбы с данным типом атак является конфигурирование межсетевого экрана таким образом, чтобы блокировать фрагментированные пакеты[17]. Некоторые межсетевые экраны могут дефрагментировать пакеты перед пересылкой во внутреннюю сеть, но это требует дополнительных ресурсов самого межсетевого экрана, особенно памяти. Дефрагментация должна использоваться очень обоснованно, иначе такой межсетевой экран легко может сам стать жертвой DoS-атаки[18].
Пакетные фильтры могут быть реализованы в следующих компонентах сетевой инфраструктуры[18]:
· пограничные маршрутизаторы;
· операционные системы;
· персональные межсетевые экраны.
Так как пакетные фильтры обычно проверяют данные только в заголовках сетевого и транспортного уровней, они могут выполнять это достаточно быстро. Поэтому пакетные фильтры, встроенные в пограничные маршрутизаторы, идеальны для размещения на границе с сетью с низкой степенью доверия. Однако в пакетных фильтрах отсутствует возможность анализа протоколов более высоких уровней сетевой модели OSI. Кроме того, пакетные фильтры обычно уязвимы для атак, которые используют подделку сетевого адреса. Такие атаки обычно выполняются для обхода управления доступом, осуществляемого межсетевым экраном[19][20].
Шлюзы сеансового уровня [править | править код]
См. также: SOCKS
Межсетевой экран сеансового уровня исключает прямое взаимодействие внешних хостов с узлом, расположенным в локальной сети, выступая в качестве посредника (англ. proxy), который реагирует на все входящие пакеты и проверяет их допустимость на основании текущей фазы соединения. Шлюз сеансового уровня гарантирует, что ни один сетевой пакет не будет пропущен, если он не принадлежит ранее установленному соединению. Как только приходит запрос на установление соединения, в специальную таблицу помещается соответствующая информация (адреса отправителя и получателя, используемые протоколы сетевого и транспортного уровня, состояние соединения и т. д.). В случае, если соединение установлено, пакеты, передаваемые в рамках данной сессии, будут просто копироваться в локальную сеть без дополнительной фильтрации. Когда сеанс связи завершается, сведения о нём удаляются из данной таблицы. Поэтому все последующие пакеты, «притворяющиеся» пакетами уже завершённого соединения, отбрасываются[21].
Так как межсетевой экран данного типа исключает прямое взаимодействие между двумя узлами, шлюз сеансового уровня является единственным связующим элементом между внешней сетью и внутренними ресурсами. Это создаёт видимость того, что на все запросы из внешней сети отвечает шлюз, и делает практически невозможным определение топологии защищаемой сети. Кроме того, так как контакт между узлами устанавливается только при условии его допустимости, шлюз сеансового уровня предотвращает возможность реализации DoS-атаки, присущей пакетным фильтрам[22].
Несмотря на эффективность этой технологии, она обладает серьёзным недостатком: как и у всех вышеперечисленных классов межсетевых экранов, у шлюзов сеансового уровня отсутствует возможность проверки содержания поля данных, что позволяет злоумышленнику передавать «троянских коней» в защищаемую сеть[23].
Посредники прикладного уровня [править | править код]
Межсетевые экраны прикладного уровня, как и шлюзы сеансового уровня, исключают прямое взаимодействие двух узлов. Однако, функционируя на прикладном уровне, они способны «понимать» контекст передаваемого трафика. Межсетевые экраны, реализующие эту технологию, содержат несколько приложений-посредников (англ. application proxy), каждое из которых обслуживает свой прикладной протокол. Такой межсетевой экран способен выявлять в передаваемых сообщениях и блокировать несуществующие или нежелательные последовательности команд, что зачастую означает DoS-атаку, либо запрещать использование некоторых команд (например, FTP PUT, которая даёт возможность пользователю записывать информацию на FTP сервер).
Посредник прикладного уровня может определять тип передаваемой информации. Например, это позволяет заблокировать почтовое сообщение, содержащее исполняемый файл. Другой возможностью межсетевого экрана данного типа является проверка аргументов входных данных. Например, аргумент имени пользователя длиной в 100 символов либо содержащий бинарные данные является, по крайней мере, подозрительным.
Посредники прикладного уровня способны выполнять аутентификацию пользователя, а также проверять, что SSL-сертификаты подписаны конкретным центром. Межсетевые экраны прикладного уровня доступны для многих протоколов, включая HTTP, FTP, почтовые (SMTP, POP, IMAP), Telnet и другие[24][25].
Недостатками данного типа межсетевых экранов являются большие затраты времени и ресурсов на анализ каждого пакета. По этой причине они обычно не подходят для приложений реального времени. Другим недостатком является невозможность автоматического подключения поддержки новых сетевых приложений и протоколов, так как для каждого из них необходим свой агент[26].
Инспекторы состояния [править | править код]
Каждый из вышеперечисленных типов межсетевых экранов используется для защиты корпоративных сетей и обладает рядом преимуществ. Однако, куда эффективней было бы собрать все эти преимущества в одном устройстве и получить межсетевой экран, осуществляющий фильтрацию трафика с сетевого по прикладной уровень. Данная идея была реализована в инспекторах состояний, совмещающих в себе высокую производительность и защищённость. Данный класс межсетевых экранов позволяет контролировать[27]:
· каждый передаваемый пакет — на основе таблицы правил;
· каждую сессию — на основе таблицы состояний;
· каждое приложение — на основе разработанных посредников.
Осуществляя фильтрацию трафика по принципу шлюза сеансового уровня, данный класс межсетевых экранов не вмешивается в процесс установления соединения между узлами. Поэтому производительность инспектора состояний заметно выше, чем у посредника прикладного уровня и шлюза сеансового уровня, и сравнима с производительностью пакетных фильтров. Ещё одно достоинство инспекторов состояния — прозрачность для пользователя: для клиентского программного обеспечения не потребуется дополнительная настройка. Данные межсетевые экраны имеют большие возможности расширения. При появлении новой службы или нового протокола прикладного уровня для его поддержки достаточно добавить несколько шаблонов. Однако инспекторам состояний по сравнению с посредниками прикладного уровня свойственна более низкая защищённость[28].
Термин инспектор состояния (англ. stateful inspection), внедрённый компанией Check Point Software, полюбился производителям сетевого оборудования настолько, что сейчас практически каждый межсетевой экран причисляют к этой технологии, даже если он и не реализует её полностью.
Реализация[править | править код]
Существует два варианта исполнения межсетевых экранов — программный и программно-аппаратный. В свою очередь программно-аппаратный вариант имеет две разновидности — в виде отдельного модуля в коммутаторе или маршрутизаторе и в виде специализированного устройства.
В настоящее время чаще используется программное решение, которое на первый взгляд выглядит более привлекательным. Это вызвано тем, что для его применения достаточно, казалось бы, всего лишь приобрести программное обеспечение межсетевого экрана и установить на любой имеющийся в организации компьютер. Однако, как показывает практика, в организации далеко не всегда находится свободный компьютер, да ещё и удовлетворяющий достаточно высоким требованиям по системным ресурсам. После того, как компьютер всё-таки найден (чаще всего — куплен), следует процесс установки и настройки операционной системы, а также, непосредственно, программного обеспечения межсетевого экрана. Нетрудно заметить, что использование обычного персонального компьютера далеко не так просто, как может показаться. Именно поэтому всё большее распространение стали получать специализированные программно-аппаратные комплексы, называемые security appliance, на основе, как правило, FreeBSD или Linux, «урезанные» для выполнения только необходимых функций. Достоинствами данных решений являются[29]:
· Простота внедрения: данные устройства имеют предустановленную и настроенную операционную систему и требуют минимум настроек после внедрения в сеть.
· Простота управления: данными устройствами можно управлять откуда угодно по стандартным протоколам, таким как SNMP или Telnet, либо посредством защищённых протоколов, таких как SSH или SSL.
· Производительность: данные устройства работают более эффективно, так как из их операционной системы исключены все неиспользуемые сервисы.
· Отказоустойчивость и высокая доступность: данные устройства созданы выполнять конкретные задачи с высокой доступностью..
Ограниченность анализа межсетевого экрана[править | править код]
Межсетевой экран позволяет осуществлять фильтрацию только того трафика, который он способен «понимать». В противном случае, он теряет свою эффективность, так как не способен осознанно принять решение о том, что делать с нераспознанным трафиком. Существуют протоколы, такие как TLS, SSH, IPsec и SRTP, использующие криптографию для того, чтобы скрыть содержимое, из-за чего их трафик не может быть проинтерпретирован. Также некоторые протоколы, такие как OpenPGP и S/MIME, шифруют данные прикладного уровня, из-за чего фильтровать трафик на основании информации, содержащейся на данном сетевом уровне, становится невозможно. Ещё одним примером ограниченности анализа межсетевых экранов является туннелированныйтрафик, так как его фильтрация является невозможной, если межсетевой экран «не понимает» используемый механизм туннелированния. Во всех этих случаях правила, сконфигурированные на межсетевом экране, должны явно определять, что делать с трафиком, который они не могут интерпретировать
Технология преобразования сетевых адресов (NAT)
Ещё одним механизмом, позволяющим поддерживать сетевую безопасность, является технология NAT.
NAT (Network Address Translation – преобразование сетевых адресов) – это механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов. Механизм NAT описан в RFC 1631, RFC 3022.
Преобразование адресов методом NAT может производиться почти любым маршрутизирующим устройством – Интернет -маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Наиболее популярным является Source NAT (SNAT), суть механизма которого состоит в замене адреса источника (source) при прохождении пакета в одну сторону и обратной замене адреса назначения (destination) в ответном пакете. Наряду с адресами источника/назначения могут также заменяться номера портов источника и назначения.
Помимо SNAT, т.е. предоставления пользователям локальной сети с внутренними адресами доступа к сети Интернет, часто применяется также Destination NAT, когда обращения извне транслируются межсетевым экраном на сервер в локальной сети, имеющий внутренний адрес и потому недоступный из внешней сети непосредственно (без NAT).
На рисунках ниже приведен пример действия механизма NAT.
Рис. 7.1. Подключение одного компьютера с доступом в Интернет
Пользователь корпоративной сети отправляет запрос в Интернет, который поступает на внутренний интерфейс маршрутизатора, сервер доступа или межсетевого экрана (устройство NAT).
увеличить изображение
Рис. 7.2. Объединение нескольких компьютеров в локальную сеть c доступом в Интернет
Устройство NAT получает пакет и делает запись в таблице отслеживания соединений, которая управляет преобразованием адресов.
увеличить изображение
Рис. 7.3. Запись в таблице соединений
Затем подменяет адрес источника пакета собственным внешним общедоступным IP-адресом и посылает пакет по месту назначения в Интернет.
увеличить изображение
Рис. 7.4. Преобразование адресов при использовании функции NAT
Узел назначения получает пакет и передает ответ обратно устройству NAT.
увеличить изображение
Рис. 7.5. Принятие запроса сервером и отправка ответа
Устройство NAT, в свою очередь, получив этот пакет, отыскивает отправителя исходного пакета в таблице отслеживания соединений, заменяет IP- адрес назначения на соответствующий частный IP- адрес и передает пакет на исходный компьютер. Поскольку устройство NAT посылает пакеты от имени всех внутренних компьютеров, оно изменяет исходный сетевой порт и данная информация хранится в таблице отслеживания соединений.
увеличить изображение
Рис. 7.6. Преобразование адресов при использовании функции NAT
Существует 3 базовых концепции трансляции адресов:
· статическая (SAT, Static Network Address Translation),
· динамическая (DAT, Dynamic Address Translation),
· маскарадная (NAPT, NAT Overload, PAT).
Статический NAT отображает локальные IP-адреса на конкретные публичные адреса на основании один к одному. Применяется, когда локальный хост должен быть доступен извне с использованием фиксированных адресов.
Динамический NAT отображает набор частных адресов на некое множество публичных IP-адресов. Если число локальных хостов не превышает число имеющихся публичных адресов, каждому локальному адресу будет гарантироваться соответствие публичного адреса. В противном случае, число хостов, которые могут одновременно получить доступ во внешние сети, будет ограничено количеством публичных адресов.
Маскарадный NAT (NAPT, NAT Overload, PAT, маскарадинг) – форма динамического NAT, который отображает несколько частных адресов в единственный публичный IP- адрес, используя различные порты. Известен также как PAT (Port Address Translation).
Механизмов взаимодействия внутренней локальной сети с внешней общедоступной сетью может быть несколько – это зависит от конкретной задачи по обеспечению доступа во внешнюю сеть и обратно и прописывается определенными правилами. Определены 4 типа трансляции сетевых адресов:
· Full Cone (Полный конус)
· Restricted Cone (Ограниченный конус)
· Port Restricted Cone (Порт ограниченного конуса)
· Symmetric (Симметричный)
В первых трех типах NAT для взаимодействия разных IP-адресов внешней сети с адресами из локальной сети используется один и тот же внешний порт. Четвертый тип – симметричный – для каждого адреса и порта использует отдельный внешний порт.
При использовании NAT, работающему по типу Full Cone, внешний порт устройства (маршрутизатора, сервера доступа, межсетевого экрана) открыт для приходящих с любых адресов запросов. Если пользователю из Интернета нужно отправить пакет клиенту, расположенному за NAT ’ом, то ему необходимо знать только внешний порт устройства, через который установлено соединение. Например, компьютер за NAT ’ом с IP-адресом 192.168.0.4 посылает и получает пакеты через порт 8000, которые отображаются на внешний IP- адрес и порт, как 10.1.1.1:12345. Пакеты из внешней сети приходят на устройство с IP-адресом:портом 10.1.1.1:12345 и далее отправляются на клиентский компьютер 192.168.0.4:8000.
Во входящих пакетах проверяется только транспортный протокол; адрес и порт назначения, адрес и порт источника значения не имеют.
увеличить изображение
Рис. 7.7. Использование NAT Full Cone
При использовании NAT, работающему по типу Restricted Cone, внешний порт устройства (маршрутизатора, сервера доступа, межсетевого экрана) открыт для любого пакета, посланного с клиентского компьютера, в нашем примере: 192.168.0.4:8000. А пакет, пришедший из внешней сети (например, от компьютера 172.16.0.5:4000) на устройство с адресом:портом 10.1.1.1:12345, будет отправлен на компьютер 192.168.0.4:8000 только в том случае, если 192.168.0.4:8000 предварительно посылал запрос на IP- адрес внешнего хоста (в нашем случае – на компьютер 172.16.0.5:4000). То есть, маршрутизатор будет транслировать входящие пакеты только с определенного адреса источника (в нашем случае компьютер 172.16.0.5:4000), но номер порта источника при этом может быть любым. В противном случае, NAT блокирует пакеты, пришедшие с хостов, на которые 192.168.0.4:8000 не отправлял запроса.
увеличить изображение
Рис. 7.8. Использование NAT Restricted Cone
Механизм NAT Port Restricted Cone почти аналогичен механизму NAT Restricted Cone. Только в данном случае NAT блокирует все пакеты, пришедшие с хостов, на которые клиентский компьютер 192.168.0.4:8000 не отправлял запроса по какому-либо IP-адресу и порту. Mаршрутизатор обращает внимание на соответствие номера порта источника и не обращает внимания на адрес источника. В нашем примере маршрутизатор будет транслировать входящие пакеты с любым адресом источника, но порт источника при этом должен быть 4000. Если клиент отправил запросы во внешнюю сеть к нескольким IP-адресам и портам, то они смогут посылать пакеты клиенту на IP- адрес: порт 10.1.1.1:12345.
Symmetric NAT существенно отличается от первых трех механизмов способом отображения внутреннего IP-адреса:порта на внешний адрес: порт. Это отображение зависит от IP-адреса:порта компьютера, которому предназначен посланный запрос. Например, если клиентский компьютер 192.168.0.4:8000 посылает запрос компьютеру №1 (172.16.0.5:4000), то он может быть отображен как 10.1.1.1:12345, в тоже время, если он посылает с того же самого порта (192.168.0.4:8000) на другой IP- адрес, он отображается по-другому (10.1.1.1:12346).
Компьютер №1 (172.16.0.5:4000) может отправить пакет только на 10.1.1.1:12345, а компьютер №2 (169.10.2.8:6000) – только на 10.1.1.1:12346. Если любой из них попытается отправить пакеты на порт, с которого он не получал запроса, NAT заблокирует данные пакеты.
Внешний IP- адрес: порт открыт только тогда, когда клиентский компьютер отправляет данные во внешнюю сеть по определенному адресу:порту.
увеличить изображение
Рис. 7.9. Использование Symmetric NAT
NAT выполняет три важных функции.
1. Позволяет сэкономить IP-адреса, транслируя несколько внутренних IP-адресов в один внешний публичный IP-адрес (или в несколько, но меньшим количеством, чем внутренних). По такому принципу построено большинство сетей в мире: на небольшой район домашней сети местного провайдера или на офис выделяется 1 публичный (внешний) IP-адрес, за которым работают и получают доступ интерфейсы с частными (внутренними) IP-адресами.
2. Позволяет предотвратить или ограничить обращение снаружи к внутренним хостам, оставляя возможность обращения из внутренней сети во внешнюю. При инициации соединения изнутри сети создаётся трансляция. Ответные пакеты, поступающие снаружи, соответствуют созданной трансляции и поэтому пропускаются. Если для пакетов, поступающих из внешней сети, соответствующей трансляции не существует (а она может быть созданной при инициации соединения или статической), они не пропускаются.
3. Позволяет скрыть определённые внутренние сервисы внутренних хостов/серверов. По сути, выполняется та же указанная выше трансляция на определённый порт, но возможно подменить внутренний порт официально зарегистрированной службы (например, 80-й порт TCP (HTTP-сервер) на внешний 54055-й). Тем самым, снаружи, на внешнем IP-адресе после трансляции адресов на сайт (или форум) для осведомлённых посетителей можно будет попасть по адресу https://dlink.ru:54055, но на внутреннем сервере, находящимся за NAT, он будет работать на обычном 80-м порту.
Однако следует упомянуть и о недостатках данной технологии:
1. Не все протоколы могут "преодолеть" NAT. Некоторые не в состоянии работать, если на пути между взаимодействующими хостами есть трансляция адресов. Опеределенные межсетевые экраны, осуществляющие трансляцию IP-адресов, могут исправить этот недостаток, соответствующим образом заменяя IP-адреса не только в заголовках IP, но и на более высоких уровнях (например, в командах протокола FTP).
2. Из-за трансляции адресов "много в один" появляются дополнительные сложности с идентификацией пользователей и необходимость хранить полные логи трансляций.
3. Атака DoS со стороны узла, осуществляющего NAT – если NAT используется для подключения многих пользователей к одному и тому же сервису, это может вызвать иллюзию DoS-атаки на сервис (множество успешных и неуспешных попыток). Например, избыточное количество пользователей ICQ за NAT приводит к проблеме с подключением к серверу некоторых пользователей из-за превышения допустимой скорости подключений.
Межсетевые экраны
Межсетевой экран (МЭ) - это средство защиты информации, осуществляющее анализ и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов. В зависимости от установленных правил, МЭ пропускает или уничтожает пакеты, разрешая или запрещая таким образом сетевые соединения. МЭ является классическим средством защиты периметра компьютерной сети: он устанавливается на границе между внутренней (защищаемой) и внешней (потенциально опасной) сетями и контролирует соединения между узлами этих сетей. Но бывают и другие схемы подключения, которые будут рассмотрены ниже.
Английский термин, используемый для обозначения МЭ - firewall. Поэтому в литературе межсетевые экраны иногда также называют файервол или брандмауэр (немецкий термин, аналог firewall).
Как уже было отмечено, фильтрация производится на основании правил. Наиболее безопасным при формировании правил для МЭ считается подход "запрещено все, что явно не разрешено". В этом случае, сетевой пакет проверяется на соответствие разрешающим правилам, а если таковых не найдется - отбрасывается. Но в некоторых случаях применяется и обратный принцип: "разрешено все, что явно не запрещено". Тогда проверка производится на соответствие запрещающим правилам и, если таких не будет найдено, пакет будет пропущен.
Фильтрацию можно производить на разных уровнях эталонной модели сетевого взаимодействия OSI. По этому признаку МЭ делятся на следующие классы [20, 21]:
· экранирующий маршрутизатор;
· экранирующий транспорт (шлюз сеансового уровня);
· экранирующий шлюз (шлюз прикладного уровня).
Экранирующий маршрутизатор (или пакетный фильтр) функционирует на сетевом уровне модели OSI, но для выполнения проверок может использовать информацию и из заголовков протоколов транспортного уровня. Соответственно, фильтрация может производиться по ip-адресам отправителя и получателя и по ТСР и UDP портам. Такие МЭ отличает высокая производительность и относительная простота - функциональностью пакетных фильтров обладают сейчас даже наиболее простые и недорогие аппаратные маршрутизаторы. В то же время, они не защищают от многих атак, например, связанных с подменой участников соединений.
Шлюз сеансового уровня работает на сеансовом уровне модели OSI и также может контролировать информацию сетевого и транспортного уровней. Соответственно, в дополнение к перечисленным выше возможностям, подобный МЭ может контролировать процесс установки соединения и проводить проверку проходящих пакетов на принадлежность разрешенным соединениям.
Шлюз прикладного уровня может анализировать пакеты на всех уровнях модели OSI от сетевого до прикладного, что обеспечивает наиболее высокий уровень защиты. В дополнение к ранее перечисленным, появляются такие возможности, как аутентификация пользователей, анализ команд протоколов прикладного уровня, проверка передаваемых данных (на наличие компьютерных вирусов, соответствие политике безопасности) и т.д.
Рассмотрим теперь вопросы, связанные с установкой МЭ. На рис. 6.1 представлены типовые схемы подключения МЭ. В первом случае (рис. 6.1), МЭ устанавливается после маршрутизатора и защищает всю внутреннюю сеть. Такая схема применяется, если требования в области защиты от несанкционированного межсетевого доступа примерно одинаковы для всех узлов внутренней сети. Например, "разрешать соединения, устанавливаемые из внутренней сети во внешнюю, и пресекать попытки подключения из внешней сети во внутреннюю". В том случае, если требования для разных узлов различны (например, нужно разместить почтовый сервер, к которому могут подключаться "извне"), подобная схема установки межсетевого экрана не является достаточно безопасной. Если в нашем примере нарушитель, в результате реализации сетевой атаки, получит контроль над указанным почтовым сервером, через него он может получить доступ и к другим узлам внутренней сети.
В подобных случаях иногда перед МЭ создается открытый сегмент сети предприятия (6.1b), а МЭ защищает остальную внутреннюю сеть. Недостаток данной схемы заключается в том, что подключения к узлам открытого сегмента МЭ не контролирует.
Более предпочтительным в данном случае является использование МЭ с тремя сетевыми интерфейсами (6.1c). В этом случае, МЭ конфигурируется таким образом, чтобы правила доступа во внутреннюю сеть были более строгими, чем в открытый сегмент. В то же время, и те, и другие соединения могут контролироваться МЭ. Открытый сегмент в этом случае иногда называется "демилитаризованной зоной" - DMZ.
Еще более надежной считается схема, в которой для защиты сети с DMZ задействуются два независимо конфигурируемых МЭ (6.1d). В этом случае, MЭ 2 реализует более жесткий набор правил фильтрации по сравнению с МЭ1. И даже успешная атака на первый МЭ не сделает внутреннюю сеть беззащитной.
В последнее время стал широко использоваться вариант установки программного МЭ непосредственно на защищаемый компьютер. Иногда такой МЭ называют "персональным". Подобная схема позволяет защититься от угроз исходящих не только из внешней сети, но из внутренней.
Вопросам использования встроенного МЭ Windows Server 2008 посвящена лабораторная работа № 11. Ну а оценить "извне" правильность настройки помогают, в частности сетевые сканеры, рассматриваемые в лабораторной № 4.
увеличить изображение
увеличить изображение
Рис. 6.1. Типовые схемы подключения межсетевых экранов
· Рис 6.1a - подключение межсетевого экрана с двумя сетевыми интерфейсами для "единообразной" защиты локальной сети
· Рис 6.1b - подключение межсетевого экрана с двумя сетевыми интерфейсами при выделении открытого сегмента внутренней сети
· Рис 6.1c - подключение межсетевого экрана с тремя сетевыми интерфейсами для защиты внутренней сети и ее открытого сегмента
· Рис 6.1d - подключение двух межсетевых экранов для защиты внутренней сети и ее открытого сегмента
Заключение
В данном учебном курсе были рассмотрены вопросы управления рисками, связанными с информационной безопасностью. В первой части дается обзор международных стандартов и методик анализа рисков. Вторая часть курса посвящена обзору некоторых встроенных средств операционных систем Microsoft Windows, которые могут быть использованы для снижения рисков безопасности.
VPN
Технология VPN
VPN (англ. Virtual Private Network — виртуальная частная сеть) — обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соединений (логическую сеть) поверх другой сети (например, Интернет). Несмотря на то, что коммуникации осуществляются по сетям с меньшим или неизвестным уровнем доверия (например, по публичным сетям), уровень доверия к построенной логической сети не зависит от уровня доверия к базовым сетям благодаря использованию средств криптографии (шифрования, аутентификации, инфраструктуры открытых ключей, средств для защиты от повторов и изменений передаваемых по логической сети сообщений).
В зависимости от применяемых протоколов и назначения, VPN может обеспечивать соединения трёх видов: узел-узел, узел-сеть и сеть-сеть.
Уровни реализации[править | править код]
Обычно VPN развёртывают на уровнях не выше сетевого, так как применение криптографии на этих уровнях позволяет использовать в неизменном виде транспортные протоколы (такие как TCP, UDP).
Пользователи Microsoft Windows обозначают термином VPN одну из реализаций виртуальной сети — PPTP, причём используемую зачастую не для создания частных сетей.
Чаще всего для создания виртуальной сети используется инкапсуляция протокола PPP в какой-нибудь другой протокол — IP (такой способ использует реализация PPTP — Point-to-Point Tunneling Protocol) или Ethernet(PPPoE) (хотя и они имеют различия).
Технология VPN в последнее время используется не только для создания собственно частных сетей, но и некоторыми провайдерами «последней мили» на постсоветском пространстве для предоставления выхода в Интернет.
При должном уровне реализации