2.1.2 Компоненты МЭ
В большинстве случаев к МЭ экранам выдвигается ряд требований:
· фильтрация пакетов на сетевом уровне
· фильтрация пакетов на прикладном уровне
· настройка правил фильтрации и администрирования
· использование стойких протоколов для аутентификации по сети
· ведение журналов аудита
Выполнения первых трех требований в МЭ используются следующие компоненты:
· фильтрующие маршрутизаторы
· шлюзы сетевого уровня
· шлюзы прикладного уровня (прокси-сервера)
2.1.3 Фильтрующие маршрутизаторы
Фильтрующие маршрутизаторы представляют собой простейший компонент сетевого экрана. Маршрутизатор передает данные в обоих направлениях между двумя (или более) разными сетями. "Нормальный" маршрутизатор принимает пакет из сети A и "переадресует" его к месту назначения в сети B. Фильтрующий маршрутизатор делает то же самое, но решает не только как маршрутизировать пакет, но также следует ли этот пакет посылать куда-либо вообще. Это делается путем установки ряда фильтров, с помощью которых маршрутизатор решает, что делать конкретно с данным пакетом.
При подготовке маршрутизатора для фильтрации пакетов, важны следующие критерии политики отбора: IP-адреса отправителя и получателя, номера TCP-портов отправителя и получателя, состояние бита TCP "ack", номера UDP-портов отправителя и получателя, и направление передачи пакетов (т.e., A->B или B->A). Другой информацией, необходимой для формирования схемы безопасной фильтрации, является, меняет ли маршрутизатор порядок инструкций фильтрации (с целью оптимизации фильтров, это может иногда изменить значение и привести к непреднамеренному доступу), и можно ли использовать фильтры для входящих и выходящих пакетов на каждом из интерфейсов. Если маршрутизатор фильтрует только выходные пакеты, тогда он является внешним по отношению своих фильтров и может быть более уязвим для атак. Кроме уязвимости маршрутизатора, это различие между фильтрами, используемыми для входных и выходных пакетов, является особенно важным для маршрутизаторов с более чем 2 интерфейсами. Другими важным моментом является возможность создавать фильтры на основе опций IP-заголовка и состояния фрагментов пакета. Формирование хорошего фильтра может быть очень трудным и требовать хорошего понимания типа услуг (протоколов), которые будут фильтроваться.
2.1.4 Шлюзы сетевого уровня
Шлюзы сетевого уровня представляют собой устройства или ПО реализующие технологию NAT — это механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов. Преобразование адресов методом NAT может производиться почти любым маршрутизирующим устройством — маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Суть механизма состоит в замене обратного (source) адреса при прохождении пакета в одну строну и обратной замене адреса назначения (destination) в ответном пакете. Наряду с адресами source/destination могут также заменяться номера портов source/destination. NAT сокращает необходимость в глобально уникальных IP-адресах. Позволяет подключаться к Интернету организации с локально уникальными адресами путём трансляции этих адресов в глобально маршрутизируемое адресное пространство. Также NAT может использоваться для сокрытия IP-адресов локальной сети.
Преимущества NAT [14]:
1. Позволяет сэкономить IP-адреса, транслируя несколько внутренних приватных IP-адресов в один внешний публичный IP-адрес (или в несколько, но меньше, чем внутренних).
2. Позволяет предотвратить обращение снаружи ко внутренним хостам, оставляя возможность обращения изнутри наружу. При инициализации соединения изнутри сети создаётся трансляция. Ответные пакеты, поступающие снаружи, соответствуют созданной трансляции и поэтому пропускаются. Для остальных пакетов, поступающих снаружи, соответствующей трансляции не существует, поэтому они не пропускаются.
Недостатки NAT [14]:
1. Не все протоколы могут «преодолеть» NAT. Некоторые (например, IPSec) не в состоянии работать, если на пути между взаимодействующими хостами есть трансляция адресов. Некоторые 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 протоколов FTP или H.323).
2. Из-за трансляции адресов «много в один» появляются дополнительные сложности с идентификацией пользователей. Необходимо хранить полные журналы аудита трансляций.
2.1.5 Прокси-сервера
Прокси-сервер является средством переадресации прикладных услуг через одну машину. Существует обычно одна машина (защищенная ЭВМ), которая действует в качестве прокси-сервера для широкого списка протоколов (Telnet, SMTP, FTP, HTTP, и т.д.), но могут быть индивидуальные машины для некоторых видов услуг. Вместо непосредственного соединения с внешним сервером, клиент подключается к прокси-серверу, который в свою очередь инициирует соединение с запрашиваемым внешним сервером. В зависимости от используемого прокси-сервера можно конфигурировать внутренних клиентов так, чтобы они осуществляли это перенаправление автоматически, без информирования пользователя, другие могут требовать, чтобы пользователь сам подсоединялся к прокси-серверу и затем инициировал подключение в рамках специального формата.
Применение прокси-сервера предоставляет существенные преимущества в обеспечении безопасности. Имеется возможность добавления списков доступа для протоколов, требующие от пользователей или систем обеспечения определенного уровня аутентификации прежде чем доступ будет предоставлен. Могут быть запрограммированы продвинутые прокси-серверы, иногда называемые ALG (Application Layer Gateways), которые ориентированы на определенные протоколы. Например, ALG для FTP может отличать команду "put" от "get"; организация может пожелать разрешить пользователям выполнять "get" для файлов из Интернет, но запретить "put" для локальных файлов на удаленном сервере. Напротив, фильтрующий маршрутизатор может блокировать или нет FTP-доступ, но не может реализовывать частичные запреты. Прокси-серверы могут также конфигурироваться для шифрования потоков данных на основе разнообразных параметров. Организация может использовать эту особенность, чтобы разрешить криптографические соединения между двумя узлами, один из которых размещен в Интернет. Сетевые экраны обычно рассматриваются как средство блокировки доступа для злоумышленников, но они часто используются в качестве способа доступа легальных пользователей к узлу. Существует много примеров, когда легальному пользователю может быть нужно получать регулярно доступ к базовой странице во время презентаций, конференций и т.д. Доступ к Интернет бывает часто реализован через ненадежную машину или сеть. Правильно сконфигурированный прокси-сервер может допускать правильных пользователей в узел, блокируя доступ всех остальных.
В настоящее время наилучшим вариантом сетевого экрана считается комбинация двух экранирующих маршрутизаторов и одного или более прокси-серверов в сети между маршрутизаторами. Такая схема позволяет внешнему маршрутизатору блокировать любые попытки использования нижележащего IP-уровня для нарушения безопасности (IP-spoofing, маршрутизация отправителя, неправильная фрагментация пакетов), в то же время прокси-сервер защищает уязвимости на уровне верхних протоколов. Целью внутреннего маршрутизатора является блокировка всего трафика кроме направленного на вход прокси-сервера. Если реализована эта схема, может быть обеспечен высокий уровень безопасности
Огромное значение имеет хорошо настроенная система регистрации всех сетевых запросов, так как она позволяет администратору вовремя идентифицировать угрозы и принять меры по их устранению.
Большинство сетевых экранов предоставляют систему журналов, которые могут настраиваться, чтобы сделать администрирование безопасности сети более удобным. Система мониторинга может быть централизована, и сконфигурирована так, чтобы посылать предупреждения при возникновении аномальной ситуации. Важно регулярно просматривать журнальные файлы при малейшем признаке вторжения или попытки взлома. Так как некоторые злоумышленники будут пытаться скрыть свои следы путем редактирования журнальных файлов, желательно защитить эти файлы. Существует много способов, включая: драйвы WORM (write once, read many), и централизованные журнальные файлы, организованные через утилиту "syslog" с их периодическим резервированием [15].
Системы FireWall часто используются в корпоративных сетях, где отдельные части сети удалены друг от друга. В этом случае в качестве дополнительной меры безопасности применяется шифрование пакетов. Система FireWall требует специального программного обеспечения. Следует иметь в виду, что сложная и дорогостоящая система FireWall не защитит от “внутренних” злоумышленников. Если требуется дополнительная степень защиты, при авторизации пользователей в защищенной части сети могут использоваться аппаратные средства идентификации, а также шифрование имен и паролей.
При выборе той или иной системы Firewall следует учитывать ряд обстоятельств.
· Операционная система. Существуют версии Firewall, работающие с UNIX и Windows NT. Некоторые производители модифицируют ОС с целью усиления безопасности. Выбирать следует ту ОС, которую вы знаете лучше.
· Рабочие протоколы. Все Firewall могут работать с FTP (порт 21), e-mail (порт 25), HTTP (порт 80), NNTP (порт 119), Telnet (порт 23), Gopher (порт 70), SSL (порт 443) и некоторыми другими известными протоколами. Как правило, они не поддерживают SNMP.