ديواره هاى آتش (Firewall) چيستند؟
ديواره آتشين (Fire wall) سيستمى است بين كاربران يك شبكه محلى و يك شبكه بيرونى (مثل اينترنت) كه ضمن نظارت بر دسترسى ها، در تمام سطوح ، ورود و خروج اطلاعات را تحت نظر دارد. بر خلاف تصور عموم كاربرى اين نرم افزارها صرفاً در جهت فيلترينگ سايت ها نيست. براى آشنايى بيشتر با نرم افزارهاى ديواره هاى آتشين ، آشنايى با طرز كار آنها شايد مفيدترين راه باشد. در وهله اول و به طور مختصر مى توان گفت بسته هاى TCP/IP قبل و پس از ورود به شبكه وارد ديواره آتش مى شوند و منتظر مى مانند تا طبق معيارهاى امنيتى خاصى پردازش شوند.
۲- بسته حذف مى شود.
۳- بسته حذف مى شود و پيام مناسبى به مبدا ارسال بسته فرستاده مى شود.
ساختار و عملكرد با اين توضيح ، ديواره آتش محلى است براى ايست بازرسى بسته هاى اطلاعاتى به گونه اى كه بسته ها براساس تابعى از قواعد امنيتى و حفاظتى پردازش شده و براى آنها مجوز عبور يا عدم عبور صادر شود. همانطور كه همه جا ايست بازرسى اعصاب خردكن و وقت گير است ديواره آتش نيز مى تواند به عنوان يك گلوگاه باعث بالا رفتن ترافيك ، تاخير ، ازدحام و بن بست شود.
از آنجا كه معمارى TCP/IP به صورت لايه لايه است (شامل ۴ لايه: فيزيكى، شبكه، انتقال و كاربردى) و هر بسته براى ارسال يا دريافت بايد از هر ۴ لايه عبور كند بنابراين براى حفاظت بايد فيلدهاى مربوطه در هر لايه مورد بررسى قرار گيرند. بيشترين اهميت در لايه هاى شبكه، انتقال و كاربرد است چون فيلد مربوط به لايه فيزيكى منحصر به فرد نيست و در طول مسير عوض مى شود. پس به يك ديواره آتش چند لايه نياز داريم. سياست امنيتى يك شبكه مجموعه اى از قواعد حفاظتى است كه بنابر ماهيت شبكه در يكى از سه لايه ديواره آتش تعريف مى شوند. كارهايى كه در هر لايه از ديواره آتش انجام مى شود عبارت است از:
۱- تعيين بسته هاى ممنوع (سياه) و حذف آنها يا ارسال آنها به سيستم هاى مخصوص رديابى (لايه اول ديواره آتش)
۲- بستن برخى از پورت ها متعلق به برخى سرويس ها مثلTelnet، FTP و... (لايه دوم ديواره آتش)
۳- تحليل برآيند متن يك صفحه وب يا نامه الكترونيكى يا .... (لايه سوم ديواره آتش)
در لايه اول فيلدهاى سرآيند بسته IP مورد تحليل قرار مى گيرد: آدرس مبدأ : برخى از ماشين هاى داخل يا خارج شبكه حق ارسال بسته را ندارند ، بنابراين بسته هاى آنها به محض ورود به ديواره آتش حذف مى شود.
آدرس مقصد: برخى از ماشين هاى داخل يا خارج شبكه حق دريافت بسته را ندارند، بنابراين بسته هاى آنها به محض ورود به ديواره آتش حذف مى شود. IP آدرس هاى غيرمجاز و مجاز براى ارسال و دريافت توسط مدير مشخص مى شود. شماره شناسايى يك ديتا گرام تكه تكه شده: بسته هايى كه تكه تكه شده اند يا متعلق به يك ديتا گرام خاص هستند حذف مى شوند. زمان حيات بسته : بسته هايى كه بيش از تعداد مشخصى مسيرياب را طى كرده اند حذف مى شوند. بقيه فيلدها: براساس صلاحديد مدير ديواره آتش قابل بررسى اند. بهترين خصوصيت لايه اول سادگى و سرعت آن است چرا كه در اين لايه بسته ها به صورت مستقل از هم بررسى مى شوند و نيازى به بررسى لايه هاى قبلى و بعدى نيست. به همين دليل امروزه مسيرياب هايى با قابليت انجام وظايف لايه اول ديواره آتش عرضه شده اند كه با دريافت بسته آنها را غربال كرده و به بسته هاى غيرمجاز اجازه عبور نمى دهند. با توجه به سرعت اين لايه هر چه قوانين سختگيرانه ترى براى عبور بسته ها از اين لايه وضع شود بسته هاى مشكوك بيشترى حذف مى شوند و حجم پردازش كمترى به لايه هاى بالاتر اعمال مى شود.
در لايه دوم فيلدهاى سرآيند لايه انتقال بررسى مى شوند : شماره پورت پروسه مبدأ و مقصد: با توجه به اين مسئله كه شماره پورت هاى استاندارد شناخته شده اند ممكن است مدير ديواره آتش بخواهد مثلاً سرويس FTP فقط براى كاربران داخل شبكه وجود داشته باشد بنابراين ديواره آتش بسته هاى TCP با شماره پورت ۲۰ و ۲۱ كه قصد ورود يا خروج از شبكه را داشته باشند حذف مى كند و يا پورت ۲۳ كه مخصوص Telnet است اغلب بسته است. يعنى بسته هايى كه پورت مقصدشان ۲۳ است حذف مى شوند. كدهاى كنترلى : ديواره آتش با بررسى اين كدها به ماهيت بسته پى مى برد و سياست هاى لازم براى حفاظت را اعمال مى كند. مثلاً ممكن است ديواره آتش طورى تنظيم شده باشد كه بسته هاى ورودى با SYN=1 را حذف كند. بنابراين هيچ ارتباط TCP از بيرون با شبكه برقرار نمى شود. فيلد شماره ترتيب و :Acknowledgement بنابر قواعد تعريف شده توسط مدير شبكه قابل بررسى اند. در اين لايه ديواره آتش با بررسى تقاضاى ارتباط با لايه TCP، تقاضاهاى غيرمجاز را حذف مى كند. در اين مرحله ديواره آتش نياز به جدولى از شماره پورت هاى غيرمجاز دارد. هر چه قوانين سخت گيرانه ترى براى عبور بسته ها از اين لايه وضع شود و پورت هاى بيشترى بسته شوند بسته هاى مشكوك بيشترى حذف مى شوند و حجم پردازش كمترى به لايه سوم اعمال مى شود.
در لايه سوم حفاظت براساس نوع سرويس و برنامه كاربردى صورت مى گيرد: در اين لايه براى هر برنامه كاربردى يك سرى پردازش هاى مجزا صورت مى گيرد. بنابراين در اين مرحله حجم پردازش ها زياد است. مثلاً فرض كنيد برخى از اطلاعات پست الكترونيكى شما محرمانه است و شما نگران فاش شدن آنها هستيد. در اينجا ديواره آتش به كمك شما مى آيد و برخى آدرس هاى الكترونيكى مشكوك را بلوكه مى كند، در متون نامه ها به دنبال برخى كلمات حساس مى گردد و متون رمزگذارى شده اى كه نتواند ترجمه كند را حذف مى كند. يا مى خواهيد صفحاتى كه در آنها كلمات كليدى ناخوشايند شما هست را حذف كند و اجازه دريافت اين صفحات به شما يا شبكه شما را ندهد.
انواع ديواره هاى آتش ديواره هاى آتش هوشمند: امروزه حملات هكرها تكنيكى و هوشمند شده است به نحوى كه با ديواره هاى آتش و فيلترهاى معمولى كه مشخصاتشان براى همه روشن است نمى توان با آنها مقابله كرد. بنابراين بايد با استفاده از ديواره هاى آتش و فيلترهاى هوشمند با آنها مواجه شد. از آنجا كه ديواره هاى آتش با استفاده از حذف بسته ها و بستن پورت هاى حساس از شبكه محافظت مى كنند و چون ديواره هاى آتش بخشى از ترافيك بسته ها را به داخل شبكه هدايت مى كنند، (چرا كه در غير اين صورت ارتباط ما با دنياى خارج از شبكه قطع مى شود)، بنابراين هكرها مى توانند با استفاده از بسته هاى مصنوعى مجاز و شناسايى پورت هاى باز به شبكه حمله كنند. بر همين اساس هكرها ابتدا بسته هايى ظاهراً مجاز را به سمت شبكه ارسال مى كنند. يك فيلتر معمولى اجازه عبور بسته را مى دهد و كامپيوتر هدف نيز چون انتظار دريافت اين بسته را نداشته به آن پاسخ لازم را مى دهد. بنابراين هكر نيز بدين وسيله از باز بودن پورت مورد نظر و فعال بودن كامپيوتر هدف اطمينان حاصل مى كند. براى جلوگيرى از آن نوع نفوذها ديواره آتش بايد به آن بسته هايى اجازه عبور دهد كه با درخواست قبلى ارسال شده اند. حال با داشتن ديواره آتشى كه بتواند ترافيك خروجى شبكه را براى چند ثانيه در حافظه خود حفظ كرده و آن را موقع ورود و خروج بسته مورد پردازش قرار دهد مى توانيم از دريافت بسته هاى بدون درخواست جلوگيرى كنيم. مشكل اين فيلترها زمان پردازش و حافظه بالايى است كه نياز دارند. اما در عوض ضريب اطمينان امنيت شبكه را افزايش مى دهند. ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى: ديواره هاى آتش هوشمند فقط نقش ايست بازرسى را ايفا مى كنند و با ايجاد ارتباط بين كامپيوترهاى داخل و خارج شبكه كارى از پيش نمى برد. اما ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى پس از ايجاد ارتباط فعاليت خود را آغاز مى كند. در اين هنگام ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى مانند يك واسطه عمل مى كند، به نحوى كه ارتباط بين طرفين به صورت غيرمستقيم صورت مى گيرد. اين ديواره هاى آتش در لايه سوم ديواره آتش عمل مى كنند، بنابراين مى توانند بر داده هاى ارسالى در لايه كاربرد نيز نظارت داشته باشند. ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى باعث ايجاد دو ارتباط مى شود
۱ - ارتباط بين مبدا و پروكسى
۲ - ارتباط بين پروكسى و مقصد حال اگر هكر بخواهد ماشين هدف در داخل شبكه را مورد ارزيابى قرار دهد در حقيقت پروكسى را مورد ارزيابى قرار داده است و نمى تواند از داخل شبكه اطلاعات مهمى به دست آورد.
ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى به حافظه بالا و CPU بسيار سريع نياز دارند و از آنجايى كه ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى بايد تمام نشست ها را مديريت كنند گلوگاه شبكه محسوب مى شوند. پس هرگونه اشكال در آنها باعث ايجاد اختلال در شبكه مى شود. اما بهترين پيشنهاد براى شبكه هاى كامپيوترى استفاده همزمان از هر دو نوع ديواره آتش است. با استفاده از پروكسى به تنهايى بارترافيكى زيادى بر پروكسى وارد مى شود. با استفاده از ديواره هاى هوشمند نيز همانگونه كه قبلاً تشريح شد به تنهايى باعث ايجاد ديواره نامطمئن خواهد شد. اما با استفاده از هر دو نوع ديواره آتش به صورت همزمان هم بار ترافيكى پروكسى با حذف بسته هاى مشكوك توسط ديواره آتش هوشمند كاهش پيدا مى كند و هم با ايجاد ارتباط واسط توسط پروكسى از خطرات احتمالى پس از ايجاد ارتباط جلوگيرى مى شود.
ارسالي از طرف کاربر محترم : sm1372
/ك
حاصل اين پردازش احتمال وقوع سه حالت است:
۲- بسته حذف مى شود.
۳- بسته حذف مى شود و پيام مناسبى به مبدا ارسال بسته فرستاده مى شود.
ساختار و عملكرد با اين توضيح ، ديواره آتش محلى است براى ايست بازرسى بسته هاى اطلاعاتى به گونه اى كه بسته ها براساس تابعى از قواعد امنيتى و حفاظتى پردازش شده و براى آنها مجوز عبور يا عدم عبور صادر شود. همانطور كه همه جا ايست بازرسى اعصاب خردكن و وقت گير است ديواره آتش نيز مى تواند به عنوان يك گلوگاه باعث بالا رفتن ترافيك ، تاخير ، ازدحام و بن بست شود.
از آنجا كه معمارى TCP/IP به صورت لايه لايه است (شامل ۴ لايه: فيزيكى، شبكه، انتقال و كاربردى) و هر بسته براى ارسال يا دريافت بايد از هر ۴ لايه عبور كند بنابراين براى حفاظت بايد فيلدهاى مربوطه در هر لايه مورد بررسى قرار گيرند. بيشترين اهميت در لايه هاى شبكه، انتقال و كاربرد است چون فيلد مربوط به لايه فيزيكى منحصر به فرد نيست و در طول مسير عوض مى شود. پس به يك ديواره آتش چند لايه نياز داريم. سياست امنيتى يك شبكه مجموعه اى از قواعد حفاظتى است كه بنابر ماهيت شبكه در يكى از سه لايه ديواره آتش تعريف مى شوند. كارهايى كه در هر لايه از ديواره آتش انجام مى شود عبارت است از:
۱- تعيين بسته هاى ممنوع (سياه) و حذف آنها يا ارسال آنها به سيستم هاى مخصوص رديابى (لايه اول ديواره آتش)
۲- بستن برخى از پورت ها متعلق به برخى سرويس ها مثلTelnet، FTP و... (لايه دوم ديواره آتش)
۳- تحليل برآيند متن يك صفحه وب يا نامه الكترونيكى يا .... (لايه سوم ديواره آتش)
در لايه اول فيلدهاى سرآيند بسته IP مورد تحليل قرار مى گيرد: آدرس مبدأ : برخى از ماشين هاى داخل يا خارج شبكه حق ارسال بسته را ندارند ، بنابراين بسته هاى آنها به محض ورود به ديواره آتش حذف مى شود.
آدرس مقصد: برخى از ماشين هاى داخل يا خارج شبكه حق دريافت بسته را ندارند، بنابراين بسته هاى آنها به محض ورود به ديواره آتش حذف مى شود. IP آدرس هاى غيرمجاز و مجاز براى ارسال و دريافت توسط مدير مشخص مى شود. شماره شناسايى يك ديتا گرام تكه تكه شده: بسته هايى كه تكه تكه شده اند يا متعلق به يك ديتا گرام خاص هستند حذف مى شوند. زمان حيات بسته : بسته هايى كه بيش از تعداد مشخصى مسيرياب را طى كرده اند حذف مى شوند. بقيه فيلدها: براساس صلاحديد مدير ديواره آتش قابل بررسى اند. بهترين خصوصيت لايه اول سادگى و سرعت آن است چرا كه در اين لايه بسته ها به صورت مستقل از هم بررسى مى شوند و نيازى به بررسى لايه هاى قبلى و بعدى نيست. به همين دليل امروزه مسيرياب هايى با قابليت انجام وظايف لايه اول ديواره آتش عرضه شده اند كه با دريافت بسته آنها را غربال كرده و به بسته هاى غيرمجاز اجازه عبور نمى دهند. با توجه به سرعت اين لايه هر چه قوانين سختگيرانه ترى براى عبور بسته ها از اين لايه وضع شود بسته هاى مشكوك بيشترى حذف مى شوند و حجم پردازش كمترى به لايه هاى بالاتر اعمال مى شود.
در لايه دوم فيلدهاى سرآيند لايه انتقال بررسى مى شوند : شماره پورت پروسه مبدأ و مقصد: با توجه به اين مسئله كه شماره پورت هاى استاندارد شناخته شده اند ممكن است مدير ديواره آتش بخواهد مثلاً سرويس FTP فقط براى كاربران داخل شبكه وجود داشته باشد بنابراين ديواره آتش بسته هاى TCP با شماره پورت ۲۰ و ۲۱ كه قصد ورود يا خروج از شبكه را داشته باشند حذف مى كند و يا پورت ۲۳ كه مخصوص Telnet است اغلب بسته است. يعنى بسته هايى كه پورت مقصدشان ۲۳ است حذف مى شوند. كدهاى كنترلى : ديواره آتش با بررسى اين كدها به ماهيت بسته پى مى برد و سياست هاى لازم براى حفاظت را اعمال مى كند. مثلاً ممكن است ديواره آتش طورى تنظيم شده باشد كه بسته هاى ورودى با SYN=1 را حذف كند. بنابراين هيچ ارتباط TCP از بيرون با شبكه برقرار نمى شود. فيلد شماره ترتيب و :Acknowledgement بنابر قواعد تعريف شده توسط مدير شبكه قابل بررسى اند. در اين لايه ديواره آتش با بررسى تقاضاى ارتباط با لايه TCP، تقاضاهاى غيرمجاز را حذف مى كند. در اين مرحله ديواره آتش نياز به جدولى از شماره پورت هاى غيرمجاز دارد. هر چه قوانين سخت گيرانه ترى براى عبور بسته ها از اين لايه وضع شود و پورت هاى بيشترى بسته شوند بسته هاى مشكوك بيشترى حذف مى شوند و حجم پردازش كمترى به لايه سوم اعمال مى شود.
در لايه سوم حفاظت براساس نوع سرويس و برنامه كاربردى صورت مى گيرد: در اين لايه براى هر برنامه كاربردى يك سرى پردازش هاى مجزا صورت مى گيرد. بنابراين در اين مرحله حجم پردازش ها زياد است. مثلاً فرض كنيد برخى از اطلاعات پست الكترونيكى شما محرمانه است و شما نگران فاش شدن آنها هستيد. در اينجا ديواره آتش به كمك شما مى آيد و برخى آدرس هاى الكترونيكى مشكوك را بلوكه مى كند، در متون نامه ها به دنبال برخى كلمات حساس مى گردد و متون رمزگذارى شده اى كه نتواند ترجمه كند را حذف مى كند. يا مى خواهيد صفحاتى كه در آنها كلمات كليدى ناخوشايند شما هست را حذف كند و اجازه دريافت اين صفحات به شما يا شبكه شما را ندهد.
انواع ديواره هاى آتش ديواره هاى آتش هوشمند: امروزه حملات هكرها تكنيكى و هوشمند شده است به نحوى كه با ديواره هاى آتش و فيلترهاى معمولى كه مشخصاتشان براى همه روشن است نمى توان با آنها مقابله كرد. بنابراين بايد با استفاده از ديواره هاى آتش و فيلترهاى هوشمند با آنها مواجه شد. از آنجا كه ديواره هاى آتش با استفاده از حذف بسته ها و بستن پورت هاى حساس از شبكه محافظت مى كنند و چون ديواره هاى آتش بخشى از ترافيك بسته ها را به داخل شبكه هدايت مى كنند، (چرا كه در غير اين صورت ارتباط ما با دنياى خارج از شبكه قطع مى شود)، بنابراين هكرها مى توانند با استفاده از بسته هاى مصنوعى مجاز و شناسايى پورت هاى باز به شبكه حمله كنند. بر همين اساس هكرها ابتدا بسته هايى ظاهراً مجاز را به سمت شبكه ارسال مى كنند. يك فيلتر معمولى اجازه عبور بسته را مى دهد و كامپيوتر هدف نيز چون انتظار دريافت اين بسته را نداشته به آن پاسخ لازم را مى دهد. بنابراين هكر نيز بدين وسيله از باز بودن پورت مورد نظر و فعال بودن كامپيوتر هدف اطمينان حاصل مى كند. براى جلوگيرى از آن نوع نفوذها ديواره آتش بايد به آن بسته هايى اجازه عبور دهد كه با درخواست قبلى ارسال شده اند. حال با داشتن ديواره آتشى كه بتواند ترافيك خروجى شبكه را براى چند ثانيه در حافظه خود حفظ كرده و آن را موقع ورود و خروج بسته مورد پردازش قرار دهد مى توانيم از دريافت بسته هاى بدون درخواست جلوگيرى كنيم. مشكل اين فيلترها زمان پردازش و حافظه بالايى است كه نياز دارند. اما در عوض ضريب اطمينان امنيت شبكه را افزايش مى دهند. ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى: ديواره هاى آتش هوشمند فقط نقش ايست بازرسى را ايفا مى كنند و با ايجاد ارتباط بين كامپيوترهاى داخل و خارج شبكه كارى از پيش نمى برد. اما ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى پس از ايجاد ارتباط فعاليت خود را آغاز مى كند. در اين هنگام ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى مانند يك واسطه عمل مى كند، به نحوى كه ارتباط بين طرفين به صورت غيرمستقيم صورت مى گيرد. اين ديواره هاى آتش در لايه سوم ديواره آتش عمل مى كنند، بنابراين مى توانند بر داده هاى ارسالى در لايه كاربرد نيز نظارت داشته باشند. ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى باعث ايجاد دو ارتباط مى شود
۱ - ارتباط بين مبدا و پروكسى
۲ - ارتباط بين پروكسى و مقصد حال اگر هكر بخواهد ماشين هدف در داخل شبكه را مورد ارزيابى قرار دهد در حقيقت پروكسى را مورد ارزيابى قرار داده است و نمى تواند از داخل شبكه اطلاعات مهمى به دست آورد.
ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى به حافظه بالا و CPU بسيار سريع نياز دارند و از آنجايى كه ديواره هاى آتش مبتنى بر پروكسى بايد تمام نشست ها را مديريت كنند گلوگاه شبكه محسوب مى شوند. پس هرگونه اشكال در آنها باعث ايجاد اختلال در شبكه مى شود. اما بهترين پيشنهاد براى شبكه هاى كامپيوترى استفاده همزمان از هر دو نوع ديواره آتش است. با استفاده از پروكسى به تنهايى بارترافيكى زيادى بر پروكسى وارد مى شود. با استفاده از ديواره هاى هوشمند نيز همانگونه كه قبلاً تشريح شد به تنهايى باعث ايجاد ديواره نامطمئن خواهد شد. اما با استفاده از هر دو نوع ديواره آتش به صورت همزمان هم بار ترافيكى پروكسى با حذف بسته هاى مشكوك توسط ديواره آتش هوشمند كاهش پيدا مى كند و هم با ايجاد ارتباط واسط توسط پروكسى از خطرات احتمالى پس از ايجاد ارتباط جلوگيرى مى شود.
ارسالي از طرف کاربر محترم : sm1372
/ك
