信息安全工程師教程知識點(diǎn)精講(三)

信息安全工程師教程知識點(diǎn)精講（三）全國計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試，這門新開的信息安全工程師分屬該考試“信息系統(tǒng)”專業(yè)，位處中級資格。官方教材《信息安全工程師教程》及考試大綱于7月1日出版，希賽小編整理了信息安全工程師教程精講學(xué)習(xí)筆記，供大家參考學(xué)習(xí)。防火墻防火墻（Firewall），也稱防護(hù)墻，是由CheckPoint創(chuàng)立者GilShwed于1993年發(fā)明并引入國際互聯(lián)網(wǎng)（US5606668（A）1993-12-15）。它是一種位于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。一項(xiàng)信息安全的防護(hù)系統(tǒng)，依照特定的規(guī)則，允許或是限制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過?；径x所謂防火墻指的是一個(gè)由軟件和硬件設(shè)備組合而成、在內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間、專用網(wǎng)與公共網(wǎng)之間的界面上構(gòu)造的保護(hù)屏障.是一種獲取安全性方法的形象說法，它是一種計(jì)算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合，使Internet與Intranet之間建立起一個(gè)安全網(wǎng)關(guān)（SecurityGateway），從而保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免受非法用戶的侵入，防火墻主要由服務(wù)訪問規(guī)則、驗(yàn)證工具、包過濾和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)4個(gè)部分組成，防火墻就是一個(gè)位于計(jì)算機(jī)和它所連接的網(wǎng)絡(luò)之間的軟件或硬件。該計(jì)算機(jī)流入流出的所有網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)包均要經(jīng)過此防火墻。在網(wǎng)絡(luò)中，所謂“防火墻”，是指一種將內(nèi)部網(wǎng)和公眾訪問網(wǎng)（如Internet）分開的方法，它實(shí)際上是一種隔離技術(shù)。防火墻是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)執(zhí)行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數(shù)據(jù)進(jìn)入你的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將你“不同意”的人和數(shù)據(jù)拒之門外，最大限度地阻止網(wǎng)絡(luò)中的黑客來訪問你的網(wǎng)絡(luò)。換句話說，如果不通過防火墻，公司內(nèi)部的人就無法訪問Internet，Internet上的人也無法和公司內(nèi)部的人進(jìn)行通信。什么是防火墻XP系統(tǒng)相比于以往的Windows系統(tǒng)新增了許多的網(wǎng)絡(luò)功能（Windows7的防火墻一樣很強(qiáng)大，可以很方便地定義過濾掉數(shù)據(jù)包），例如Internet連接防火墻（ICF），它就是用一段“代碼墻"把電腦和Internet分隔開，時(shí)刻檢查出入防火墻的所有數(shù)據(jù)包，決定攔截或是放行那些數(shù)據(jù)包。防火墻可以是一種硬件、固件或者軟件，例如專用防火墻設(shè)備就是硬件形式的防火墻，包過濾路由器是嵌有防火墻固件的路由器，而代理服務(wù)器等軟件就是軟件形式的防火墻。ICF工作原理ICF被視為狀態(tài)防火墻，狀態(tài)防火墻可監(jiān)視通過其路徑的所有通訊，并且檢查所處理的每個(gè)消息的源和目標(biāo)地址。為了防止來自連接公用端的未經(jīng)請求的通信進(jìn)入專用端，ICF保留了所有源自ICF計(jì)算機(jī)的通訊表。在單獨(dú)的計(jì)算機(jī)中，ICF將跟蹤源自該計(jì)算機(jī)的通信。與ICS一起使用時(shí)，ICF將跟蹤所有源自ICF/ICS計(jì)算機(jī)的通信和所有源自專用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的通信。所有Internet傳入通信都會(huì)針對于該表中的各項(xiàng)進(jìn)行比較。只有當(dāng)表中有匹配項(xiàng)時(shí)（這說明通訊交換是從計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)內(nèi)部開始的），才允許將傳入Internet通信傳送給網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)。源自外部源ICF計(jì)算機(jī)的通訊（如Internet）將被防火墻阻止，除非在“服務(wù)”選項(xiàng)卡上設(shè)置允許該通訊通過。ICF不會(huì)向你發(fā)送活動(dòng)通知，而是靜態(tài)地阻止未經(jīng)請求的通訊，防止像端口掃描這樣的常見黑客襲擊。防火墻的種類防火墻從誕生開始，已經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：基于路由器的防火墻、用戶化的防火墻工具套、建立在通用操作系統(tǒng)上的防火墻、具有安全操作系統(tǒng)的防火墻。常見的防火墻屬于具有安全操作系統(tǒng)的防火墻，例如NETEYE、NETSCREEN、TALENTIT等。從結(jié)構(gòu)上來分，防火墻有兩種：即代理主機(jī)結(jié)構(gòu)和路由器+過濾器結(jié)構(gòu)，后一種結(jié)構(gòu)如下所示：內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)過濾器（Filter）路由器（Router）Internet從原理上來分，防火墻則可以分成4種類型：特殊設(shè)計(jì)的硬件防火墻、數(shù)據(jù)包過濾型、電路層網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用級網(wǎng)關(guān)。安全性能高的防火墻系統(tǒng)都是組合運(yùn)用多種類型防火墻，構(gòu)筑多道防火墻防御工事”。吞吐量網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是由一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包組成，防火墻對每個(gè)數(shù)據(jù)包的處理要耗費(fèi)資源。吞吐量是指在沒有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠接受的最大速率。其測試方法是：在測試中以一定速率發(fā)送一定數(shù)量的幀，并計(jì)算待測設(shè)備傳輸?shù)膸?，如果發(fā)送的幀與接收的幀數(shù)量相等，那么就將發(fā)送速率提高并重新測試；如果接收幀少于發(fā)送幀則降低發(fā)送速率重新測試，直至得出最終結(jié)果。吞吐量測試結(jié)果以比特/秒或字節(jié)/秒表示。吞吐量和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)率是關(guān)系防火墻應(yīng)用的主要指標(biāo)，一般采用FDT（FullDuplexThroughput）來衡量，指64字節(jié)數(shù)據(jù)包的全雙工吞吐量，該指標(biāo)既包括吞吐量指標(biāo)也涵蓋了報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)率指標(biāo)。主要類型網(wǎng)絡(luò)層防火墻網(wǎng)絡(luò)層防火墻可視為一種IP封包過濾器，運(yùn)作在底層的TCP/IP協(xié)議堆棧上。我們可以以枚舉的方式，只允許符合特定規(guī)則的封包通過，其余的一概禁止穿越防火墻（病毒除外，防火墻不能防止病毒侵入）。這些規(guī)則通?？梢越?jīng)由管理員定義或修改不過某些防火墻設(shè)備可能只能套用內(nèi)置的規(guī)則。我們也能以另一種較寬松的角度來制定防火墻規(guī)則，只要封包不符合任何一項(xiàng)“否定規(guī)則”就予以放行。操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大多已內(nèi)置防火墻功能。較新的防火墻能利用封包的多樣屬性來進(jìn)行過濾，例如：來源IP地址、來源端口號、目的IP地址或端口號、服務(wù)類型（如HTTP或是FTP）。也能經(jīng)由通信協(xié)議、TTL值、來源的網(wǎng)域名稱或網(wǎng)段...等屬性來進(jìn)行過濾。應(yīng)用層防火墻應(yīng)用層防火墻是在TCP/IP堆棧的“應(yīng)用層”上運(yùn)作，您使用瀏覽器時(shí)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流或是使用FTP時(shí)的數(shù)據(jù)流都是屬于這一層。應(yīng)用層防火墻可以攔截進(jìn)出某應(yīng)用程序的所有封包，并且封鎖其他的封包（通常是直接將封包丟棄）。理論上，這一類的防火墻可以完全阻絕外部的數(shù)據(jù)流進(jìn)到受保護(hù)的機(jī)器里。防火墻借由監(jiān)測所有的封包并找出不符規(guī)則的內(nèi)容，可以防范電腦蠕蟲或是木馬程序的快速蔓延。不過就實(shí)現(xiàn)而言，這個(gè)方法既煩且雜（軟件有千千百百種啊），所以大部分的防火墻都不會(huì)考慮以這種方法設(shè)計(jì)。XML防火墻是一種新型態(tài)的應(yīng)用層防火墻。根據(jù)側(cè)重不同，可分為：包過濾型防火墻、應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)型防火墻、服務(wù)器型防火墻。數(shù)據(jù)庫防火墻數(shù)據(jù)庫防火墻是一款基于數(shù)據(jù)庫協(xié)議分析與控制技術(shù)的數(shù)據(jù)庫安全防護(hù)系統(tǒng)?；谥鲃?dòng)防御機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的訪問行為控制、危險(xiǎn)操作阻斷、可疑行為審計(jì)。數(shù)據(jù)庫防火墻通過SQL協(xié)議分析，根據(jù)預(yù)定義的禁止和許可策略讓合法的SQL操作通過，阻斷非法違規(guī)操作，形成數(shù)據(jù)庫的外圍防御圈，實(shí)現(xiàn)SQL危險(xiǎn)操作的主動(dòng)預(yù)防、實(shí)時(shí)審計(jì)。數(shù)據(jù)庫防火墻面對來自于外部的入侵行為，提供SQL注入禁止和數(shù)據(jù)庫虛擬補(bǔ)丁包功能?；咎匦裕ㄒ唬﹥?nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流都必須經(jīng)過防火墻這是防火墻所處網(wǎng)絡(luò)位置特性，同時(shí)也是一個(gè)前提。因?yàn)橹挥挟?dāng)防火墻是內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)之間通信的唯一通道，才可以全面、有效地保護(hù)企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不受侵害。根據(jù)美國國家安全局制定的《信息保障技術(shù)框架》，防火墻適用于用戶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邊界，屬于用戶網(wǎng)絡(luò)邊界的安全保護(hù)設(shè)備。所謂網(wǎng)絡(luò)邊界即是采用不同安全策略的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接處，比如用戶網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間連接、和其它業(yè)務(wù)往來單位的網(wǎng)絡(luò)連接、用戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不同部門之間的連接等。防火墻的目的就是在網(wǎng)絡(luò)連接之間建立一個(gè)安全控制點(diǎn)，通過允許、拒絕或重新定向經(jīng)過防火墻的數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)、出內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)和訪問的審計(jì)和控制。典型的防火墻體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。從圖中可以看出，防火墻的一端連接企事業(yè)單位內(nèi)部的局域網(wǎng)，而另一端則連接著互聯(lián)網(wǎng)。所有的內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信都要經(jīng)過防火墻。（二）只有符合安全策略的數(shù)據(jù)流才能通過防火墻防火墻最基本的功能是確保網(wǎng)絡(luò)流量的合法性，并在此前提下將網(wǎng)絡(luò)的流量快速的從一條鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到另外的鏈路上去。從最早的防火墻模型開始談起，原始的防火墻是一臺(tái)“雙穴主機(jī)”，即具備兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，同時(shí)擁有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層地址。防火墻將網(wǎng)絡(luò)上的流量通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口接收上來，按照OSI協(xié)議棧的七層結(jié)構(gòu)順序上傳，在適當(dāng)?shù)膮f(xié)議層進(jìn)行訪問規(guī)則和安全審查，然后將符合通過條件的報(bào)文從相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口送出，而對于那些不符合通過條件的報(bào)文則予以阻斷。因此，從這個(gè)角度上來說，防火墻是一個(gè)類似于橋接或路由器的、多端口的（網(wǎng)絡(luò)接口>=2）轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，它跨接于多個(gè)分離的物理網(wǎng)段之間，并在報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過程之中完成對報(bào)文的審查工作。（三）防火墻自身應(yīng)具有非常強(qiáng)的抗攻擊免疫力這是防火墻之所以能擔(dān)當(dāng)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)重任的先決條件。防火墻處于網(wǎng)絡(luò)邊緣，它就像一個(gè)邊界衛(wèi)士一樣，每時(shí)每刻都要面對黑客的入侵，這樣就要求防火墻自身要具有非常強(qiáng)的抗擊入侵本領(lǐng)。它之所以具有這么強(qiáng)的本領(lǐng)防火墻操作系統(tǒng)本身是關(guān)鍵，只有自身具有完整信任關(guān)系的操作系統(tǒng)才可以談?wù)撓到y(tǒng)的安全性。其次就是防火墻自身具有非常低的服務(wù)功能，除了專門的防火墻嵌入系統(tǒng)外，再?zèng)]有其它應(yīng)用程序在防火墻上運(yùn)行。當(dāng)然這些安全性也只能說是相對的。目前國內(nèi)的防火墻幾乎被國外的品牌占據(jù)了一半的市場，國外品牌的優(yōu)勢主要是在技術(shù)和知名度上比國內(nèi)產(chǎn)品高。而國內(nèi)防火墻廠商對國內(nèi)用戶了解更加透徹，價(jià)格上也更具有優(yōu)勢。防火墻產(chǎn)品中，國外主流廠商為思科（Cisco）、CheckPoint、NetScreen等，國內(nèi)主流廠商為東軟、天融信、山石網(wǎng)科、網(wǎng)御神州、聯(lián)想方正等，它們都提供不同級別的防火墻產(chǎn)品。（四）應(yīng)用層防火墻具備更細(xì)致的防護(hù)能力自從Gartner提出下一代防火墻概念以來，信息安全行業(yè)越來越認(rèn)識到應(yīng)用層攻擊成為當(dāng)下取代傳統(tǒng)攻擊，最大程度危害用戶的信息安全，而傳統(tǒng)防火墻由于不具備區(qū)分端口和應(yīng)用的能力以至于傳統(tǒng)防火墻僅僅只能防御傳統(tǒng)的攻擊，基于應(yīng)用層的攻擊則毫無辦法。從2011年開始，國內(nèi)廠家通過多年的技術(shù)積累，開始推出下一代防火墻，在國內(nèi)從第一家推出真正意義的下一代防火墻的網(wǎng)康科技開始，至今包擴(kuò)東軟，天融信等在內(nèi)的傳統(tǒng)防火墻廠商也開始相互［3］效仿，陸續(xù)推出了下一代防火墻，下一代防火墻具備應(yīng)用層分析的能力，能夠基于不同的應(yīng)用特征，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的攻擊過濾，在具備傳統(tǒng)防火墻、IPS、防毒等功能的同時(shí)，還能夠?qū)τ脩艉蛢?nèi)容進(jìn)行識別管理，兼具了應(yīng)用層的高性能和智能聯(lián)動(dòng)兩大特性，能夠更好的針對應(yīng)用層攻擊進(jìn)行防護(hù)。（五）數(shù)據(jù)庫防火墻針對數(shù)據(jù)庫惡意攻擊的阻斷能力虛擬補(bǔ)丁技術(shù)：針對CVE公布的數(shù)據(jù)庫漏洞，提供漏洞特征檢測技術(shù)。高危訪問控制技術(shù)：提供對數(shù)據(jù)庫用戶的登錄、操作行為，提供根據(jù)地點(diǎn)、時(shí)間、用戶、操作類型、對象等特征定義高危訪問行為。SQL注入禁止技術(shù)：提供SQL注入特征庫。返回行超標(biāo)禁止技術(shù)：提供對敏感表的返回行數(shù)控制SQL黑名單技術(shù)：提供對非法SQL的語法抽象描述。代理服務(wù)代理服務(wù)設(shè)備（可能是一臺(tái)專屬的硬件，或只是普通機(jī)器上的一套軟件）也能像應(yīng)用程序一樣回應(yīng)輸入封包（例如連接要求）同時(shí)封鎖其他的封包，達(dá)到類似于防火墻的效果。代理使得由外在網(wǎng)絡(luò)竄改一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)更加困難，并且一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)誤用不一定會(huì)導(dǎo)致一個(gè)安全漏洞可從防火墻外面（只要應(yīng)用代理剩下的原封和適當(dāng)?shù)乇慌渲茫┍蝗肭?。相反地，入侵者也許劫持一個(gè)公開可及的系統(tǒng)和使用它作為代理人為他們自己的目的；代理人然后偽裝作為那個(gè)系統(tǒng)對其它內(nèi)部機(jī)器。當(dāng)對內(nèi)部地址空間的用途加強(qiáng)安全，破壞狂也許仍然使用方法譬如IP欺騙試圖通過小包對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。防火墻經(jīng)常有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）的功能，并且主機(jī)被保護(hù)在防火墻之后共同地使用所謂的“私人地址空間”，依照被定義在[RFC1918