СОДЕРЖАНИЕ

 

      1.  Введение

     В современном мире происходит стремительное развитие компьютерной техники и компьютерных технологий. Важное место среди них занимают технологии вычислительных и информационных сетей. Создание и развитие Internet и World Wide Web привело к новому этапу развития информационного общества. Но, с другой стороны, развитие современных сетевых информационных технологий привело к росту числа компьютерных преступлений и связанных с ними хищений информации, а также материальных потерь.

     Интернет  и World Wide Web совместно открыли новую дверь, через которую хакеры могут удалённо атаковать домашние компьютеры и корпоративные сети и исследовать, копировать или уничтожать находящиеся в них данные. По оценкам экспертов, до 85% сетей, подключённых к Интернету, уязвимы для таких атак.

     По  результатам одного исследования, посвященного вопросам компьютерных преступлений, около 58% опрошенных пострадали от компьютерных взломов за последний год. Примерно 18% опрошенных из этого числа заявляют, что потеряли более миллиона долларов в ходе нападений, более 66% потерпели убытки в размере 50 тыс. долларов. Свыше 22% атак были нацелены на промышленные секреты или документы, представляющие интерес прежде всего для конкурентов.

     С ростом Интернета и развитием  технологий такие нападения распространяются всё шире. Сегодня можно говорить о том, что угроза извне становится проблемой мирового масштаба, касающейся любой компании, имеющей выход во внешние сети.

     Информационная  безопасность обеспечивается комплексом социально-правовых, морально-этических  норм, а также техническими средствами.  На техническом уровне для обеспечения защиты сетевых систем, безопасности удалённого доступа и создания надёжных политик безопасности применяются такие средства защиты локальных и корпоративных сетей, как межсетевые экраны (брандмауэры, файерволы, прокси-сервера) (МСЭ), а также более современные средства - системы обнаружения атак (СОА).

     Проблема  информационной защиты и безопасности локальных сетей важна и актуальна. Полностью она не решена и на сегодняшний  день. Практически это одна из ключевых проблем развития информационного общества.

     Рассматривая  техническую проблему безопасности и защиты локальных и корпоративных  сетей от атак извне, необходимо рассмотреть  проблему сетевой защиты и методы её решения.

 

2. Задача сетевой  защиты и методы её решения

2. 1.  Брандмауэр

 

     Межсетевой  экран или брандмауэр (по-нем. brandmauer, по-англ. firewall, по-рус. граница огня) - это система или комбинация систем, позволяющих разделить сеть на две или более частей и реализовать набор правил, определяющих условия прохождения пакетов из одной части в другую. Чаще всего эта граница проводится между локальной сетью предприятия и INTERNET, хотя ее можно провести и внутри локальной сети предприятия. Брандмауэр, таким образом, пропускает через себя весь трафик. Для каждого проходящего пакета брандмауэр принимает решение пропускать его или отбросить. Для того чтобы брандмауэр мог принимать эти решения, ему необходимо определить набор правил. О том, как эти правила описываются и какие параметры используются при их описании, речь пойдет чуть позже.

       Как правило, брандмауэры функционируют на какой-либо UNIX платформе - чаще всего это BSDI, SunOS, AIX, IRIX и т.д., реже - DOS, VMS, WNT, Windows NT. Из аппаратных платформ встречаются INTEL, Sun SPARC, RS6000, Alpha, HP PA-RISC, семейство RISC процессоров R4400-R5000. Помимо Ethernet, многие брандмауэры поддерживают FDDI, Token Ring, 100Base-T, 100VG-AnyLan, различные серийные устройства. Требования к оперативной памяти и объему жесткого диска зависят от количества машин в защищаемом сегменте сети.

     Обычно  в операционную систему, под управлением  которой работает брандмауэр, вносятся изменения, цель которых - повышение  защиты самого брандмауэра. Эти изменения  затрагивают как ядро ОС, так и  соответствующие файлы конфигурации. На самом брандмауэре не разрешается иметь счета пользователей (а значит и потенциальных дыр), только счет администратора. Некоторые брандмауэры работают только в однопользовательском режиме. Многие брандмауэры имеют систему проверки целостности программных кодов. При этом контрольные суммы программных кодов хранятся в защищенном месте и сравниваются при старте программы во избежание подмены программного обеспечения.

     Все брандмауэры можно разделить  на три типа:

1. Фильтры пакетов (packet filter) – простые и кумулятивные;
2. Прокси-брандмауэры и сервера уровня соединения (circuit gateways)
3. Шлюзы приложений и сервера прикладного уровня (application gateways)

     Все три категории могут одновременно встретиться в одном брандмауэре.

2. 2.  Фильтры пакетов  – простые и кумулятивные

 

     Фильтр  пакетов — это узел или маршрутизатор, который проверяет каждый пакет  на соответствие правилам политики безопасности перед его отправкой в сеть и/ или узел назначения через соответствующий  сетевой интерфейс.

     Фильтры пакетов принимают решение о том, пропускать пакет или отбросить, просматривая IP-адреса, флаги или номера TCP портов в заголовке этого пакета. IP-адрес и номер порта - это информация сетевого и транспортного уровней соответственно, но пакетные фильтры используют и информацию прикладного уровня, т.к. все стандартные сервисы в TCP/IP ассоциируются с определенным номером порта.

     Для описания правил прохождения пакетов  составляются таблицы типа:  

 

     Поле "действие" может принимать  значения пропустить или отбросить.  
Тип пакета - TCP, UDP или ICMP. Флаги - флаги из заголовка IP-пакета.  
Поля "порт источника" и "порт назначения" имеют смысл только для TCP и UDP пакетов.

     В первую очередь, фильтры отбрасывают пакеты ICMP, UDP и входящие пакеты SYN/ACK, которые инициируют внутренний сеанс связи. Простые фильтры могут только фильтровать пакеты от узла-отправителя, узла-получателя и от порта-получателя. Более интеллектуальная разновидность фильтров может работать, основываясь на информации о входящем интерфейсе, порте-отправителе и даже анализировать состояния флагов заголовков. В качестве примера фильтров такого типа можно привести простые маршрутизаторы, такие как маршрутизаторы доступа любой серии фирмы Cisco или даже UNIX-станции с установленным демоном-брандмауэром. Если маршрутизатор сконфигурирован для работы с конкретным протоколом, внешние узлы могут использовать данный протокол для установления прямого соединения с внутренними узлами. Большинство маршрутизаторов могут формировать журнал аудита и генерировать сигналы тревоги при обнаружении враждебных действий.

     Главным недостатком пакетных фильтров является сложность управления: когда правила  становятся достаточно сложными, можно  ненароком породить конфликтующие политики безопасности или пропустить нежелательные пакеты. Хакеры прекрасно осведомлены о многочисленных дырах в защите при использовании фильтров. Тем не менее применять фильтры пакетов имеет смысл, главным образом, на передней линии обороны перед брандмауэрами. В настоящее время многие брандмауэры содержат фильтры пакетов, тесно интегрированные в их ядро или в сетевую операционную систему (Internetworking Operating System, IOS).

     Кумулятивные  фильтры являются усовершенствованными версиями фильтров пакетов, исполняют те же самые функции, что и их предшественники, дополнительно отслеживая информацию о состоянии пакетов (такую, как номер последовательности в протоколе TCP). По существу, кумулятивные фильтры отслеживают информацию о сеансах связи. В качестве примера можно привести брандмауэры PIX фирмы Cisco, Fire Wall-1 фирмы Check Point Software и брандмауэр фирмы Watchguard.

     Кумулятивный  процесс определяется как анализ данных нижних уровней стека протоколов в целях сравнения текущей  сессии с предыдущими с целью обнаружения подозрительной деятельности. В отличие от шлюзов уровня приложения, в кумулятивных фильтрах применяются определяемые пользователем правила, не зависящие от информации о самом приложении. Кроме того, кумулятивная защита меньше загружает процессор, чем анализ на уровне приложения. К сожалению, кумулятивные брандмауэры не распознают отдельные приложения и, следовательно, неспособны применять различные правила к различным приложениям.

2. 3.  Прокси-брандмауэры  и сервера уровня соединения

 

     Узел  прокси-брандмауэра — это просто сервер с двумя сетевыми интерфейсными  картами (Network Interface Card, NIC), который или передает пакет дальше, или его уничтожает, используя демоны прокси-сервера. Каждое приложение, работающее через такой шлюз, должно быть специально инсталлировано и работать через прокси. Прокси-сервер действует от имени одного или более серверов, обычно в качестве экрана, брандмауэра, кэша или их комбинации.

     Термин  шлюз часто применяется в качестве синонима прокси-сервера. Обычно прокси-сервер используется в компаниях и предприятиях для сбора всех запросов в Интернете, пересылке их Интернет-серверам, получения от них ответов и, наконец, пересылке ответов исходным адресатам внутри компании (с применением прокси-агентов, устанавливающих и завершающих соединение с удаленными узлами или серверами от имени пользователей).

     Сервер  уровня соединения представляет из себя транслятор TCP соединения. Пользователь образует соединение с определенным портом на брандмауэре, после чего последний производит соединение с местом назначения по другую сторону от брандмауэра. Во время сеанса этот транслятор копирует байты в обоих направлениях, действуя как провод.

     Как правило, пункт назначения задается заранее, в то время как источников может быть много (соединение типа один - много). Используя различные порты, можно создавать различные конфигурации.

     Такой тип сервера позволяет создавать  транслятор для любого определенного  пользователем сервиса, базирующегося  на TCP, осуществлять контроль доступа к этому сервису, сбор статистики по его использованию.

2. 4.  Шлюзы приложений  и сервера прикладного  уровня

 

Шлюзы приложений являются усиленной версией  прокси-брандмауэров и, как и в  случае прокси-брандмауэров, каждое приложение должно быть специально инсталлировано для работы через них. Разница заключается в том, что шлюзы приложений содержат встроенные модули, которые проверяют каждый запрос и ответ. Например, только загружаемые данные могут быть исходящим потоком по протоколу FTP. Шлюзы приложений просматривают все данные на уровне приложения стека протоколов и являются посредниками для внешних пользователей, перехватывая пакеты и пересылая их приложению. Таким образом, внешние пользователи не смогут установить связь напрямую в защищенной зоне. То, что брандмауэр фактически просматривает всю информацию приложения, означает, что он различает такие приложения, как FTP и SMTP. Вследствие этого шлюзы приложений обеспечивают защиту любого приложения, которое они поддерживают.

     Брандмауэры с серверами прикладного уровня используют сервера конкретных сервисов (proxy server) - TELNET, FTP и т.д., запускаемые на брандмауэре и пропускающие через себя весь трафик, относящийся к данному сервису. Таким образом, между клиентом и сервером образуются два соединения: от клиента до брандмауэра и от брандмауэра до места назначения. Полный набор поддерживаемых серверов различается для каждого конкретного брандмауэра.

     Использование серверов прикладного уровня позволяет  решить важную задачу - скрыть от внешних  пользователей структуру локальной сети, включая информацию в заголовках почтовых пакетов или службы доменных имен (DNS). Другим положительным качеством является возможность аутентификации на пользовательском уровне (напоминаю, что аутентификация - процесс подтверждения идентичности чего-либо; в данном случае это процесс подтверждения, действительно ли пользователь является тем, за кого он себя выдает).

     При описании правил доступа используются такие параметры, как 

• название сервиса,
• имя пользователя,
• допустимый временной диапазон использования сервиса,
• компьютеры, с которых можно пользоваться сервисом,
• схемы аутентификации.