第一篇：防火墻的安全性分析論文

軟件學院

專 科 生 畢 業

實 踐 報 告

題 目： 防火墻的安全性分析

專 業： 計算機網絡技術 年(班)級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 2010 年 03 月 17 日

防火墻的安全性分析

摘要：本文從防火墻的定義、為什么使用防火墻、防火墻的概念、防火墻的功能等方面介紹了防火墻的基本信息；并從防火墻的安全技術分析、防火墻的基本類型、防火墻的工作原理、防火墻的配置、防火墻的安全措施這五個方面來對防火墻的安全性進行分析。

關鍵詞：黑客，防火墻，網絡安全

目 錄

引言............................................................................................4

一、防火墻簡介................................................................................4 1.1防火墻的概念..........................................................................4 1.2防火墻出現的背景和意義......................................................5 1.3 防火墻的發展史.....................................................................5 1.4 防火墻的功能.........................................................................6

二、防火墻的基本類型......................................................................7 2.1 包過濾型.................................................................................7 2.2 網絡地址轉化型—NAT..........................................................7 2.3 代理型......................................................................................8 2.4 監測型......................................................................................8

三、防火墻的工作原理.......................................................................8

3.1相關術語...................................................................................8

3.2 防火墻的防御機理..................................................................9

四、防火墻的配置.............................................................................10

五、防火墻的安全技術分析.............................................................11

六、防火墻的安全措施.......................................................................14

七、總結.............................................................................................14 致謝.....................................................................................................參考文獻.............................................................................................引 言

在計算機技術和網絡技術普遍應用的今天，人們已經不再用腦子去記很多的東西了，而主要記載在計算機上或與之相關機器上，很多時候我們只需記載一些密碼便可，也方便查詢。但是，網絡也是不安全的，很多時候我們的計算機中的信息都有被盜的可能，因此，需要確保我們信息系統安全。以前，我們只需設置一些復雜的密碼就可以，但是上網后，黑客們還是能從各種途徑盜取我們的重要信息，包括我們的密碼和各種敏感信息。因此，我們不只要經常給系統打補丁，還要有一個好的防火墻。有防火墻可以更好的防范黑客攻擊。它可以控制端口的連接，將一些危險的端口屏蔽，防止他人對我們計算機的配置信息進行掃描；可以防范一些有攻擊性的病毒。因此，給我們的計算機安裝強有力的防火墻是很有必要的。我們可以根據自己愛好或用途選擇防火墻，如天網防火墻，諾頓安全特警，瑞星防火墻等。這里，我將運用自己所學知識，先介紹防火墻出現的背景、意義，防火墻的發展史，防火墻的概念及其功能。然后從防火墻的類型、工作原理、配置、安全技術分析及其安全措施對防火墻的安全性進行分析。

一、防火墻簡介

1.1防火墻的概念

防火墻是汽車中一個部件的名稱。在汽車中，利用防火墻把乘客和引擎隔開，以便汽車引擎一旦著火，防火墻不但能保護乘客安全，而同時還能讓司機繼續控制引擎。

在電腦術語中，當然就不是這個意思了，我們可以類比來理解，在網絡中，所謂“防火墻”，是指一種將內部網和公眾訪問網分開的方法，它實際上是一種隔離技術。防火墻是在兩個網絡通訊時執行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數據進入你的網絡，同時將你“不同意”的人和數據拒之門外，最大限度地阻止網絡中的黑客來訪問你的網絡。它可 4 通過監測、限制、更改跨越防火墻的數據流，盡可能地對外部屏蔽網絡內部的信息、結構和運行狀況，以此來實現網絡的安全保護。

在邏輯上，防火墻是一個分離器，一個限制器，也是一個分析器，有效地監控了內部網和Internet之間的任何活動，保證了內部網絡的安全。

防火墻的優點：

（1）防火墻能強化安全策略。

（2）防火墻能有效地記錄Internet上的活動。

（3）防火墻限制暴露用戶點。防火墻能夠用來隔開網絡中一個網段與另一個網段。這樣，能夠防止影響一個網段的問題通過整個網絡傳播。

（4）防火墻是一個安全策略的檢查站。所有進出的信息都必須通過防火墻，防火墻便成為安全問題的檢查點，使可疑的訪問被拒絕于門外。

1.2防火墻出現的背景和意義

隨著計算機的發展，人們越來越意識到網絡的重要性，通過網絡，分散在各處的計算機被網絡聯系在一起。作為網絡的組成部分，把眾多的計算機聯系在一起，組成一個局域網，在這個局域網中，可以在它們之間共享程序、文檔等各種資源；還可以通過網絡使多臺計算機共享同一硬件，如打印機、調制解調器等；同時我們也可以通過網絡使用計算機發送和接收傳真，方便快捷而且經濟。21世紀全世界的計算機都將通過Internet聯到一起，信息安全的內涵也就發生了根本的變化。它不僅從一般性的防衛變成了一種非常普通的防范，而且還 從一種專門的領域變成了無處不在。信息安全是國家發展所面臨的一個重要問題。發展安全產業是信息安全保障系統的一個重要組成部分，甚至應該看到它對我國未來電子化、信息化的發展將起到非常重要的作用。

1.3防火墻的發展史

第一代防火墻：

第一代防火墻技術幾乎與路由器同時出現，采用了包過濾（Packet filter）技術。

第二、三代防火墻：

1989年，貝爾實驗室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墻，即電路層防火墻，同時提出了第三代防火墻——應用層防火墻（代理防火墻）的初步結構。

第四代防火墻：

1992年，USC信息科學院的BobBraden開發出了基于動態包過濾（Dynamic packet filter）技術的第四代防火墻，后來演變為目前所說的狀態監視（Stateful inspection）技術。1994年，以色列的CheckPoint公司開發出了第一個采用這種技術的商業化的產品。第五代防火墻：

1998年，NAI公司推出了一種自適應代理（Adaptive proxy）技術，并在其產品Gauntlet Firewall for NT中得以實現，給代理類型的防火墻賦予了全新的意義，可以稱之為第五代防火墻。

1.4 防火墻的功能

防火墻最基本的功能就是控制在計算機網絡中，不同信任程度區域間傳送的數據流。典型信任的區域包括互聯網(一個沒有信任的區域)和一個內部網絡(一個高信任的區域)。最終目標是提供受控連通性在不同水平的信任區域通過安全政策的運行和連通性模型之間根據最少特權原則。

例如：TCP/IP Port 135~139是 Microsoft Windows 的【網上鄰居】所使用的。如果計算機有使用【網上鄰居】的【共享文件夾】，又沒使用任何防火墻相關的防護措施的話，就等于把自己的【共享文件夾】公開到Internet，供不特定的任何人有機會瀏覽目錄內的文件。防火墻的主要功能有以下幾點：

①防火墻對流經它的網絡通信進行掃描，這樣能夠過濾掉一些攻擊，以免其在目標計算機上被執行。防火墻還可以關閉不使用的端口。而且它還能禁止特定端口的流出通信，封鎖特洛伊木馬。最后，它可以禁止來自特殊站點的訪問，從而防止來自不明入侵者的所有通信。通過過濾不安全的服務，防火墻可以極大地提高網絡安全和減少子網中主機的風險。

②防火墻能極大地提高一個內部網絡的安全性，并通過過濾不安全的服務而降低風險。由于只有經過精心選擇的應用協議才能通過防火墻，所以網絡環境變得更安全。防火墻同時可以保護網絡免受基于路由的攻擊。

③通過以防火墻為中心的安全方案配置，能將所有安全軟件（如口令、加密、身份認證、審計等）配置在防火墻上。與將網絡安全問題分散到各個主機上相比，防火墻的集中安全管理更經濟。例如在網絡訪問時，一次密口令系統和其它的身份認證系統完全可以不必分散在各個主機上，而集中在防火墻一身上。

如果所有的訪問都經過防火墻，那么，防火墻就能記錄下這些訪問并作日志記錄，同時也能提供網絡使用情況的統計數據。當發生可疑動作時，防火墻能進行適當的報警，并提供網絡是否受到監測和攻擊的詳細信息。

⑤除了安全作用，防火墻還支持具有Internet服務特性的企業內部網絡技術體系VPN（虛擬專用網）。

二、防火墻的基本類型

根據防火墻所采用的技術不同,我們可以將它分為四種基本類型:包過濾型、網絡地址轉換—NAT型、代理型和監測型。

2.1包過濾型

網絡上的數據都是以“包”為單位進行傳輸的,數據被分割成為一定大小的數據包,每一個數據包中都會包含一些特定信息,如數據的源地址、目標地址、TCP/UDP源端口和目標端口等。防火墻通過讀取數據包中的地址信息來判斷這些“包”是否來自可信任的安全站點 ,一旦發現來自危險站點的數據包,防火墻便會將這些數據拒之門外。系統管理員也可以根據實際情況靈活制訂判斷規則。

包過濾技術的優點是簡單實用,實現成本較低,在應用環境比較簡單的情況 7 下,能夠以較小的代價在一定程度上保證系統的安全。

2.2網絡地址轉化—NAT型

網絡地址轉換是一種用于把IP地址轉換成臨時的、外部的、注冊的IP地址標準。它允許具有私有IP地址的內部網絡訪問因特網。它還意味著用戶不許要為其網絡中每一臺機器取得注冊的IP地址。

在內部網絡通過安全網卡訪問外部網絡時，將產生一個映射記錄。系統將外出的源地址和源端口映射為一個偽裝的地址和端口，讓這個偽裝的地址和端口通過非安全網卡與外部網絡連接，這樣對外就隱藏了真實的內部網絡地址。在外部網絡通過非安全網卡訪問內部網絡時，它并不知道內部網絡的連接情況，而只是通過一個開放的IP地址和端口來請求訪問。OLM防火墻根據預先定義好的映射規則來判斷這個訪問是否安全。當符合規則時，防火墻認為訪問是安全的，可以接受訪問請求，也可以將連接請求映射到不同的內部計算機中。當不符合規則時，防火墻認為該訪問是不安全的，不能被接受，防火墻將屏蔽外部的連接請求。網絡地址轉換的過程對于用戶來說是透明的，不需要用戶進行設置，用戶只要進行常規操作即可。

2.3代理型

代理型防火墻也稱為代理服務器,它的安全性要高于包過濾型產品,并已經開始向應用層發展。代理服務器位于客戶機與服務器之間,完全阻擋了二者間的數據交流。從客戶機來看,代理服務器相當于一臺真正的服務器;而從服務器來看,代理服務器又是一臺真正的客戶機。由于外部系統與內部服務器之間沒有直接的數據通道,外部的惡意侵害也就很難傷害到企業內部網絡系統。

代理型防火墻的優點是安全性較高,可以針對應用層進行偵測和掃描,對付基于應用層的侵入和病毒都十分有效。其缺點是對系統的整體性能有較大的影響,而且代理服務器必須針對客戶機可能產生的所有應用類型逐一進行設置,大大增加了系統管理的復雜性。

2.4監測型

監測型防火墻是新一代的產品,這一技術實際已經超越了最初的防火墻義。監測型防火墻能夠對各層的數據進行主動的、實時的監測,在對這些數據加以分 8 析的基礎上,監測型防火墻能夠有效地判斷出各層中的非法侵入。同時,這種檢測型防火墻產品一般還帶有分布式探測器,這些探測器安置在各種應用服務器和其他網絡的節點之中,不僅能夠檢測來自網絡外部的攻擊,同時對來自內部的惡意破壞也有極強的防范作用。

雖然監測型防火墻安全性上已超越了包過濾型和代理服務器型防火墻,但由于監測型防火墻技術的實現成本較高,也不易管理。

三、防火墻的工作原理

3.1 相關術語

①網關

網關是在兩上設備之間提供轉發服務的系統。網關的范圍可以從互聯網應用程序如公共網關接口(CGI)到在兩臺主機間處理流量的防火墻網關，這個術語是非常常見的。②電路級網關

電路級網關用來監控受信任的客戶或服務器與不受信任的主機間的TCP握手信息，這樣來決定該會話是否合法，電路級網關是在OSI模型中會話層上來過濾數據包，這樣比包過濾防火墻要高兩層。另外，電路級網關還提供一個重要的安全功能:網絡地址轉移(NAT)將所有公司內部的IP地址映射到一個“安全”的IP地址，這個地址是由防火墻使用的。③應用級網關

應用級網關可以工作在OSI七層模型的任一層上，能夠檢查進出的數據包，通過網關復制傳遞數據，防止在受信任服務器和客戶機與不受信任的主機間直接建立聯系。應用級網關能夠理解應用層上的協議，能夠做復雜一些的訪問控制，并做精細的注冊。通常是在特殊的服務器上安裝軟件來實現的。④包過濾

包過濾是處理網絡上基于packet-by-packet流量的設備。包過濾設備允許或阻止包，典型的實施方法是通過標準的路由器。在上文的防火墻類型中做過介紹。

⑤代理服務器

代理服務器代表內部客戶端與外部的服務器通信。代理服務器這個術語通常是指一個應用級的網關，雖然電路級網關也可作為代理服務器的一種。⑥網絡地址翻譯(NAT)網絡地址解釋是對Internet隱藏內部地址，防止內部地址公開。這一功能可以克服IP尋址方式的諸多限制，完善內部尋址模式。把未注冊IP地址映射成合法地址，就可以對Internet進行訪問。

3.2防火墻的防御機理

①包過濾型防火墻：數據包過濾技術是在網絡層對數據包進行選擇、過濾，選擇、過濾的標準是以網絡管理員事先設置的過濾邏輯(即訪問控制表)為依據的。防火墻通過檢查數據流中每個數據包的源地址、目的地址、所用端口號、協議狀態等信息，來確定是否允許該數據包通過。包過濾型防火墻的優點是效率比較高。包過濾（PacketFliter）通常安裝在路由器上，而且大多數商用路由器都提供了包過濾的功能。包過濾規則以IP包信息為基礎，對IP源地址、目標地址、封裝協議、端口號等進行篩選。包過濾在網絡層進行。

②應用級網關型防火墻：應用級網關是在網絡應用層上建立協議、實現過濾和轉發功能的。它針對特定的網絡應用服務協議，采用不同的數據過濾邏輯，并在過濾的同時對數據包進行必要的分析、登記和統計，形成報告，大大提高了網絡的安全性。

特別需要指出的是：應用級網關型防火墻和包過濾型防火墻有一個共同的特點，它們僅僅依靠特定的邏輯判定是否允許數據包通過。一旦滿足邏輯，則防火墻內外的計算機系統就建立起直接的聯系，防火墻外部的用戶便有可能直接了解防火墻內部的網絡結構和運行狀態，從而使非法訪問和攻擊容易得逞。

③代理服務型防火墻：代理服務也稱鏈路級網關(Circuit Level Gateways)或TCP通道(TCP Tunnels)，也有人將它歸于應用級網關一類。它是針對包過濾和應用級網關技術存在的缺陷而引入的防火墻技術，其特點是將所有跨越防火墻的網絡通信鏈路分為兩段。防火墻內外計算機系統間應用層的“鏈接”由代理服務器實現，外部計算機的網絡鏈路只能到達代理服務器，從而起到了隔離防火墻內外計算機系統的作用。此外，代理服務器也對過往的數據包進行分析、注冊登記，形成報告。當發現被攻擊跡象時，代理服務器會向網絡管理員發出警報。應 用級網關型和代理服務型防火墻大多是基于主機的，價格比較貴，但性能很好，其安裝和使用也比采用數據包過濾技術的防火墻復雜一些。

四、防火墻的配置

防火墻配置有三種：Dual-homed方式、Screened-host方式和Screened-subnet方式。

Dual-homed方式最簡單。Dual-homedGateway放置在兩個網絡之間，這個Dual-omedGateway又稱為bastionhost。這種結構成本低，但是它有單點失敗的問題。這種結構沒有增加網絡安全的自我防衛能力，而它往往是受“黑客”攻擊的首選目標，它自己一旦被攻破，整個網絡也就暴露了。

Screened-host方式中的Screeningrouter為保護Bastionhost的安全建立了一道屏障。它將所有進入的信息先送往Bastionhost，并且只接受來自Bastionhost的數據作為出去的數據。這種結構依賴Screeningrouter和Bastionhost，只要有一個失敗，整個網絡就暴露了。

Screened-subnet包含兩個Screeningrouter和兩個Bastionhost。在公共網絡和私有網絡之間構成了一個隔離網，稱之為“?；饏^”（DMZ，即DemilitarizedZone）,Bastionhost放置在“?；饏^”內。這種結構安全性好，只有當兩個安全單元被破壞后，網絡才被暴露，但是成本也很昂貴。

五、防火墻的安全技術分析

防火墻產品最難評估的方面是防火墻的安全性能,即防火墻是否能夠有效地阻擋外部入侵。

防火墻技術是指網絡之間通過預定義的安全策略，對內外網通信強制實施訪問控制的安全應用措施。它對兩個或多個網絡之間傳輸的數據包按照一定的安全策略來實施檢查，以決定網絡之間的通信是否被允許，并并監視網絡運行狀態。（1）只有正確選用、合理配置防火墻，才能有效發揮其安全防護作用

防火墻作為網絡安全的一種防護手段，自多種實現方式。建立合理的防護系統，配置有效的防火墻應遵循這樣四個基本步驟：

1、風險分析．

2、需求分析：

3、確定安全政策：

4、選擇準確的防護手段，并使之與安全政策保持一致。（2）應正確評估防火墻的失效狀態

評價防火墻性能如何及能否起到安全防護作用，不僅要看它工作是否正常，能否阻擋或捕捉到惡意攻擊和非法訪問的蛛絲馬跡，而且要看到一旦防火墻被攻破，它的狀態如何？

按級別來分，它應有這樣４種狀態：

1、未受傷害能夠繼續正常工作；

2、關閉并重新啟動，同時恢復到正常工作狀態；

3、關閉并禁止所有的數據通行；

4、關閉并允許所有的數據通行。

前兩種狀態比較理想，而第4種最不安全。但是許多防火墻由于沒有條件進行失效狀態測試和驗證，無法確定其失效狀態等級，因此網絡必然存在安全隱患。防火墻能否起到防護作用，最根本、最有效的證明方法是對其進行測試，甚至站在“黑客”的角度采用各種手段對防火墻進行攻擊。然而具體執行時難度較大，原因是：

1、防火墻性能測試目前還是一種很新的技術，可用的工具和軟件較少。

2、防火墻測試技術尚不先迸，與防火墻設計并非完全吻合，使得測試工作難以達到既定的效果。

3、選擇“誰”進行公正的測試也是一個問題?？梢?，防火墻的性能測試決不是一件簡單的事情，但這種測試又相當重要。（3）防火墻必須進行動態維護

防火墻安裝和投入使用后，并非萬事大吉。要想充分發揮它的安全防護作用，必須對它進行跟蹤和維護，商家一旦發現其產品存在安全漏洞，就會盡快發布補救產品，此時應盡快確認真偽(防止特洛伊木馬等病毒)，并對防火墻軟件進行更新。

（4）非法攻擊防火墻的基本“招數”

1、通常情況下，有效的攻擊都是從相關的子網進行的。因為這些網址得到了防火墻的信賴，雖說成功與否尚取決于機遇等其他因素，但對攻擊者而言很值得一試。許多防火墻軟件無法識別數據包到底來自哪個網絡接口，因此攻擊者無 12 需表明進攻數據包的真正來源，只需偽裝IP地址，取得目標的信任，使其認為來自網絡內部即可。IP地址欺騙攻擊正是基于這類防火墻對IP地址缺乏識別和驗證的機制。

通常主機A與主機B的TCP連接(中間有或無防火墻)是通過主機A向主機B提出請求建立起來的，而其間A和B的確認僅僅根據由主機A產生并經主機B驗證的初始序列號ISN。

具體分三個步驟：

1．主機A產生它的ISN，傳送給主機B，請求建立連接；

2．B接收到來自A的帶有SYN標志的ISN后，將自己本身的ISN連同應答信息ACK一同返回給A；

3.A再將B傳送來的ISN及應答信息ACK返回給B。至此，正常情況，主機A與B的TCP連接就建立起來了。

IP地址欺騙攻擊的第一步是切斷可信賴主機.這樣可以使用TCP淹沒攻擊，使得信賴主機處于“自顧不暇”的忙碌狀態，相當于被切斷，這時目標主機會認為信賴主機出現了故障，只能發出無法建立連接的RST包而無暇顧及其他。

攻擊者最關心的是猜測目標主機的ISN。為此，可以利用SMTP的端口(25)，通常它是開放的，郵件能夠通過這個端口，與目標主機打開一個TCP連接，因而得到它的ISN。在此有效期間，重復這一過程若干次，以便能夠猜測和確定ISN的產生和變化規律，這樣就可以使用被切斷的可信賴主機的IP地址向目標主機發出連接請求。

請求發出后，目標主機會認為它是TCP連接的請求者，從而給信賴主機發送響應(包括SYN)，而信賴主機目前仍忙于處理Flood淹沒攻擊產生的“合法”請求，因此目標主機不能得到來自于信賴主機的響應。

現在攻擊者發出回答響應，并連同預測的目標主機的ISN一同發給目標主機。

隨著不斷地糾正預測的ISN，攻擊者最終會與目標主機建立一個會晤。通過這種方式，攻擊者以合法用戶的身份登錄到目標主機而不需進一步的確認。如果反復試驗使得目標主機能夠接收對網絡的ROOT登錄，那么就可以完全控制整個網絡。

歸納起來，防火墻安全防護面臨威脅的幾個主要原因有：①SOCK的錯誤配置；②不適當的安全政策；③強力攻擊；④允許匿名的FTP協議；⑤允許TFTP協議；⑥允許Rlogin命令；⑦允許X－Windows或OpenWindows；⑧端口映射；⑨可加載的NFS協議；⑩允許Win95/NT文件共享。

破壞防火墻的另一種方式是攻擊與干擾相結合。也就是在攻擊期間使防火墻始終處于繁忙的狀態。防火墻過分的繁忙有時會導致它忘記履行安全防護的職能，處于失效狀態。

需要特別注意的是，防火墻也可能被內部攻擊。因為安裝了防火墻后，隨意訪問被嚴格禁止了，這樣內部人員無法在閑暇的時間通過Telnet瀏覽郵件或使用FTP向外發送信息，個別人會對防火墻不滿進而可能攻擊它、破壞它，期望回到從前的狀態。這里，攻擊的目標常常是防火墻或防火墻運行的操作系統，因此不僅涉及網絡安全，還涉及主機安全問題。

以上分析表明，防火墻的安全防護性能依賴的因素很多。防火墻并非萬能，它最多只能防護經過其本身的非法訪問和攻擊，而對不經防火墻的訪問和攻擊則無能為力。

六、防火墻的安全措施

各種防火墻的安全性能不盡相同，以下是一些一般防火墻的常用安全措施：

1.防電子欺騙術

防電子欺騙術功能是保證數據包的IP地址與網關接口相符，防止通過修改IP地址的方法進行非授權訪問。還應對可疑信息進行鑒別，并向網絡管理員報警。

2.網絡地址轉移

地址轉移是對Internet隱藏內部地址，防止內部地址公開。這一功能可以克服IP尋址方式的諸多限制，完善內部尋址模式。把未注冊IP地址映射成合法地址，就可以對Internet進行訪問。3.開放式結構設計

開放式結構設計使得防火墻與相關應用程序和外部用戶數據庫的連接相當容易，典型的應用程序連接如財務軟件包、病毒掃描、登錄分析等。

七、總結

第二篇：防火墻論文

防火墻技術論文

姓 名：王田輝 學 號：2012110438 專 業：網絡工程

摘要

本文介紹了防火墻的概念、分類、發展歷程、工作原理、主要技術及相關的特性。防火墻是一種訪問控制技術，它通過在某個機構的網絡和不安全的網絡之間設置障礙，阻止信息資源的非法訪問。說明了網絡常見攻擊方式以及防火墻應對策略。分析了防火墻技術在Internet安全上的重要作用，并提出其不足之處 和解決方案。最后展望了防火墻的反戰前景以及技術方向。

關鍵字：防火墻；網絡；網絡安全；功能；Internet；

Abstract The paper introduces the concept, classification and firewall development course, working principle and main technology and related properties.A firewall is a kind of access control technology, it is through the network and in some institutions unsafe network between obstacles, stop the illegal access to information resources.Explain the network attack mode and common firewall strategies.Analysis on the Internet security firewall technology was proposed, and the important role of the deficiencies and solutions.Finally discussed the prospect and the anti-war firewall technology trends.Key words: firewall, Network, Network security, Function, Internet，目錄

一、防火墻是什么.........................................1

二、防火墻的分類.........................................1

三、防火墻的發展歷程.....................................1

四、防火墻的工作原理.....................................2

五、防火墻應該具備的特性.................................2

六、防火墻主要技術.......................................2

七、常見攻擊方式以及應對策略.............................3

八、防火墻的反戰前景以及技術方向.........................3

九、結束語...............................................4

十、參考文獻.............................................4 現在無論是企業，還是個人，隨著計算機的應用由單機發展到網絡，網絡面臨著大量的安全威脅，其安全問題日益嚴重，日益成為廣泛關注的焦點。在這樣一個大環境下，網絡安全問題凝了人們的注意力，大大小小的企業紛紛為自己的內部網絡“筑墻”，防病毒與防黑客成為確保企業信息系統安全的基本手段。因此信息安全，網絡安全的問題已經引起各國，各部門，各行各業以及每個計算機用戶的充分重視。

一、防火墻是什么

防火墻就是一個位于計算機和它所連接的網絡之間的軟件。該計算機流入流出的所有網絡通信均要經過此防火墻。

二、防火墻的分類

防火墻又大致分為硬件防火墻和軟件防火墻:硬件防火墻是指把防火墻程序做到芯片里面，由硬件執行這些功能，能減少CPU的負擔，使路由更穩定。硬件防火墻一般都有WAN、LAN和DMZ三個端口，還具有各種安全功能，價格比較高，企業以及大型網絡使用得比較多。軟件防火墻其實就是安全防護軟件，比如天網防火墻、金山網鏢、藍盾防火墻等等。

三、防火墻的發展歷程

目前的防火墻無論從技術上還是產品發展歷程上，都經歷了五個發展階段。第一代防火墻技術幾乎與路由器同時出現，采用了包過濾技術。1989年，貝爾實驗室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墻，即電路層防火墻，同時提出了第三代防火墻——應用層防火墻（代理防火墻）的初步結構。第四代防火墻是1992年，USC信息科學院的BobBraden開發出了基于動態包過濾技術的第四代防火墻，后來演變為目前所說的狀態監視技術。1994年，以色列的CheckPoint公司開發出了第一個采用這種技術的商業化的產品。第五代防火墻是1998年，NAI公司推出了一種自適應代理技術，并在其產品Gauntlet Firewall for NT中得以實現，給代理類型的防火墻賦予了全新的意義。高級應用代理的研究，克服速度和安全性之間的矛盾，可以稱之為第五代防火墻。前五代防火墻技術有一個共同的特點，就是采用逐一匹配方法，計算量太大。包過濾是對IP包進行匹配檢查，狀態檢測包過濾除了對包進行匹配檢查外還要對狀態信息進行匹配檢查，應用代理對應用協議和應用數據進行匹配檢查。因此，它們都有一個共同的缺陷，安全性越高，檢查的越多，效率越低。用一個定律來描述，就是防火墻的安全性與效率成反比。

四、防火墻的工作原理

天下的防火墻至少都會說兩個詞：Yes或者No。直接說就是接受或者拒絕。最簡單的防火墻是以太網橋。但幾乎沒有人會認為這種原始防火墻能管多大用。大多數防火墻采用的技術和標準可謂五花八門。這些防火墻的形式多種多樣：有的取代系統上已經裝備的TCP/IP協議棧；有的在已有的協議棧上建立自己的軟件模塊；有的干脆就是獨立的一套操作系統。還有一些應用型的防火墻只對特定類型的網絡連接提供保護（比如SMTP或者HTTP協議等）。還有一些基于硬件的防火墻產品其實應該歸入安全路由器一類。以上的產品都可以叫做防火墻，因為他們的工作方式都是一樣的：分析出入防火墻的數據包，決定放行還是把他們扔到一邊。所有的防火墻都具有IP地址過濾功能。這項任務要檢查IP包頭，根據其IP源地址和目標地址作出放行/丟棄決定。

五、防火墻應該具備的特性

當前的防火墻需要具備如下的技術、功能、特性，才可以成為企業用戶歡迎的防火墻產品：

1、安全、成熟、國際領先的特性；

2、具有專有的硬件平臺和操作系統平臺；

3、采用高性能的全狀態檢測（Stateful Inspection）技術；

4、具有優異的管理功能，提供優異的GUI管理界面；

5、支持多種用戶認證類型和多種認證機制；

6、需要支持用戶分組，并支持分組認證和授權；

7、支持內容過濾；

8、支持動態和靜態地址翻譯(NAT；

9、支持高可用性，單臺防火墻的故障不能影響系統的正常運行；

10、支持本地管理和遠程管理；

11、支持日志管理和對日志的統計分析；

12、實時告警功能，在不影響性能的情況下，支持較大數量的連接數；

13、在保持足夠的性能指標的前提下，能夠提供盡量豐富的功能；

14、可以劃分很多不同安全級別的區域，相同安全級別可控制是否相互通訊；

15、支持在線升級；

16、支持虛擬防火墻及對虛擬防火墻的資源限制等功能；

17、防火墻能夠與入侵檢測系統互動。

六、防火墻主要技術

先進的防火墻產品將網關與安全系統合二為一，具有以下技術：雙端口或三端口的結構；透明的訪問方式；靈活的代理系統；多級的過濾技術；網絡地址轉換技術（NAT）；Internet網關技術；安全服務器網絡（SSN）；用戶鑒別與加密；用戶定制服務；審計和告警。

七、常見攻擊方式以及應對策略

（一）病毒

策略：設定安全等級，嚴格阻止系統在未經安全檢測的情況下執行下載程序；或者通過常用的基于主機的安全方法來保護網絡。

（二）口令字

對口令字的攻擊方式有兩種：窮舉和嗅探。窮舉針對來自外部網絡的攻擊，來猜測防火墻管理的口令字。嗅探針對內部網絡的攻擊，通過監測網絡獲取主機給防火墻的口令字。

策略：設計主機與防火墻通過單獨接口通信（即專用服務器端口）、采用一次性口令或禁止直接登錄防火墻。

（三）郵件

來自于郵件的攻擊方式越來越突出，在這種攻擊中，垃圾郵件制造者將一條消息復制成成千上萬份，并按一個巨大的電子郵件地址清單發送這條信息，當不經意打開郵件時，惡意代碼即可進入。

策略：打開防火墻上的過濾功能，在內網主機上采取相應阻止措施。

（四）IP地址

黑客利用一個類似于內部網絡的IP地址，以“逃過”服務器檢測，從而進入內部網達到攻擊的目的。策略：通過打開內核rp_filter功能，丟棄所有來自網絡外部但卻有內部地址的數據包；同時將特定IP地址與MAC綁定，只有擁有相應MAC地址的用戶才能使用被綁定的IP地址進行網絡訪問。

八、防火墻的反戰前景以及技術方向

伴隨著Internet的飛速發展，防火墻技術與產品的更新步伐必然會加強，而要全面展望防火墻技術的發展幾乎是不可能的。但是，從產品及功能上，卻又可以看出一些動向和趨勢。下面諸點可能是下一步的走向和選擇：

（1)防火墻將從目前對子網或內部網管理的方式向遠程上網集中管理的方式發展。

（2)過濾深度會不斷加強，從目前的地址、服務過濾，發展到URL(頁面)過濾、關鍵字過濾和對ActiveX、Java等的過濾，并逐漸有病毒掃描功能。

（3)利用防火墻建立專用網是較長一段時間用戶使用的主流，IP的加密需求越來越強，安全協議的開發是一大熱點。

（4)單向防火墻(又叫做網絡二極管)將作為一種產品門類而出現。（5)對網絡攻擊的檢測和各種告警將成為防火墻的重要功能。（6)安全管理工具不斷完善，特別是可以活動的日志分析工具等將成為防火墻產品中的一部分。 另外值得一提的是，伴隨著防火墻技術的不斷發展，人們選擇防火墻的標準將主要集中在易于管理、應用透明性、鑒別與加密功能、操作環境和硬件要求、VPN 的功能與CA的功能、接口的數量、成本等幾個方面。幾乎所有接觸網絡的人都知道網絡中有一些費盡心機闖入他人計算機系統的人，他們利用各種網絡和系統的漏洞，非法獲得未授權的訪問信息。不幸的是如今攻擊網絡系統和竊取信息已經不需要什么高深的技巧。網絡中有大量的攻擊工具和攻擊文章等資源，可以任意使用和共享。不需要去了解那些攻擊程序是如何運行的，只需要簡單的執行就可以給網絡造成巨大的威脅。甚至部分程序不需要人為的參與，非常智能化的掃描和破壞整個網絡。這種情況使得近幾年的攻擊頻率和密度顯著增長，給網絡安全帶來越來越多的安全隱患

九、結束語

隨著Internet/Intranet技術的飛速發展，網絡安全問題必將愈來愈引起人們的重視。防火墻技術作為目前用來實現網絡安全措施的一種主要手段，它主要是用來拒絕未經授權用戶的訪問，阻止未經授權用戶存取敏感數據，同時允許合法用戶不受妨礙的訪問網絡資源。如果使用得當，可以在很大程度上提高網絡安全。但是沒有一種技術可以百分之百地解決網絡上的所有問題，比如防火墻雖然能對來自外部網絡的攻擊進行有效的保護，但對于來自網絡內部的攻擊卻無能為力。事實上60%以上的網絡安全問題來自網絡內部。因此網絡安全單靠防火墻是不夠的，還需要有其它技術和非技術因素的考慮，如信息加密技術、身份驗證技術、制定網絡法規、提高網絡管理人員的安全意識等等。

十、參考文獻

[1] 作者：彭濤.《計算機網絡教程 》 機械工業出版社 [2] 作者：IBON.Marshield 《網絡安全技術白皮書》 艾邦公司資料

[3] 作者：楚狂 等 《網絡安全與Firewall技術》 人民郵電出版社 [4] 作者：聶元銘 丘平《網絡信息安全技術》 科學出版社

第三篇：防火墻論文

河北大學人民武裝學院

河北大學人民武裝學院2015屆畢業論文

防火墻安全技術

河北大學人民武裝學院

中 隊：三十一中隊

專 業：計算機網絡技術

班

級：四班

姓 名：馬偉韜

防火墻安全技術

摘 要

隨著計算機網絡的發展，上網的人數不斷地增大，網上的資源也不斷地增加，網絡的開放性、共享性、互連程度也隨著擴大，所以網絡的安全問題也是現在注重考慮的問題。本文介紹網絡安全可行的解決方案——防火墻技術，防火墻技術是近年來發展起來的一種保護計算機網絡安全的技術性措施，它實際上是一種訪問控制技術，在某個機構的網絡和不安全的網絡之間設置障礙，阻止對信息資源的非法訪問, 也可以使用它阻止保密信息從受保護網絡上被非法輸出。

關鍵詞：防火墻

網絡安全

包過濾

狀態監視

應用代理

河北大學人民武裝學院

河北大學人民武裝學院

目 錄

引

言..............................................................................................5

一、防火墻的概念..............................................................................6

二、防火墻的分類..............................................................................7

三、防火墻技術................................................................................10

四、技術展望....................................................................................13 結

論...............................................................................................14 謝

辭............................................................................................15 參考文獻............................................................................................16

河北大學人民武裝學院

引

言

隨著科學技術的快速發展，網絡技術的不斷發展和完善，在當今信息化的社會中，我們生活和工作中的許多數據、資源與信息都通過計算機系統來存儲和處理，伴隨著網絡應用的發展，這些信息都通過網絡來傳送、接收和處理，所以計算機網絡在社會生活中的作用越來越大。為了維護計算機網絡的安全，人們提出了許多手段和方法，采用防火墻是其中最主要、最核心、最有效的手段之一。防火墻是網絡安全政策的有機組成部分，它通過控制和監測網絡之間的信息交換和訪問行為來實施對網絡安全的有效管理。

河北大學人民武裝學院

一、防火墻的概念

近年來，隨著普通計算機用戶群的日益增長，“防火墻”一詞已經不再是服務器領域的專署，大部分家庭用戶都知道為自己愛機安裝各種“防火墻”軟件了。但是，并不是所有用戶都對“防火墻”有所了解的，一部分用戶甚至認為，“防火墻”是一種軟件的名稱。

到底什么才是防火墻？它工作在什么位置，起著什么作用？查閱歷史書籍可知，古代構筑和使用木制結構房屋的時候為防止火災的發生和蔓延，人們將堅固的石塊堆砌在房屋周圍作為屏障，這種防護構筑物就被稱為“防火墻”（firewall）。時光飛梭，隨著計算機和網絡的發展，各種攻擊入侵手段也相繼出現了，為了保護計算機的安全，人們開發出一種能阻止計算機之間直接通信的技術，并沿用了古代類似這個功能的名字——“防火墻”技術來源于此。用專業術語來說，防火墻是一種位于兩個或多個網絡間，實施網絡之間訪問控制的組件集合。對于普通用戶來說，所謂“防火墻”，指的就是一種被放置在自己的計算機與外界網絡之間的防御系統，從網絡發往計算機的所有數據都要經過它的判斷處理后，才會決定能不能把這些數據交給計算機，一旦發現有害數據，防火墻就會攔截下來，實現了對計算機的保護功能。

防火墻技術從誕生開始，就在一刻不停的發展著，各種不同結構不同功能的防火墻，構筑成網絡上的一道道防御大堤。

河北大學人民武裝學院

二、防火墻的分類

世界上沒有一種事物是唯一的，防火墻也一樣，為了更有效率的對付網絡上各種不同攻擊手段，防火墻也派分出幾種防御架構。根據物理特性，防火墻分為兩大類，硬件防火墻和軟件防火墻。軟件防火墻是一種安裝在負責內外網絡轉換的網關服務器或者獨立的個人計算機上的特殊程序，它是以邏輯形式存在的，防火墻程序跟隨系統啟動，通過運行在ring0級別的特殊驅動模塊把防御機制插入系統關于網絡的處理部分和網絡接口設備驅動之間，形成一種邏輯上的防御體系。

在沒有軟件防火墻之前，系統和網絡接口設備之間的通道是直接的，網絡接口設備通過網絡驅動程序接口（network driver interface specification，ndis）把網絡上傳來的各種報文都忠實的交給系統處理，例如一臺計算機接收到請求列出機器上所有共享資源的數據報文，ndis直接把這個報文提交給系統，系統在處理后就會返回相應數據，在某些情況下就會造成信息泄漏。而使用軟件防火墻后，盡管ndis接收到仍然的是原封不動的數據報文，但是在提交到系統的通道上多了一層防御機制，所有數據報文都要經過這層機制根據一定的規則判斷處理，只有它認為安全的數據才能到達系統，其他數據則被丟棄。因為有規則提到“列出共享資源的行為是危險的”，因此在防火墻的判斷下，這個報文會被丟棄，這樣一來，系統接收不到報文，則認為什么事情也沒發生過，也就不會把信息泄漏出去了。

軟件防火墻工作于系統接口與ndis之間，用于檢查過濾由ndis發送過來的數據，在無需改動硬件的前提下便能實現一定強度的安全保障，但是由于軟件防火墻自身屬于運行于系統上的程序，不可避免的需要占用一部分cpu資源維持工作，而且由于數據判斷處理需要一定的時間，在一些數據流量大的網絡里，軟件防火墻會使整個系統工作效率和數據吞吐速度下降，甚至有些軟件防火墻會存在漏洞，導致有害數據可以繞過它的防御體系，給數據安全帶來損失，因此，許多企業并不會考慮用軟件防火墻方案作為公司網絡的防御措施，而是使用看得見摸得著的硬件防火墻。

硬件防火墻是一種以物理形式存在的專用設備，通常架設于兩個網絡的駁接處，直接從網絡設備上檢查過濾有害的數據報文，位于防火墻設備后端的網絡或者服務器接收到的是經過防火墻處理的相對安全的數據，不必另外分出cpu資源去進行基于軟件架構的ndis數據檢測，可以大大提高工作效率。

硬件防火墻一般是通過網線連接于外部網絡接口與內部服務器或企業網絡之間的設備，這里又另外派分出兩種結構，一種是普通硬件級別防火墻，它擁有標準計算機的硬件平臺和一些功能經過簡化處理的unix系列操作系統和防火墻軟件，這種防火墻措施相當于專門拿出一臺計算機安裝了軟件防火墻，除了不需要處理其他事務以外，它畢竟還是一般的操作系統，因此有可能會存在漏洞和不穩定因

河北大學人民武裝學院

素，安全性并不能做到最好；另一種是所謂的“芯片”級硬件防火墻，它采用專門設計的硬件平臺，在上面搭建的軟件也是專門開發的，并非流行的操作系統，因而可以達到較好的安全性能保障。但無論是哪種硬件防火墻，管理員都可以通過計算機連接上去設置工作參數。由于硬件防火墻的主要作用是把傳入的數據報文進行過濾處理后轉發到位于防火墻后面的網絡中，因此它自身的硬件規格也是分檔次的，盡管硬件防火墻已經足以實現比較高的信息處理效率，但是在一些對數據吞吐量要求很高的網絡里，檔次低的防火墻仍然會形成瓶頸，所以對于一些大企業而言，芯片級的硬件防火墻才是他們的首選。

有人也許會這么想，既然pc架構的防火墻也不過如此，那么購買這種防火墻還不如自己找技術人員專門騰出一臺計算機來做防火墻方案了。雖然這樣做也是可以的，但是工作效率并不能和真正的pc架構防火墻相比，因為pc架構防火墻采用的是專門修改簡化過的系統和相應防火墻程序，比一般計算機系統和軟件防火墻更高度緊密集合，而且由于它的工作性質決定了它要具備非常高的穩定性、實用性和非常高的系統吞吐性能，這些要求并不是安裝了多網卡的計算機就能簡單替代的，因此pc架構防火墻雖然是與計算機差不多的配置，價格卻相差很大。

現實中我們往往會發現，并非所有企業都架設了芯片級硬件防火墻，而是用pc架構防火墻甚至前面提到的計算機替代方案支撐著，為什么？這大概就是硬件防火墻最顯著的缺點了：它太貴了！購進一臺pc架構防火墻的成本至少都要幾千元，高檔次的芯片級防火墻方案更是在十萬元以上，這些價格并非是小企業所能承受的，而且對于一般家庭用戶而言，自己的數據和系統安全也無需專門用到一個硬件設備去保護，何況為一臺防火墻投入的資金足以讓用戶購買更高檔的電腦了，因而廣大用戶只要安裝一種好用的軟件防火墻就夠了。

為防火墻分類的方法很多，除了從形式上把它分為軟件防火墻和硬件防火墻以外，還可以從技術上分為“包過濾型”、“應用代理型”和“狀態監視”三類；從結構上又分為單一主機防火墻、路由集成式防火墻和分布式防火墻三種；按工作位置分為邊界防火墻、個人防火墻和混合防火墻；按防火墻性能分為百兆級防火墻和千兆級防火墻兩類??雖然看似種類繁多，但這只是因為業界分類方法不同罷了，例如一臺硬件防火墻就可能由于結構、數據吞吐量和工作位置而規劃為“百兆級狀態監視型邊界防火墻”，因此這里主要介紹的是技術方面的分類，即“包過濾型”、“應用代理型”和“狀態監視型”防火墻技術。

那么，那些所謂的“邊界防火墻”、“單一主機防火墻”又是什么概念呢？所謂“邊界”，就是指兩個網絡之間的接口處，工作于此的防火墻就被稱為“邊界防火墻”；與之相對的有“個人防火墻”，它們通常是基于軟件的防火墻，只處理一臺計算機的數據而不是整個網絡的數據，現在一般家庭用戶使用的軟件防火墻就是這個分類了。而“單一主機防火墻”呢，就是我們最常見的一臺臺硬件防火墻

河北大學人民武裝學院

了；一些廠商為了節約成本，直接把防火墻功能嵌進路由設備里，就形成了路由集成式防火墻。

河北大學人民武裝學院

三、防火墻技術

傳統意義上的防火墻技術分為三大類。

1.“包過濾”（packet filtering）、據都在于過濾規則的實施，但是偏又不能滿足建立精細規則的要求（規則數量和防火墻性能成反比），而且它只能工作于網絡層和傳輸層，并不能判斷高級協議里的數據是否有害，但是由于它廉價，容易實現，所以它依然服役在各種領域，在技術人員頻繁的設置下為我們工作著。

2.應用代理技術

由于包過濾技術無法提供完善的數據保護措施，而且一些特殊的報文攻擊僅僅使用過濾的方法并不能消除危害（如syn攻擊、icmp洪水等），因此人們需要一種更全面的防火墻保護技術，在這樣的需求背景下，采用“應用代理”（application proxy）技術的防火墻誕生了。我們的讀者還記得“代理”的概念嗎？代理服務器作為一個為用戶保密或者突破訪問限制的數據轉發通道，在網絡上應用廣泛。我們都知道，一個完整的代理設備包含一個服務端和客戶端，服務端接收來自用戶的請求，調用自身的客戶端模擬一個基于用戶請求的連接到目標服務器，再把目標服務器返回的數據轉發給用戶，完成一次代理工作過程。那么，如果在一臺代理設備的服務端和客戶端之間連接一個過濾措施呢？這樣的思想便造就了“應用代理”防火墻，這種防火墻實際上就是一臺小型的帶有數據檢測過濾功能的透明代理服務器（transparent proxy），但是它并不是單純的在一個代理設備中嵌入包過濾技術，而是一種被稱為“應用協議分析”（application protocol analysis）的新技術。

“應用協議分析”技術工作在osi模型的最高層——應用層上，在這一層里能接觸到的所有數據都是最終形式，也就是說，防火墻“看到”的數據和我們看到的是一樣的，而不是一個個帶著地址端口協議等原始內容的數據包，因而它可以實現更高級的數據檢測過程。整個代理防火墻把自身映射為一條透明線路，在用戶方面和外界線路看來，它們之間的連接并沒有任何阻礙，但是這個連接的數據收發實際上是經過了代理防火墻轉向的，當外界數據進入代理防火墻的客戶端時，“應用協議分析”模塊便根據應用層協議處理這個數據，通過預置的處理規則（沒錯，又是規則，防火墻離不開規則）查詢這個數據是否帶有危害，由于這一層面對的已經不再是組合有限的報文協議，甚至可以識別類似于“get /sql.asp?id=1 and 1”的數據內容，所以防火墻不僅能根據數據層提供的信息判斷數據，更能像管理員分析服務器日志那樣“看”內容辨危害。而且由于工作在應用層，防火墻還可以實現雙向限制，在過濾外部網絡有害數據的同時也監控著內部網絡的信息，管理員可以配置防火墻實現一個身份驗證和連接時限的

河北大學人民武裝學院

功能，進一步防止內部網絡信息泄漏的隱患。最后，由于代理防火墻采取是代理機制進行工作，內外部網絡之間的通信都需先經過代理服務器審核，通過后再由代理服務器連接，根本沒有給分隔在內外部網絡兩邊的計算機直接會話的機會，可以避免入侵者使用“數據驅動”攻擊方式（一種能通過包過濾技術防火墻規則的數據報文，但是當它進入計算機處理后，卻變成能夠修改系統設置和用戶數據的惡意代碼）滲透內部網絡，可以說，“應用代理”是比包過濾技術更完善的防火墻技術。

但是，似乎任何東西都不可能逃避“墨菲定律”的規則，代理型防火墻的結構特征偏偏正是它的最大缺點，由于它是基于代理技術的，通過防火墻的每個連接都必須建立在為之創建的代理程序進程上，而代理進程自身是要消耗一定時間的，更何況代理進程里還有一套復雜的協議分析機制在同時工作，于是數據在通過代理防火墻時就不可避免的發生數據遲滯現象，換個形象的說法，每個數據連接在經過代理防火墻時都會先被請進保安室喝杯茶搜搜身再繼續趕路，而保安的工作速度并不能很快。代理防火墻是以犧牲速度為代價換取了比包過濾防火墻更高的安全性能，在網絡吞吐量不是很大的情況下，也許用戶不會察覺到什么，然而到了數據交換頻繁的時刻，代理防火墻就成了整個網絡的瓶頸，而且一旦防火墻的硬件配置支撐不住高強度的數據流量而發生罷工，整個網絡可能就會因此癱瘓了。所以，代理防火墻的普及范圍還遠遠不及包過濾型防火墻，而在軟件防火墻方面更是幾乎沒見過類似產品了——單機并不具備代理技術所需的條件，所以就目前整個龐大的軟件防火墻市場來說，代理防火墻很難有立足之地。

3.狀態監視技術

這是繼“包過濾”技術和“應用代理”技術后發展的防火墻技術，它是checkpoint技術公司在基于“包過濾”原理的“動態包過濾”技術發展而來的，與之類似的有其他廠商聯合發展的“深度包檢測”（deep packet inspection）技術。這種防火墻技術通過一種被稱為“狀態監視”的模塊，在不影響網絡安全正常工作的前提下采用抽取相關數據的方法對網絡通信的各個層次實行監測，并根據各種過濾規則作出安全決策。

“狀態監視”（stateful inspection）技術在保留了對每個數據包的頭部、協議、地址、端口、類型等信息進行分析的基礎上，進一步發展了“會話過濾”（session filtering）功能，在每個連接建立時，防火墻會為這個連接構造一個會話狀態，里面包含了這個連接數據包的所有信息，以后這個連接都基于這個狀態信息進行，這種檢測的高明之處是能對每個數據包的內容進行監視，一旦建立了一個會話狀態，則此后的數據傳輸都要以此會話狀態作為依據，例如一個連接的數據包源端口是8000，那么在以后的數據傳輸過程里防火墻都會審核這個包的源端口還是不是8000，否則這個數據包就被攔截，而且會話狀態的保留是有時間

河北大學人民武裝學院

限制的，在超時的范圍內如果沒有再進行數據傳輸，這個會話狀態就會被丟棄。狀態監視可以對包內容進行分析，從而擺脫了傳統防火墻僅局限于幾個包頭部信息的檢測弱點，而且這種防火墻不必開放過多端口，進一步杜絕了可能因為開放端口過多而帶來的安全隱患。

由于狀態監視技術相當于結合了包過濾技術和應用代理技術，因此是最先進的，但是由于實現技術復雜，在實際應用中還不能做到真正的完全有效的數據安全檢測，而且在一般的計算機硬件系統上很難設計出基于此技術的完善防御措施（市面上大部分軟件防火墻使用的其實只是包過濾技術加上一點其他新特性而已）。

河北大學人民武裝學院

四、技術展望

在混合攻擊肆虐的時代，單一功能的防火墻遠不能滿足業務的需要，而具備多種安全功能，基于應用協議層防御、低誤報率檢測、高可靠高性能平臺和統一組件化管理的技術，優勢將得到越來越多的體現，UTM（UnifiedThreatManagement，統一威脅管理）技術應運而生。

從概念的定義上看，UTM既提出了具體產品的形態，又涵蓋了更加深遠的邏輯范疇。從定義的前半部分來看，很多廠商提出的多功能安全網關、綜合安全網關、一體化安全設備都符合UTM的概念；而從后半部分來看，UTM的概念還體現了經過多年發展之后，信息安全行業對安全管理的深刻理解以及對安全產品可用性、聯動能力的深入研究。

由于UTM設備是串聯接入的安全設備，因此UTM設備本身必須具備良好的性能和高可靠性，同時，UTM在統一的產品管理平臺下，集防火墻、VPN、網關防病毒、IPS、拒絕服務攻擊等眾多產品功能于一體，實現了多種防御功能，因此，向UTM方向演進將是防火墻的發展趨勢。UTM設備應具備以下特點。

（1）網絡安全協議層防御。防火墻作為簡單的第二到第四層的防護，主要針對像IP、端口等靜態的信息進行防護和控制，但是真正的安全不能只停留在底層，我們需要構建一個更高、更強、更可靠的墻，除了傳統的訪問控制之外，還需要對垃圾郵件、拒絕服務、黑客攻擊等外部威脅起到綜合檢測和治理的作用，實現七層協議的保護，而不僅限于第二到第四層。

（2）通過分類檢測技術降低誤報率。串聯接入的網關設備一旦誤報過高，將會對用戶帶來災難性的后果。IPS理念在20世紀90年代就已經被提出，但是目前全世界對IPS的部署非常有限，影響其部署的一個重要問題就是誤報率。分類檢測技術可以大幅度降低誤報率，針對不同的攻擊，采取不同的檢測技術，比如防拒絕服務攻擊、防蠕蟲和黑客攻擊、防垃圾郵件攻擊等，從而顯著降低誤報率。

（3）有高可靠性、高性能的硬件平臺支撐。

（4）一體化的統一管理。由于UTM設備集多種功能于一身，因此，它必須具有能夠統一控制和管理的平臺，使用戶能夠有效地管理。這樣，設備平臺可以實現標準化并具有可擴展性，用戶可在統一的平臺上進行組件管理，同時，一體化管理也能消除信息產品之間由于無法溝通而帶來的信息孤島，從而在應對各種各樣攻擊威脅的時候，能夠更好地保障用戶的網絡安全。

河北大學人民武裝學院

結

論

隨著Internet/Intranet技術的飛速發展，網絡安全問題必將愈來愈引起人們的重視。防火墻技術作為目前用來實現網絡安全措施的一種主要手段，它主要是用來拒絕未經授權用戶的訪問，阻止未經授權用戶存取敏感數據，同時允許合法用戶不受妨礙的訪問網絡資源。如果使用得當，可以在很大程度上提高網絡安全。但是沒有一種技術可以百分之百地解決網絡上的所有問題，比如防火墻雖然能對來自外部網絡的攻擊進行有效的保護，但對于來自網絡內部的攻擊卻無能為力。事實上60%以上的網絡安全問題來自網絡內部。因此網絡安全單靠防火墻是不夠的，還需要有其它技術和非技術因素的考慮，如信息加密技術、身份驗證技術、制定網絡法規、提高網絡管理人員的安全意識等等。

河北大學人民武裝學院

謝

辭

在此我要感謝我的專業老師，是你的細心指導和關懷，使我能夠順利的完成畢業論文。在我的學業和論文的研究工作中無不傾注著老師辛勤的汗水和心血。老師的嚴謹治學態度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。從尊敬的老師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。

河北大學人民武裝學院

參考文獻

[1] 楊峰,張浩軍.信息戰與計算機網絡攻防.北京市：北京郵電大學出版

社，2011年，115~134頁。

[2] 賀雪晨.黑客入侵分析與防范.北京市：清華大學出版社，2012年，58

頁。

[3] 伍俊良.計算機網絡安全與對抗.北京市：清華大學出版社,2013年，98~105頁。

[4] 王淑紅.網絡安全.北京市：機械工業出版社,2012年，57~89頁。

第四篇：防火墻論文（范文）

現在無論是企業，還是個人，隨著計算機的應用由單機發展到網絡，網絡面臨著大量的安全威脅，其安全問題日益嚴重，日益成為廣泛關注的焦點。在這樣一個大環境下，網絡安全問題凝了人們的注意力，大大小小的企業紛紛為自己的內部網絡“筑墻”，防病毒與防黑客成為確保企業信息系統安全的基本手段。因此信息安全，網絡安全的問題已經引起各國，各部門，各行各業以及每個計算機用戶的充分重視。

防火墻是什么 所謂“防火墻”，是指一種將內部網和公眾訪問網(如Internet)分開的方法，它實際上是一種隔離技術。防火墻是在兩個網絡通訊時執行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數據進入你的網絡，同時將你“不同意”的人和數據拒之門外，最大限度地阻止網絡中的黑客來訪問你的網絡。換句話說，如果不通過防火墻，公司內部的人就無法訪問Internet，Internet上的人也無法和公司內部的人進行通信。

防火墻的發展歷程

目前的防火墻無論從技術上還是產品發展歷程上，都經歷了五個發展階段。第一代防火墻技術幾乎與路由器同時出現，采用了包過濾技術。1989年，貝爾實驗室的Dave Presotto和Howard Trickey推出了第二代防火墻，即電路層防火墻，同時提出了第三代防火墻——應用層防火墻（代理防火墻）的初步結構。第四代防火墻是1992年，USC信息科學院的BobBraden開發出了基于動態包過濾技術的第四代防火墻，后來演變為目前所說的狀態監視技術。1994年，以色列的CheckPoint公司開發出了第一個采用這種技術的商業化的產品。第五代防火墻是1998年，NAI公司推出了一種自適應代理技術，并在其產品Gauntlet Firewall for NT中得以實現，給代理類型的防火墻賦予了全新的意義。高級應用代理的研究，克服速度和安全性之間的矛盾，可以稱之為第五代防火墻。前五代防火墻技術有一個共同的特點，就是采用逐一匹配方法，計算量太大。包過濾是對IP包進行匹配檢查，狀態檢測包過濾除了對包進行匹配檢查外還要對狀態信息進行匹配檢查，應用代理對應用協議和應用數據進行匹配檢查。因此，它們都有一個共同的缺陷，安全性越高，檢查的越多，效率越低。用一個定律來描述，就是防火墻的安全性與效率成反比。

2、防火墻的類型和各個類型的特點及原理防火墻的類型有個人防火墻、網絡層防火墻、應用層防火墻。

3、.1、個人防火墻個人防火墻是防止您電腦中的信息被外部侵襲的一項技術，在您的系統中監控、阻止任何未經授權允許的數據進入或發出到互聯網及其他網絡系統。個人防火墻產品如著名Symantec公司的諾頓、Network Ice公司的BlackIce Defender、McAfee公司的思科及Zone Lab的 free ZoneAlarm 等，都能幫助您對系統進行監控及管理，防止特洛伊木馬、spy-ware 等病毒程序通過網絡進入您的電腦或在您未知情況下向外部擴散。這些軟件都能夠獨立運行于整個系統中或針對對個別程序、項目，所以在使用時十分方便及實用。4、2.2、5、網絡層防火墻網絡層防火墻可視為一種 IP 封包過濾器，運作在底層的 TCP/IP 協議堆棧上。我們可以以枚舉的方式，只允許符合特定規則的封包通過，其余的一概禁止穿越防火墻。這些規則通?？梢越浻晒芾韱T定義或修改，不過某些防火墻設備可能只能套用內置的規則。6、2.3、應用層防火墻

應用層防火墻是在 TCP/IP 堆棧的“應用層”上運作，您使用瀏覽器時所產生的數據流或是使用 FTP 時的數據流都是屬于這一層。應用層防火墻可以攔截進出某應用程序的所有封包，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據流進到受保護的機器里。防火墻的工作原理

天下的防火墻至少都會說兩個詞：Yes或者No。直接說就是接受或者拒絕。最簡單的防火墻是以太網橋。但幾乎沒有人會認為這種原始防火墻能管多大用。大多數防火墻采用的技術和標準可謂五花八門。這些防火墻的形式多種多樣：有的取代系統上已經裝備的TCP/IP協議棧；有的在已有的協議棧上建立自己的軟件模塊；有的干脆就是獨立的一套操作系統。還有一些應用型的防火墻只對特定類型的網絡連接提供保護（比如SMTP或者HTTP協議等）。還有一些基于硬件的防火墻產品其實應該歸入安全路由器一類。以上的產品都可以叫做防火墻，因為他們的工作方式都是一樣的：分析出入防火墻的數據包，決定放行還是把他們扔到一邊。所有的防火墻都具有IP地址過濾功能。這項任務要檢查IP包頭，根據其IP源地址和目標地址作出放行/丟棄決定。

防火墻主要技術

先進的防火墻產品將網關與安全系統合二為一，具有以下技術：雙端口或三端口的結構；透明的訪問方式；靈活的代理系統；多級的過濾技術；網絡地址轉換技術（NAT）；Internet網關技術；安全服務器網絡（SSN）；用戶鑒別與加密；用戶定制服務；審計和告警。

常見攻擊方式以及應對策略 1 病毒

策略：設定安全等級，嚴格阻止系統在未經安全檢測的情況下執行下載程序；或者通過常用的基于主機的安全方法來保護網絡?？诹钭?/p>

對口令字的攻擊方式有兩種：窮舉和嗅探。窮舉針對來自外部網絡的攻擊，來猜測防火墻管理的口令字。嗅探針對內部網絡的攻擊，通過監測網絡獲取主機給防火墻的口令字。

策略：設計主機與防火墻通過單獨接口通信（即專用服務器端口）、采用一次性口令或禁止直接登錄防火墻。郵件

來自于郵件的攻擊方式越來越突出，在這種攻擊中，垃圾郵件制造者將一條消息復制成成千上萬份，并按一個巨大的電子郵件地址清單發送這條信息，當不經意打開郵件時，惡意代碼即可進入。

策略：打開防火墻上的過濾功能，在內網主機上采取相應阻止措施。4 IP地址

黑客利用一個類似于內部網絡的IP地址，以“逃過”服務器檢測，從而進入內部網達到攻擊的目的。

策略：通過打開內核rp_filter功能，丟棄所有來自網絡外部但卻有內部地址的數據包；同時將特定IP地址與MAC綁定，只有擁有相應MAC地址的用戶才能使用被綁定的IP地址進行網絡訪問。

防火墻的反戰前景以及技術方向

伴隨著Internet的飛速發展，防火墻技術與產品的更新步伐必然會加強，而要全面展望防火墻技術的發展幾乎是不可能的。但是，從產品及功能上，卻又可以看出一些動向和趨勢。下

1)

2)過濾深度會不斷加強，從目前的地址、服務過濾，發展到URL(頁面)過濾、關鍵字過濾和對ActiveX、Java

3)利用防火墻建立專用網是較長一段時間用戶使用的主流，IP的加密需求越來越強，安全

4)單向防火墻(又叫做網絡二極管)5)

6)安全管理工具不斷完善，特別是可以活動的日志分析工具等將成為防火墻產品中的一部分。

新一代的防火墻系統不僅能夠更好地保護防火墻后面內部網絡的安全，而且應該有更為優良的整體性能。未來的防火墻將會把最強的性能和最大限度的安全性有機結合在一起，有效地解決網絡安全的問題。當然防火墻只是確保網絡安全的一個環節，還需要和其他安全措施一起來確保網絡安全，如和IDS、IPS、信息保障等結合起來，在此不作贅述。結束語

隨著Internet/Intranet技術的飛速發展，網絡安全問題必將愈來愈引起人們的重視。防火墻技術作為目前用來實現網絡安全措施的一種主要手段，它主要是用來拒絕未經授權用戶的訪問，阻止未經授權用戶存取敏感數據，同時允許合法用戶不受妨礙的訪問網絡資源。如果使用得當，可以在很大程度上提高網絡安全。但是沒有一種技術可以百分之百地解決網絡上的所有問題，比如防火墻雖然能對來自外部網絡的攻擊進行有效的保護，但對于來自網絡內部的攻擊卻無能為力。事實上60%以上的網絡安全問題來自網絡內部。因此網絡安全單靠防火墻是不夠的，還需要有其它技術和非技術因素的考慮，如信息加密技術、身份驗證技術、制定網絡法規、提高網絡管理人員的安全意識等等。

第五篇：防火墻技術論文

【摘要】

21世紀全世界的計算機都將通過Internet聯到一起，Internet的迅速發展給現代人的生產和生活都帶來了前所未有的飛躍，大大提高了工作效率，豐富了人們的生活，彌補了人們的精神空缺。網絡技術在近幾年的時間有了非常大的發展，經歷了從無到有，從有到快；網上信息資源也是從醫乏到豐富多彩，應有盡有。但隨著網絡速度越來越快，資源越來越豐富，與此同時也給人們帶來了一個日益嚴峻的問題———網絡安全。

網絡的安全性成為當今最熱門的話題之一，而且網絡安全防范對我們校園網的正常運行來講也顯得十分重要?，F在各種網絡安全技術如防火墻技術、IDS、加密技術和防黑防病毒技術等也不斷的出現，內容十分廣泛。而其中防火墻技術在網絡安全技術當中又是最簡單，也是最有效的解決方案。很多企業為了保障自身服務器或數據安全都采用了防火墻。隨著科技的發展，防火墻也逐漸被大眾所接受。但是，由于防火墻是屬于高科技產物，許多的人對此還并不是了解的十分透徹。

本文在簡要論述防火墻的基本分類、工作方式等的基礎上，對防火墻的優缺點以及局限性進行了說明，也簡述了防火墻技術在校園網中的應用，并對其的發展趨勢作簡單展望。

【關鍵詞】

網絡安全 防火墻 發展

防火墻

1.1 防火墻的概念

所謂防火墻指的是一個由軟件和硬件設備組合而成、在內部網和外部網之間、專用網與公共網之間的界面上構造的保護屏障。是一種獲取安全性方法的形象說法，它是一種計算機硬件和軟件的結合，使Internet與Intranet之間建立起一個安全網關（Security Gateway），從而保護內部網免受非法用戶的侵入，防火墻主要由服務訪問規則、驗證工具、包過濾和應用網關4個部分組成。

防火墻就是一個位于計算機和它所連接的網絡之間的軟件或硬件(其中硬件防火墻用的較少，例如國防部以及大型機房等地才用,因為它價格昂貴)。該計算機流入流出的所有網絡通信均要經過此防火墻。

防火墻，英語為firewall，《英漢證券投資詞典》的解釋為：金融機構內部將銀行業務與證券業務嚴格區分開來的法律屏障，旨在防止可能出現的內幕消息共享等不公平交易出現。使用防火墻比喻不要引火燒身。

當然，既然打算由淺入深的來了解，就要先看看防火墻的概念了。防火墻是汽車中一個部件的名稱。在汽車中，利用防火墻把乘客和引擎隔開，以便汽車引擎一旦著火，防火墻不但能保護乘客安全，而同時還能讓司機繼續控制引擎。在電腦術語中，當然就不是這個意思了，我們可以類比來理解，在網絡中，所謂“防火墻”，顧名思義，是一種隔離設備。防火墻是一種高級訪問控制設備，臵于不同網絡安全域之間的一系列部件的組合，它是不同網絡安全域之間通信流的唯一

通道，能根據用戶有關的安全策略控制進出網絡的訪問行為。從專業角度講，防火墻是位于兩個或多個網絡間，實施網絡訪問控制的組件集合。從用戶角度講，防火墻就是被放臵在用戶計算機與外網之間的防御體系，網絡發往用戶計算機的所有數據都要經過其判斷處理，才決定能否將數據交給計算機，一旦發現數據異?；蛴泻?，防火墻就會將數據攔截，從而實現對計算機的保護。防火墻是網絡安全策略的組成部分，它只是一個保護裝臵，通過監測和控制網絡間的信息交換和訪問行為來實現對網絡安全的有效管理，其主要目的就是保護內部網絡的安全。

1.2 防火墻的功能

（1）訪問控制：

■ 限制未經授權的用戶訪問本企業的網絡和信息資源的措施，訪問者必需要能適用現行所有的服務和應用。網絡衛士防火墻支持多種應用、服務和協議，支持所有的internet服務，包括安全的web瀏覽器、電子郵件、ftp、telnet及rpc和udp等，還支持如oracle、sybase、sql服務器數據庫訪問和real audio，vodlive、netmeeting和internet phone等這樣的多媒體應用及internet廣播服務。

■ 提供基于狀態檢測技術的ip地址、端口、用戶和時間的管理控制； ■ 訪問控制對象的多種定義方式支持多種方式定義訪問控制對象: ip/mask(如202.100.100.0/24)，ip區間(如202.100.100.1-202.100.100.254)，ip/mask與通配符，ip區間與通配符等，使配臵防火墻的安全策略極為方便。

■ 高效的url和文件級細粒度應用層管理控制；應用層安全控制策略主要針對常用的網絡應用協議http和ftp，控制策略可以實現定義訪問源對象到目標對象間的常用協議命令通過防火墻的權限，源對象可以是網段、主機。http和ftp的協議端口用戶可根據實際情況在策略中定義，協議命令為http和ftp的主要常用命令。通過應用層策略實現了url和文件級的訪問控制。

■ 雙向nat，提供ip地址轉換和ip及tcp/udp端口映射，實現ip復用和隱藏網絡結構：nat在ip層上通過地址轉換提供ip復用功能，解決ip地址不足的問題，同時隱藏了內部網的結構，強化了內部網的安全。網絡衛士防火墻提供了nat功能，并可根據用戶需要靈活配臵。當內部網用戶需要對外訪問時，防火墻系統將訪問主體轉化為自己，并將結果透明地返回用戶，相當于一個ip層代理。防火墻的地址轉換是基于安全控制策略的轉換，可以針對具體的通信事件進行地址轉換。internet用戶訪問對內部網絡中具有保留ip主機的訪問，可以利用反向nat實現，即為內部網絡主機在防火墻上映射一注冊ip地址，這樣internet 用戶就可以通過防火墻系統訪問主機了。映射類型可以為ip級和端口級。端口映射

■阻止activex、java、javascript等侵入：屬于http內容過濾，防火墻能夠從http頁面剝離activex、javaapplet等小程序及從script、php和asp等代碼檢測出危險的代碼，同時，能夠過濾用戶上載的cgi、asp等程序。

■ 提供實時監控、審計和告警功能：網絡衛士防火墻提供對網絡的實時監控，當發現攻擊和危險行為時，防火墻提供告警等功能。

■ 可擴展支持第三方ids入侵檢測系統，實現協同工作：網絡衛士防火墻支持topsec協議，可與第三方ids產品實現無縫集成，協同工作。

（3）用戶認證

因為企業網絡為本地用戶、移動用戶和各種遠程用戶提供信息資源，所以為了保護網絡和信息安全，必須對訪問連接用戶采用有效的權限控制和身份識別，以確保系統安全。

■ 提供高安全強度的一次性口令(otp)用戶認證：一次性口令認證機制是高強度的認證機制，能極大地提高了訪問控制的安全性，有效阻止非授權用戶進入網絡，保證網絡系統的合法使用。一次性口令用戶認證的基本過程是：首先用戶向防火墻發送身份認證請求，并指明自己的用戶名，防火墻收到請求后，向用戶提出挑戰及同步信息，用戶收到此信息后，結合自己的口令，產生一次性口令并發送給防火墻，防火墻判斷用戶答復是否正確以鑒別用戶的合法性，為防止口令猜測，如果用戶連續三次認證失敗則在一定時間內禁止該用戶認證。由于采用一次性的口令認證機制，即使竊聽者在網絡上截取到口令，由于該口令的有效期僅為一次，故也無法再利用這個口令進行認證鑒別。在實際應用中，用戶采用一次性口令登錄程序登陸時，防火墻向用戶提供一個種子及同步次數，登錄程序根據用戶輸入的口令、種子、同步次數計算出一次性口令并傳給防火墻.用戶可以在不同的服務器上使用不同的種子而口令相同，每次在網絡上傳輸的口令也不同，用戶可以定期改變種子來達到更高的安全目標.■ 可擴展支持第三方認證和支持智能ic卡、ikey等硬件方式認證：網絡衛士防火墻有很好的擴展性，可擴展支持radius等認證，提供撥號用戶等安全訪問。也可通過擴展支持支持職能ic卡、ikey等硬件方式認證。

（4）安全管理

■ 提供基于otp機制的管理員認證。

■ 提供分權管理安全機制；提供管理員和審計員分權管理的安全機制，保證安全產品的安全管理。

過濾規則的數目是有限制的，且隨著規則數目的增加，性能會受到很大地影響；由于缺少上下文關聯信息，不能有效地過濾如UDP、RPC（遠程過程調用）一類的協議；另外，大多數過濾器中缺少審計和報警機制，它只能依據包頭信息，而不能對用戶身份進行驗證，很容易受到“地址欺騙型”攻擊。對安全管理人員素質要求高，建立安全規則時，必須對協議本身及其在不同應用程序中的作用有較深入的理解。因此，過濾器通常是和應用網關配合使用，共同組成防火墻系統。

■ 應用代理（Application Proxy）型

應用代理型防火墻是工作在OSI的最高層，即應用層。其特點是完全“阻隔”了網絡通信流，通過對每種應用服務編制專門的代理程序，實現監視和控制應用層通信流的作用。其典型網絡結構如圖所示。

在代理型防火墻技術的發展過程中，它也經歷了兩個不同的版本：第一代應用網關型代理防火和第二代自適應代理防火墻。

代理類型防火墻的最突出的優點就是安全。由于它工作于最高層，所以它可以對網絡中任何一層數據通信進行篩選保護，而不是像包過濾那樣，只是對網絡層的數據進行過濾。

另外代理型防火墻采取是一種代理機制，它可以為每一種應用服務建立一個專門的代理，所以內外部網絡之間的通信不是直接的，而都需先經過代理服務器審核，通過后再由代理服務器代為連接，根本沒有給內、外部網絡計算機任何直接會話的機會，從而避免了入侵者使用數據驅動類型的攻擊方式入侵內部網。

代理防火墻的最大缺點是速度相對比較慢，當用戶對內外部網絡網關的吞吐量要求比較高時，代理防火墻就會成為內外部網絡之間的瓶頸。那因為防火墻需要為不同的網絡服務建立專門的代理服務，在自己的代理程序為內、外部網絡用戶建立連接時需要時間，所以給系統性能帶來了一些負面影響，但通常不會很明顯。

（3）從防火墻結構上分類

從防火墻結構上分，防火墻主要有：單一主機防火墻、路由器集成式防火墻和分布式防火墻三種。

單一主機防火墻是最為傳統的防火墻，獨立于其它網絡設備，它位于網絡邊界。

0

信進行過濾。它屬于最新的防火墻技術之一，性能最好，價格也最貴。

（5）按防火墻性能分類

按防火墻的性能來分可以分為百兆級防火墻和千兆級防火墻兩類。

因為防火墻通常位于網絡邊界，所以不可能只是十兆級的。這主要是指防火的通道帶寬（Bandwidth），或者說是吞吐率。當然通道帶寬越寬，性能越高，這樣的防火墻因包過濾或應用代理所產生的延時也越小，對整個網絡通信性能的影響也就越小。

雖然防火墻是目前保護網絡免遭黑客襲擊的有效手段，但也有明顯不足：無法防范通過防火墻以外的其它途徑的攻擊，不能防止來自內部變節者和不經心的用戶們帶來的威脅，也不能完全防止傳送已感染病毒的軟件或文件，以及無法防范數據驅動型的攻擊。

1.4 各類防火墻的優缺點

（1）包過濾防火墻

使用包過濾防火墻的優點包括：

■ 防火墻對每條傳入和傳出網絡的包實行低水平控制。

■ 每個IP包的字段都被檢查，例如源地址、目的地址、協議、端口等。防火墻將基于這些信息應用過濾規則。

■ 防火墻可以識別和丟棄帶欺騙性源IP地址的包。

■ 包過濾防火墻是兩個網絡之間訪問的唯一來源。因為所有的通信必須通過防火墻，繞過是困難的。

■ 包過濾通常被包含在路由器數據包中，所以不必額外的系統來處理這個特征。

使用包過濾防火墻的缺點包括：

■ 配臵困難。因為包過濾防火墻很復雜，人們經常會忽略建立一些必要的規則，或者錯誤配臵了已有的規則，在防火墻上留下漏洞。然而，在市場上，許多新版本的防火墻對這個缺點正在作改進，如開發者實現了基于圖形化用戶界面(GUI)的配臵和更直接的規則定義。

■ 為特定服務開放的端口存在著危險，可能會被用于其他傳輸。例如，Web服務器默認端口為80，而計算機上又安裝了RealPlayer，那么它會搜尋可以允許連接到RealAudio服務器的端口，而不管這個端口是否被其他協議所使用，RealPlayer正好是使用80端口而搜尋的。就這樣無意中，RealPlayer就利用了Web服務器的端口。

■ 可能還有其他方法繞過防火墻進入網絡，例如撥入連接。但這個并不是

213

也不要忘記了防火墻內的安全保障。

其次，防火墻技術的另外一個顯著不足是無法有效地應付病毒。當網絡內的用戶在訪問外網中的含有病毒的數據時，防火墻無法區分帶毒數據與正常數據，內部網絡隨時都有受到病毒危害的可能，防火墻技術的這個缺點給網絡帶來很大的隱患。

另外，由于防火墻技術的自身不斷發展，其自身問題和漏洞也使其具有局限性。防火墻本身作為一個獨立的系統，其軟、硬件在發展過程中必然也有其自己的bug和漏洞，所以各種故障和因漏洞所遭受的各種攻擊也不可避免。防火墻的技術原理與殺毒軟件類似：先出現病毒，殺毒軟件獲得病毒的特征碼，將其加入到病毒庫內來實現查殺。防火墻的防御、檢測策略，也是在發生攻擊行為后分析其特征而設臵的。如果出現新的未知攻擊行為，防火墻也將束手無策。

最后，防火墻的檢測機制容易造成擁塞以及溢出現象。由于防火墻需要處理每一個通過它的數據包，所以當數據流量較大時，容易導致數據擁塞，影響整個網絡性能。嚴重時，如果發生溢出，就像大壩決堤一般，無法阻擋，任何數據都可以來去自由了，防火墻也就不再起任何作用。

1.6 防火墻的未來發展趨勢

盡管羅列了這么多防火墻技術的局限性，但防火墻在網絡安全中所扮演的重要角色是不可撼動的。未來的防火墻發展朝高速、多功能化、更安全的方向發展。

實現高速防火墻，可以應用ASIC硬件加速技術、FPGA和網絡處理器等方法。其中以采用網絡處理器最好，因為網絡處理器采用微碼編程，可以根據需要隨時升級，甚至可以支持IPv6；并且網絡處理器中集成了很多硬件協處理單元，通過算法也比較容易實現高速。防火墻將會集成更多的網絡安全功能，入侵檢測、防病毒、防御拒絕服務攻擊等安全技術都可以模塊形式安裝到防火墻的機箱內。既節省寶貴的機柜空間，又能為企業節約一部分安全支出，更主要的是可以實現網絡安全設備之間的聯動。防火墻將會更加的行業化。

任何一種防火墻只是為內部網絡提供安全保障，但網絡安全不能完全依賴于防火墻，還需要加強內部的安全管理，完善安全管理制度，提高用戶的安全意識，從而形成全方位的安全防御體系。防火墻技術在校園網中的應用

隨著高校信息化進程的推進，學院校園網上運行的應用系統越來越多，信息

51617