动网论坛,站长建站首选,国内使用量最多的论坛软件 动网论坛官方技术讨论区 站长工具 申请属于您自己的免费论坛
首页 | 新闻资讯 | 网站运营 | 网络编程 | 数据库 | 服务器 | 网页设计 | 图像媒体 | 网络应用 | 搜索优化 | 资源下载 | 动网主机 | DVBOX
    本站内  互联网 ASP论坛  ASP.Net论坛  PHP论坛
   安全 → 阅读文章

 linux防火墙实现技术比较(1)

作者来源:天极网  
阅读 1386 人次 , 2006-3-19 2:22:00 

一 前言

此文着重阐述linux下的防火墙的不同实现之间的区别,以ipchains, iptables, checkpoint FW1为例。

二 基本概念

2.0

在进入正题之前,我将花少许篇幅阐述一些基本概念。尽管防火墙的术语这些年基本上没有太大的变化,但是如果你以前只看过90年代初的一些文献的话,有些概念仍然会让你混淆。此处只列出一些最实用的,它们不是准确的定义,我只是尽可能的让它们便于理解而已。

2.1 包过滤:

防火墙的一类。80年代便有论文来描述这种系统。传统的包过滤功能在路由器上常可看到,而专门的防火墙系统一般在此之上加了功能的扩展,如状态检测等。它通过检查单个包的地址,协议,端口等信息来决定是否允许此数据包通过。

2.2 代理:

防火墙的一类。工作在应用层,特点是两次连接(browser与proxy之间,proxy与web server之间)。如果对原理尚有疑惑,建议用sniffer抓一下包。代理不在此文的讨论范围之内。

2.3 状态检测:

又称动态包过滤,是在传统包过滤上的功能扩展,最早由checkpoint提出。传统的包过滤在遇到利用动态端口的协议时会发生困难,如ftp。你事先无法知道哪些端口需要打开,而如果采用原始的静态包过滤,又希望用到的此服务的话,就需要实现将所有可能用到的端口打开,而这往往是个非常大的范围,会给安全带来不必要的隐患。而状态检测通过检查应用程序信息(如ftp的PORT和PASS命令),来判断此端口是否允许需要临时打开,而当传输结束时,端口又马上恢复为关闭状态。

2.4 DMZ非军事化区:

为了配置管理方便,内部网中需要向外提供服务的服务器往往放在一个单独的网段,这个网段便是非军事化区。防火墙一般配备三块网卡,在配置时一般分别分别连接内部网,internet和DMZ。

2.5

由于防火墙地理位置的优越(往往处于网络的关键出口上),防火墙一般附加了NAT,地址伪装和VPN等功能,这些不在本文的讨论范围。

三 检测点

3.0 综述

包过滤需要检查IP包,因此它工作在网络层,截获IP包,并与用户定义的规则做比较。

3.1 ipchains

摘自【3】

----------------------------------------------------------------

| ACCEPT/ lo interface |

v REDIRECT _______ |

--> C --> S --> ______ --> D --> ~~~~~~~~ -->|forward|----> _______ -->

h a |input | e {Routing } |Chain | |output |ACCEPT

e n |Chain | m {Decision} |_______| --->|Chain |

c i |______| a ~~~~~~~~ | | ->|_______|

k t | s | | | | |

s y | q | v | | |

u | v e v DENY/ | | v

m | DENY/ r Local Process REJECT | | DENY/

| v REJECT a | | | REJECT

| DENY d --------------------- |

v e -----------------------------

DENY

总体来说,分为输入检测,输出检测和转发检测。但具体到代码的时候,输出检测实际分散到了几处(不同的上层协议走IP层的不同的流程):

UDP/RAW/ICMP报文:ip_build_xmit

TCP报文:ip_queue_xmit

转发的包:ip_forward

其它:ip_build_and_send_pkt

正如ipchains项目的负责人Rusty Russell所说,在开始ipchians不久,便发现选择的检测点位置错了,最终只能暂时将错就错。一个明显的问题是转发的包在此结构中必须经过三条链的匹配。地址伪装功能与防火墙模块牵扯过于紧密,如果不详细了解其原理的话,配置规则很容易出错。

此部分详细的分析可参见我早期的一份文章【9】。



3.2 iptables

A Packet Traversing the Netfilter System:

--->PRE------>[ROUTE]--->FWD---------->POST------>

Conntrack | Filter ^ NAT (Src)

Mangle | | Conntrack

NAT (Dst) | [ROUTE]

(QDisc) v |

IN Filter OUT Conntrack

| Conntrack ^ Mangle

| | NAT (Dst)

v | Filter



2.4内核中的防火墙系统不是2.2的简单增强,而是一次完全的重写,在结构上发生了非常大的变化。相比2.2的内核,2.4的检测点变为了五个。

在每个检测点上登记了需要处理的函数(通过nf_register_hook()保存在全局变量nf_hooks中),当到达此检测点的时候,实现登记的函数按照一定的优先级来执行。严格的从概念上将,netfilter便是这么一个框架,你可以在适当的位置上登记一些你需要的处理函数,正式代码中已经登记了许多处理函数(在代码中搜nf_register_hook的调用),如在NF_IP_FORWARD点上登记了装发的包过滤功能。你也可以登记自己的处理函数,具体例子可参看【8】与【10】。

3.3 FW1

FW1是chekpoint推出的用于2.2内核的防火墙。由于其发布的模组文件带了大量的调试信息,可以从反汇编的代码中窥探到到许多实现细节。

FW1通过dev_add_pack的办法加载输入过滤函数,如果对这个函数不熟悉,请参看【14】。但是此处有个问题:在net_bh()中,传往网络层的skbuff是克隆的,即

skb2=skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);

if(skb2)

pt_prev->func(skb2, skb->dev, pt_prev);

这样的话如果你想丢弃此包的话,光将其free掉是不够的,因为它只是其中的一份拷贝而已。

FW1是怎么解决这个问题的呢?见下面的代码(从汇编代码翻译成的C程序):

packet_type *fw_type_list=NULL;

static struct packet_type fw_ip_packet_type =

{

__constant_htons(ETH_P_IP),

NULL, /* All devices */

fw_filterin,

NULL,

NULL, /* next */

};

fwinstallin(int isinstall )

{

packet_type *temp;

/*安装*/

if(isinstall==0){

dev_add_pack(&fw_ip_packet_type);

fw_type_list = fw_ip_packet_type->next;

for(temp = fw_type_list; temp; temp=temp->temp)

dev_remove_pack(temp);

}

/*卸载*/

else {

dev_remove_pack(&fw_ip_packet_type);

for(temp = fw_ip_packet_type; temp; temp=temp->next)

dev_add_pack(temp);

}

}

不难看出,FW1把ip_packet_type歇载掉了,然后自己在自己的处理函数(fw_filterin)中调ip_recv。

输出的挂载和lkm的手法一样,更改dev->hard_start_xmit。dev结构在2.2版本的发展过程中变了一次,为了兼容FW1对这点也做了处理(通过检查版本号来取偏移)。

还有一款linux下的防火墙产品WebGuard(http://www.gennet.com.tw/b5/csub_webguard.html)采用的手法与FW1其非常类似。有兴趣的人可以自行研究一下。




  
 本文Tagslinux  
 收藏本文  打印本文  论坛讨论  关闭窗口
· 上一篇:搭建基于netfilter/iptables的防火墙实验环境
· 下一篇:如何使用GUI来配置Linux系统防火墙
· 甲骨文提前发布安全补丁 修复数个软件漏洞
· 天清汉马多功能安全网关获“行业采购网络安全产品首选品牌”称号
· 一种普遍的社会工程学的反思——关于密码心理学
· DDoS终结者 测思科防DDoS攻击系统
· 病毒传播新温床 直面手机安全威胁



关于本站 | 联系我们 | 业务合作 | 客户案例 | 诚聘英才 | 广告合作 | 收藏本站
海口动网先锋网络科技有限公司版权所有
Copyright © 2000 - 2006 Cndw.Com
中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证编号 琼 ICP 020077