随着internet的迅猛发展，安全性已经成为网络互联技术中最关键的问题。本文——计算机与信息技术论文Internet防火墙技术综述，全面介绍了internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；同时简要描述了internet防火墙技术的发展趋势。
关键词：internet 网路安全 防火墙 过滤 地址转换
1． 引言
防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以internet网络为最甚。internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的�1.6�亿美元上升到今年的9.8亿美元。�
为了更加全面地了解internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。�
2. internet防火墙技术简介�
防火墙原是指建筑物大厦用来防止火灾蔓延的隔断墙。从理论上讲，internet防火墙服务也属于类似的用来防止外界侵入的。它可以防
止internet上的各种危险(病毒、资源盗用等)传播到你的网络内部。而事实上，防火墙并不像现实生活中的防火墙，它有点像古代守护城池用的护城河，服务于以下多个目的：�
1)限定人们从一个特定的控制点进入；�
2)限定人们从一个特定的点离开；�
3)防止侵入者接近你的其他防御设施；�
4)有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。�
在现实生活中，internet防火墙常常被安装在受保护的内部网络上并接入internet。
所有来自internet的传输信息或你发出的信息都必须经过防火墙。这样，防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。从逻辑上讲，防火墙是起分隔、限制、分析的作用，这一点同样可以从图1中体会出来。那么，防火墙究竟是什么呢?实际上，防火墙是加强internet(内部网)之间安全防御的一个或一组系统，它由一组硬件设备(包括路由器、服务器)及相应软件构成。3. 防火墙技术与产品发展的回顾�
防火墙是网络安全策略的有机组成部分，它通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理。从总体上看，防火墙应该具有以下五大基本功能：�
●过滤进、出网络的数据；�
●管理进、出网络的访问行为；�
●封堵某些禁止行为；�
●记录通过防火墙的信息内容和活动；�
●对网络攻击进行检测和告警。�
为实现以上功能，在防火墙产品的开发中，人们广泛地应用了网络拓扑、计算机操作系统、路由、加密、访问控制、安全审计等成熟或先进的技术和手段。纵观防火墙近年来的发展，可以将其划分为如下四个阶段(即四代)。�
3.1 基于路由器的防火墙�
由于多数路由器本身就包含有分组过滤功能，故网络访问控制可能通过路控制来实现，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。第一代防火墙产品的特点是：�
1)利用路由器本身对分组的解析，以访问控制表(access list)方式实现对分组的过滤；�
2)过滤判断的依据可以是：地址、端口号、ip旗标及其他网络特征；�
3)只有分组过滤的功能，且防火墙与路由器是一体的。这样，对安全要求低的网络可以采用路由器附带防火墙功能的方法，而对安全性要求高的网络则需要单独利用一台路由器作为防火墙。�
第一代防火墙产品的不足之处十分明显，具体表现为：�
●路由协议十分灵活，本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。例如，在使用Ftp协议时，外部服务器容易从20号端口上与内部网相连，即使在路由器上设置了过滤规则，内部网络的20号端口仍可以由外部探寻。�
●路由器上分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性。作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。�
●路由器防火墙的最大隐患是：攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的，黑客(hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺骗防火墙。�
●路由器防火墙的本质缺陷是：由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由，而防火墙则要对访问行为实施静态的、固态的控制，这是一对难以调和的矛盾，防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。
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可以说基于路由器的防火墙技术只是网络安全的一种应急措施，用这种权宜之计去对付黑客的攻击是十分危险的。
3.2 用户化的防火墙工具套�
为了弥补路由器防火墙的不足，很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络，从而推动了用户防火墙工具套的出现。�
作为第二代防火墙产品，用户化的防火墙工具套具有以下特征：�
1)将过滤功能从路由器中独立出来，并加上审计和告警功能；�
2)针对用户需求，提供模块化的软件包；�
3)软件可以通过网络发送，用户可以自己动手构造防火墙；�
4)与第一代防火墙相比，安全性提高了，价格也降低了。�
由于是纯软件产品，第二代防火墙产品无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求，并带来以下问题：�
配置和维护过程复杂、费时；�
对用户的技术要求高；�
全软件实现，使用中出现差错的情况很多。�
3.3 建立在通用操作系统上的防火墙�
基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品，它们具有如下一些特点：�
1)是批量上市的专用防火墙产品；�
2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能；�
3)装有专用的代理系统，监控所有协议的数据和指令；�
4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置；
5)安全性和速度大大提高。�
第三代防火墙有以纯软件实现的，也有以硬件方式实现的，它们已经得到了广大用户的认同。但随着安全需求的变化和使用时间的推延，仍表现出不少问题，比如：�
1)作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知，由于源码的保密，其安全性无从保证；�
2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商，通用操作系统厂商不会对操作系统的安全性负责；�
3)从本质上看，第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击，还要防止来自操作系统厂商的攻击；�
4)在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关且具有加密鉴别功能；�
5)透明性好，易于使用。�
4. 第四代防火墙的主要技术及功能�
第四代防火墙产品将网关与安全系统合二为一，具有以下技术功能。�
4.1 双端口或三端口的结构�
新一代防火墙产品具有两个或三个独立的网卡，内外两个网卡可不做ip转化而串接于内部与外部之间，另一个网卡可专用于对服务器的安全保护。
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4.2 透明的访问方式�
以前的防火墙在访问方式上要么要求用户做系统登录，要么需通过socks等库路径修改客户机的应用。第四代防火墙利用了透明的代理系统技术，从而降低了系统登录固有的安全风险和出错概率。�
4.3 灵活的代理系统�
代理系统是一种将信息从防火墙的一侧传送到另一侧的软件模块，第四代防火墙采用了两种代理机制：一种用于代理从内部网络到外部网络的连接；另一种用于代理从外部网络到内部网络的连接。前者采用网络地址转接(nit)技术来解决，后者采用非保密的用户定制代理或保密的代理系统技术来解决。�
4.4 多级过滤技术�
为保证系统的安全性和防护水平，第四代防火墙采用了三级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤一级，能过滤掉所有的源路由分组和假冒ip地址；在应用级网关一级，能利用Ftp、smtp等各种网关，控制和监测internet提供的所有通用服务；在电路网关一级，实现内部主机与外部站点的透明连接，并对服务的通行实行严格控制。�
4.5 网络地址转换技术�
第四代防火墙利用nat技术能透明地对所有内部地址做转换，使得外部网络无法了解内部网络的内部结构，同时允许内部网络使用自己编的ip源地址和专用网络，防火墙能详尽记录每一个主机的通信，确保每个分组送往正确的地址。�
4.6 internet网关技术�
由于是直接串联在网络之中，第四代防火墙必须支持用户在internet互联的所有服务，同时还要防止与internet服务有关的安全漏洞，故它要能够以多种安全的应用服务器(包括ftp、finger、mail、ident、news、www等)来实现网关功能。为确保服务器的安全性，对所有的文件和命令均要利用“改变根系统调用(chroot)”做物理上的隔离。�
在域名服务方面，第四代防火墙采用两种独立的域名服务器：一种是内部dns服务器，主要处理内部网络和dns信息；另一种是外部dns服务器，专门用于处理机构内部向internet提供的部分dns信息。 在匿名ftp方面，服务器只提供对有限的受保护的部分目录的只读访问。在www服务器中，只支持静态的网页，而不允许图形或cgi代码等在防火墙内运行。在finger服务器中，对外部访问，防火墙只提可由内部用户配置的基本的文本信息，而不提供任何与攻击有关的系统信息。smtp与pop邮件服务器要对所有进、出防火墙的邮件做处理，并利用邮件映射与标头剥除的方法隐除内部的邮件环境。ident服务器对用户连接的识别做专门处理，网络新闻服务则为接收来自isp的新闻开设了专门的磁盘空间。
4.7 安全服务器网络(ssn)�
为了适应越来越多的用户向internet上提供服务时对服务器的需要，第四代防火墙采用分别保护的策略对用户上网的对外服务器实施保护，它利用一张网卡将对外服务器作为一个独立网络处理，对外服务器既是内部网络的一部分，又与内部网关完全隔离，这就是安全服务器网络(ssn)技术。而对ssn上的主机既可单独管理，也可设置成通过Ftp、tnlnet等方式从内部网上管理。�
ssn方法提供的安全性要比传统的“隔离区(dmz)”方法好得多，因为ssn与外部网之间有防火墙保护，ssn与风部网之间也有防火墙的保护，而dmz只是一种在内、外部网络网关之间存在的一种防火墙方式。换言之，一旦ssn受破坏，内部网络仍会处于防火墙的保护之下，而一旦dmz受到破坏，内部网络便暴露于攻击之下。�
4.8 用户鉴别与加密�
为了减低防火墙产品在tnlnet、ftp等服务和远程管理上的安全风险，鉴别功能必不可少。第四代防火墙采用一次性使用的口令系统来作为用户的鉴别手段，并实现了对邮件的加密。�
4.9 用户定制服务�
为了满足特定用户的特定需求，第四代防火墙在提供众多服务的同时，还为用户定制提供支持，这类选项有：通用tcp、出站udp、ftp、smtp等，如果某一用户需要建立一个数据库的代理，便可以利用这些支持，方便设置。�
4.10 审计和告警�
第四代防火墙产品采用的审计和告警功能十分健全，日志文件包括：一般信息、内核信息、核心信息、接收邮件、邮件路径、发送邮件、已收消息、已发消息、连接需求、已鉴别的访问、告警条件、管理日志、进站代理、ftp代理、出站代理、邮件服务器、名服务器等。告警功能会守住每一个tcp或udp探寻，并能以发出邮件、声响等多种方式报警。�
此外，第四代防火墙还在网络诊断、数据备份保全等方面具有特色。�
5． 第四代防火墙技术的实现方法
在第四代防火墙产品的设计与开发中，安全内核、代理系统、多级过滤、安全服务器、鉴别与加密是关键所在。�
5.1 安全内核的实现�
第四代防火墙是建立在安全操作系统之上的，安全操作系统来自对专用操作系统的安全加固和改造，从现在的诸多产品看，对安全操作系统内核的固化与改造主要从以下几个方面进行：�
1)取消危险的系统调用；�
2)限制命令的执行权限；�
3)取消ip的转发功能；�
4)检查每个分组的接口；�
5)采用随机连接序号；�
6)驻留分组过滤模块；�
7)取消动态路由功能；�
8)采用多个安全内核。�
5.2 代理系统的建立�
防火墙不允许任何信息直接穿过它，对所有的内外连接均要通过代理系统来实现，为保证整个防火墙的安全，所有的代理都应该采用改变根目录方式存在一个相对独立的区域以安全隔离。�
在所有的连接通过防火墙前，所有的代理要检查已定义的访问规则，这些规则控制代理的服务根据以下内容处理分组：�
1)源地址；�
2)目的地址；�
3)时间；�
4)同类服务器的最大数量。�
所有外部网络到防火墙内部或ssn的连接由进站代理处理，进站代理要保证内部主机能够了解外部主机的所有信息，而外部主机只能看到防火墙之外或ssn的地址。�
所有从内部网络ssn通过防火墙与外部网络建立的连接由出站代理处理，出站代理必须确保完全由它代表内部网络与外部地址相连，防止内部网址与外部网址的直接连接，同时还要处理内部网络ssn的连接。�
5.3 分组过滤器的设计�
作为防火墙的核心部件之一，过滤器的设计要尽量做到减少对防火墙的访问，过滤器在调用时将被下载到内核中执行，服务终止时，过滤规则会从内核中消除，所有的分组过滤功能都在内核中ip堆栈的深层运行，极为安全。分组过滤器包括以下参数。�
1)进站接口；�
2)出站接口；�
3)允许的连接；�
4)源端口范围；�
5)源地址；�
6)目的端口的范围等。�
对每一种参数的处理都充分体现设计原则和安全政策。�
5.4 安全服务器的设计�
安全服务器的设计有两个要点：第一，所有ssn的流量都要隔离处理，即从内部网和外部网而来的路由信息流在机制上是分离的；第二，ssn的作用类似于两个网络，它看上去像是内部网，因为它对外透明，同时又像是外部网络，因为它从内部网络对外访问的方式十分有限。�
ssn上的每一个服务器都隐蔽于internet，ssn提供的服务对外部网络而言好像防火墙功能，由于地址已经是透明的，对各种网络应用没有限制。实现ssn的关键在于：�
1)解决分组过滤器与ssn的连接；�
2)支持通过防火对ssn的访问;
3)支持代理服务。
5.5鉴别与加密的考虑
鉴别与加密是防火墙识别用户、验证访问和保护信息的有效手段，鉴别机制除了提供安全保护之外，还有安全管理功能，目前国外防火墙产品中广泛使用令牌鉴别方式，具体方法有两种：一种是加密卡（cryptocard）;另一种是secure id,这两种都是一次姓口令的生成工具。
对信息内容的加密与鉴别测涉及加密算法和数字签名技术，除pem、pgp和kerberos外，目前国外防火墙产品中尚没有更好的机制出现，由于加密算法涉及国家安全和主权，各国有不同的要求。
6. 第四代防火墙的抗攻击能力
作为一种安全防护设备，防火墙在网络中自然是众多攻击者的目标，故抗攻击能力也是防火墙的必备功能。在internet环境中针对防火墙的攻击很多，下面从几种主要的攻击方法来评估第四代防火墙的抗攻击能力。
6.1 抗ip假冒攻击
ip假冒是指一个非法的主机假冒内部的主机地址，骗取服务器的“信任”，从而达到对网络的攻击目的。由于第四代防火墙已经将网内的实际地址隐蔽起来，外部用户很难知道内部的ip地址，因而难以攻击。
6.2 抗特洛伊木马攻击
特洛伊木马能将病毒或破坏性程序传入计算机网络，且通常是将这些恶意程序隐蔽在正常的程序之中，尤其是热门程序或游戏，一些用户下载病执行这一程序，其中的病毒便会发作。第四代防火墙是建立在安全的操作系统之上的，其内核中不能执行下载的程序，故而可以防止特洛伊木马的发生。必须指出的是，防火墙能抗特洛伊木马的攻击并并不表明其保护的某个主机也能防止这类攻击。事实上，内部用户可以通过防火墙下载程序，并执行下载的程序。
6.3 抗口令字探寻攻击
在网络中探寻口令的方法很多，最常见的是口令嗅探和口令解密。嗅探是通过监测网络通信，截获用户转给服务器的口令字，记录下来，以便使用；解密是指采用强力攻击、猜测或截获含有加密口令的文件，并设法解密。此外，攻击者还常常利用一些常用口令直接登录。
第四代防火墙采用了一次性口令字和禁此直接登录防火墙措施，能够有效防止对口令字的攻击。
6.4 抗网络安全性分析
网络安全性分析工具是提供管理人员分析网络安全性之用，一旦这类工具用作攻击网络的手段，则能够比较方便地探测到内部网络的安全缺陷和弱点所在。目前，sata软件可以从网上免费获得，internet scanner可以从市面上购买，这些分析工具给网路安全构成了直接的威胁。第四代防火墙采用了地主转换技术，将内部网络隐蔽起来，使网路安全分析工具无法从外部对内部网络做分析。
6.5 抗邮件诈骗攻击
邮件诈骗也是越来越突出的攻击方式，第四代防火墙不接收任何邮件，故难以采用这种方式对它攻击，同样值得一提的是，防火墙不接收邮件，并不表示它不让邮件通过，实际上用户仍可收发邮件，内部用户要防邮件诈骗，最终的解决办法是对邮件加密。
7. 防火墙技术展望
伴随着internet的飞速发展，防火墙技术产品的更新步伐必然会加强，而要全面展望防火墙技术的发展几乎是不可能的。但是，从产品及功能上，却又可以看出一些动向和趋势。下面诸点可能是下一步的走向和选择：
1）防火墙将从目前对子网或内部网管理的方式向远程上网集中管理是方式发展。
2）过滤深度会不断加强，从目前的地址、服务过滤，发展到url（页面）过滤、关键字过滤和对activex、java等的过滤，并逐渐有病毒扫描功能。
3）利用防火墙建立专用网是较长一段时间用户使用的主流，ip的加密需求越来越强，安全协议的开发是一大热点。�
4)单向防火墙(又叫做网络二极管)将作为一种产品门类而出现。�
5)对网络攻击的检测和各种告警将成为防火墙的重要功能。
6)安全管理工具不断完善，特别是可以活动的日志分析工具等将成为防火墙产品中的一部分。�
另外值得一提的是，伴随着防火墙技术的不断发展，人们选择防火墙的标准将主要集中在易于管理、应用透明性、鉴别与加密功能、操作环境和硬件要求、vpn的功能与ca的功能、接口的数量、成本等几个方面。
网络安全是一个不容忽视的问题，当人们在享受网络带来的方便与快捷的同时，也要时时面对网络开放带来的数据安全方面的新挑战和新危险。为了保障网络安全，当园区网与外部网连接时，可以在中间加入一个或多个中介系统，防止非法入侵者通过网络进行攻击，非法访问，并提供数据可靠性、完整性以及保密性等方面的安全和审查控制，这些中间系统就是防火墙（Firewall）技术。它通过监测、限制、修改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外屏蔽网络内部的结构、信息和运行情况、阻止外部网络中非法用户的攻击、访问以及阻挡病毒的入侵，以此来实现内部网络的安全运行。
2 防火墙的概述及其分类
网络安全的重要性越来越引起网民们的注意，大大小小的单位纷纷为自己的内部网络“筑墙”、防病毒与防黑客成为确保单位信息系统安全的基本手段。防火墙是目前最重要的一种网络防护设备，是处于不同网络（如可信任的局域内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的惟一出入口，能根据企业的安全策略控制（允许、拒绝、监测）出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施。
2.1 概述
在逻辑上，防火墙其实是一个分析器，是一个分离器，同时也是一个限制器，它有效地监控了内部网间或Internet之间的任何活动，保证了局域网内部的安全。
1）什么是防火墙
古时候，人们常在寓所之间砌起一道砖墙，一旦火灾发生，它能够防止火势蔓延到别的寓所。现在，如果一个网络接到了Internet上面，它的用户就可以访问外部世界并与之通信。但同时，外部世界也同样可以访问该网络并与之交互。为安全起见，可以在该网络和Internet之间插入一个中介系统，竖起一道安全屏障。这道屏障的作用是阻断来自外部通过网络对本网络的威胁和入侵，提供扼守本网络的安全和审计的关卡，它的作用与古时候的防火砖墙有类似之处，因此就把这个屏障叫做“防火墙”。
防火墙可以是硬件型的，所有数据都首先通过硬件芯片监测；也可以是软件型的，软件在计算机上运行并监控。其实硬件型也就是芯片里固化了UNIX系统软件，只是它不占用计算机CPU的处理时间，但价格非常高，对于个人用户来说软件型更加方便实在。
2）防火墙的功能
防火墙只是一个保护装置，它是一个或一组网络设备装置。它的目的就是保护内部网络的访问安全。它的主要任务是允许特别的连接通过，也可以阻止其它不允许的连接。其主体功能可以归纳为如下几点：
·根据应用程序访问规则可对应用程序联网动作进行过滤；
·对应用程序访问规则具有学习功能；
·可实时监控，监视网络活动；
·具有日志，以记录网络访问动作的详细信息；
·被拦阻时能通过声音或闪烁图标给用户报警提示。
3）防火墙的使用
由于防火墙的目的是保护一个网络不受来自另一个网络的攻击。因此，防火墙通常使用在一个被认为是安全和可信的园区网与一个被认为是不安全与不可信的网络之间，阻止别人通过不安全与不可信的网络对本网络的攻击，破坏网络安全，限制非法用户访问本网络，最大限度地减少损失。
2.2 防火墙的分类
市场上的硬件防火墙产品非常之多，分类的标准比较杂，从技术上通常将其分为“包过滤型”、“代理型”和“监测型”等类型。
1）包过滤型
包过滤型产品是防火墙的初级产品，其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的，数据被分割成为一定大小的数据包，每一个数据包中都会包含一些特定信息，如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP(传输控制协议/用户数据报协议)源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点，一旦发现来自危险站点的数据包，防火墙便会将这些数据拒之门外。
2）代理型
代理型防火墙也可以被称为代理服务器，它的安全性要高于包过滤型产品，并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间，完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看，代理服务器相当于一台真正的服务器；而从服务器来看，代理服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时，首先将数据请求发给代理服务器，代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据，然后由代理服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道，外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。
3）监测型
监测型防火墙是新一代的产品，这一技术实际上已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测，在对这些数据加以分析的基础上，监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时，这种监测型防火墙产品一般还带有分布式探测器，这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中，不仅能够检测来自网络外部的攻击，同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计，在针对网络系统的攻击中，有相当比例的攻击来自网络内部。因此，监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义，而且在安全性上也超越了前两代产品。
3 防火墙的作用、特点及优缺点
防火墙通常使用在一个可信任的内部网络和不可信任的外部网络之间，阻断来自外部通过网络对局域网的威胁和入侵，确保局域网的安全。与其它网络产品相比，有着其自身的专用特色，但其本身也有着某些不可避免的局限。下面对其在网络系统中的作用、应用特点和其优缺点进行简单的阐述。
3.1 防火墙的作用
防火墙可以监控进出网络的通信量，仅让安全、核准了的信息进入，同时又抵制对园区网构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍，对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段，也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。因此，防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，迫使单位强化自己的安全策略。一般的防火墙都可以达到如下目的：一是可以限制他人进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户；二是防止入侵者接近防御设施；三是限定用户访问特殊站点；四是为监视Internet安全提供方便。
3.2 防火墙的特点
我们在使用防火墙的同时，对性能、技术指标和用户需求进行分析。包过滤防火墙技术的特点是简单实用，实现成本较低，在应用环境比较简单的情况下，能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。包过滤技术是一种基于网络层的安全技术，只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断，无法识别基于应用层的恶意侵入，如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒；代理型防火墙的特点是安全性较高，可以针对应用层进行侦测和扫描，对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。当然代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置，大大增加了系统管理的复杂性；虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙，但由于监测型防火墙技术的实现成本较高，也不易管理，所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代代理型产品为主，但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙。
防火墙一般具有如下显著特点：
·广泛的服务支持 通过动态的、应用层的过滤能力和认证相结合，可以实现WWW浏览器、HTTP服务器、FTP等；
·对私有数据的加密支持 保证通过Internet进行虚拟私人网络和商业活动不受损坏；
·客户端只允许用户访问指定的网络或选择服务 企业本地网、园区网与分支机构、商业伙伴和移动用户等安全通信的信息；
·反欺骗 欺骗是从外部获取网络访问权的常用手段，它使数据包类似于来自网络内部。防火墙能监视这样的数据包并能丢弃；
·C/S模式和跨平台支持 能使运行在一个平台的管理模块控制运行在另一个平台的监视模块。
3.3 防火墙的优势和存在的不足
防火墙在确保网络的安全运行上发挥着重要的作用。但任何事物都不是完美无缺的，对待任何事物必须一分为二，防火墙也不例外。在充分利用防火墙优点为我们服务的同时，也不得不面对其自身弱点给我们带来的不便。
1） 防火墙的优势
（1）防火墙能够强化安全策略。因为网络上每天都有上百万人在收集信息、交换信息，不可避免地会出现个别品德不良或违反规则的人。防火墙就是为了防止不良现象发生的“交通警察”，它执行站点的安全策略，仅仅允许“认可的”和符合规则的请求通过。
（2）防火墙能有效地记录网络上的活动。因为所有进出信息都必须通过防火墙，所以防火墙非常适合用于收集关于系统和网络使用和误用的信息。作为访问的唯一点，防火墙能在被保护的网络和外部网络之间进行记录。
（3）防火墙限制暴露用户点。防火墙能够用来隔开网络中的两个网段，这样就能够防止影响一个网段的信息通过整个网络进行传播。
（4）防火墙是一个安全策略的检查站。所有进出的信息都必须通过防火墙，防火墙便成为安全问题的检查点，使可疑的访问被拒绝于门外。
2） 防火墙存在的不足
（1）不能防范恶意的知情者。防火墙可以禁止系统用户经过网络连接发送专有的信息，但用户可以将数据复制到磁盘、磁带上，放在公文包中带出去。如果入侵者已经在防火墙内部，防火墙是无能为力的。内部用户可以偷窃数据，破坏硬件和软件，并且巧妙地修改程序而不接近防火墙。对于来自知情者的威胁，只能要求加强内部管理。
（2）不能防范不通过它的连接。防火墙能够有效地防止通过它传输的信息，然而它却不能防止不通过它而传输的信息。例如，如果站点允许对防火墙后面的内部系统进行拨号访问，那么防火墙绝对没有办法阻止入侵者进行拨号入侵。
（3）不能防备全部的威胁。防火墙被用来防备已知的威胁，如果是一个很好的防火墙设计方案，就可以防备新的威胁，但没有一台防火墙能自动防御所有新的威胁。
4 防火墙的管理与维护
如果已经设计好了一个防火墙，使它满足了你的机构的需要，接下来的工作就是防火墙的管理与维护了。在防火墙设计建造完成以后，使它正常运转还要做大量的工作。值得注意的是，这里许多维护工作是自动进行的。管理与维护工作主要有4个方面，它们分别是：建立防火墙的安全策略、日常管理、监控系统、保持最新状态。
4.1 建立防火墙的安全策略
要不要制定安全上的策略规定是一个有争议的问题。有些人认为制定一套安全策略是相当必须的，因为它可以说是一个组织的安全策略轮廓，尤其在网络上以及网络系统管理员对于安全上的顾虑并没有明确的策略时。
安全策略也可以称为访问上的控制策略。它包含了访问上的控制以及组织内其他资源使用的种种规定。访问控制包含了哪些资源可以被访问，如读取、删除、下载等行为的规范，以及哪些人拥有这些权力等信息。
随着计算机网络的飞速发展，网络安全越来越被人们所认识和重视，在维护网络正常运行方面越来越起到举足轻重之作用，已成为当代信息社会的一个重要特征。在众多安全措施中，防火墙首当其中。以网络安全为中心，考虑网络的各个层面，整体把握网络在应用中的安全性。在构造防火墙的过程中，阐述进行设计防火墙的大部分概念和重要理论依据。介绍TCP／IP(传输控制协议／网际协议)协议以及防火墙常用的IP消息类型TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)、ICMP(网际控制报文协议)及其在网络传输中的作用、介绍数据输出包、数据输入包的概念及其基于防火墙中的思想。 从防火墙设计的逻辑关系来看，文中总体把握包过滤防火墙的思想，深入细致地介绍了网络会话的细节，基于输入包和输出包的过滤思想，如何有选择性地开放Internet公共服务三方面重要的内容，并提供相关实例。文章在介绍相关安全防御的同时对于常见的黑客攻击原理也做了说明，包括TCP SYN湮没攻击、Ping湮没攻击、UDP湮没攻击等。 在防火墙实现上，本文是基于Redhat Linux操作系统，主要用Linux2.4内核中ipchains构造不同网络拓朴结构的防火墙。文中对防火墙工具ipchains及其参数进行了详细的说明与描述，给出了具体的数据包过滤流程。从对防火墙机器的具体设置说起，介绍不同的网络体系结构并利用防火墙设计工具ipchains针对其各自设计，阐述防火墙设计的两种安全策略：默认禁止一切和默认接受一切，并对其进行相互的比较，给出相关的脚本语言。文中针对单系统、堡垒防火墙屏蔽子网、带DMZ(非军事化区)防御带三种不同网络拓扑结构加以说明，阐述NAT(网络地址转换)的原理和DMZ工作原理以及它们的相应网络拓扑结构。同时给出基于DNS服务的相关脚本。 本文主要针对中小型网络而设计基于Linux操作系统的包过滤防火墙，旨在保护其网络安全并节俭网络费用，为此实现NAT共享IP，屏蔽保护子网共享防火墙外网真实IP，达到伪装保护且节俭网络费用之功效，从而减轻网络负担；构造DMZ，将保护子网与网络服务器分离，有效地解决服务器提供网络服务与子网安全保护这一对矛盾，从而规划有效的防火墙设计适应更加复杂的安全策略。 本论文设计的包过滤防火墙体系兼结构简单、针对性强、投入费用少等特点，同时 为中小型企业构建和维护防火墙提供了相关的理论依据和参考。 试问你是大学生不，这是大学生防火墙论文的。我去年用的
防火墙的概念
当然，既然打算由浅入深的来了解，就要先看看防火墙的概念了。防火墙是汽车中一个部件的名称。在汽车中，利用防火墙把乘客和引擎隔开，以便汽车引擎一旦著火，防火墙不但能保护乘客安全，而同时还能让司机继续控制引擎。再电脑术语中，当然就不是这个意思了，我们可以类比来理解，在网络中，所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络。换句话说，如果不通过防火墙，公司内部的人就无法访问Internet，Internet上的人也无法和公司内部的人进行通信。
防火墙的功能
防火墙是网络安全的屏障：
一个防火墙（作为阻塞点、控制点）能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。由于只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。如防火墙可以禁止诸如众所周知的不安全的NFS协议进出受保护网络，这样外部的攻击者就不可能利用这些脆弱的协议来攻击内部网络。防火墙同时可以保护网络免受基于路由的攻击，如IP选项中的源路由攻击和ICMP重定向中的重定向路径。防火墙应该可以拒绝所有以上类型攻击的报文并通知防火墙管理员。
防火墙可以强化网络安全策略：
通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有安全软件（如口令、加密、身份认证、审计等）配置在防火墙上。与将网络安全问题分散到各个主机上相比，防火墙的集中安全管理更经济。例如在网络访问时，一次一密口令系统和其它的身份认证系统完全可以不必分散在各个主机上，而集中在防火墙一身上。
对网络存取和访问进行监控审计：
如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并作出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。另外，收集一个网络的使用和误用情况也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墙是否能够抵挡攻击者的探测和攻击，并且清楚防火墙的控制是否充足。而网络使用统计对网络需求分析和威胁分析等而言也是非常重要的。
防止内部信息的外泄：
通过利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。再者，隐私是内部网络非常关心的问题，一个内部网络中不引人注意的细节可能包含了有关安全的线索而引起外部攻击者的兴趣，甚至因此而暴漏了内部网络的某些安全漏洞。使用防火墙就可以隐蔽那些透漏内部细节如Finger，DNS等服务。Finger显示了主机的所有用户的注册名、真名，最后登录时间和使用shell类型等。但是Finger显示的信息非常容易被攻击者所获悉。攻击者可以知道一个系统使用的频繁程度，这个系统是否有用户正在连线上网，这个系统是否在被攻击时引起注意等等。防火墙可以同样阻塞有关内部网络中的DNS信息，这样一台主机的域名和IP地址就不会被外界所了解。
除了安全作用，防火墙还支持具有Internet服务特性的企业内部网络技术体系VPN（虚拟专用网）。
参考资料：
防火墙的用途简单的说，就是防止非法程序对计算机的入侵。非法程序包括病毒，木马程序，黑客入侵，等等，只要是未经许可的入侵，均可视为非法。
防火墙的用途（Firewall Purpose）
撰文者： Indeepnight 位於 上午 8:55
防火墙是近年才开始受大众注目，以前都只把焦点放在防毒软体的能力上
不过，防火墙的用意虽然是好的，可是对於大众来说，它的功能经常都会让人摸不著头绪，甚至会防碍原有操作电脑的顺畅性
现在的作业系统，也都预设有防火墙的功能（M$、Linux皆有），不过大多数都是行销策略的手法，让大家感觉到物超所值，但实际的应用面就...乏人问津，至於硬体与软体之间的差异，可以参考笔者先前写的防火墙的使用，有粗略的说明
今天笔者就来说明一些较为常见的应用与设定：
Internet的发展给企业带来了革命性的改革和开放，企业正努力通过利用
它来提高市场反应速度和办事效率，以便更具竞争力。企业通过Internet，可
以从异地取回重要数据，同时又要面对Internet开放带来的数据安全的新挑战
和新危险：即客户、销售商、移动用户、异地员工和内部员工的安全访问；以
及保护企业的机密信息不受黑客和工业间谍的入侵。因此企业必须加注安全的
“战壕”，而这些“战壕”又要在哪里修建呢?
基于Internet体系应用有两大部分：Intranet和Extranet。Intranet是借
助Internet的技术和设备在Internet上面构造出企业3W网，可放入企业全部信
息；而Extranet是在电子商务、互相合作的需求下，用Intranet间的通道，可
获得其它体系中部分信息。因此按照一个企业的安全体系可知防火墙战壕须在
以下位置上位置：
①保证对主机和应用安全访问；
②保证多种客户机和服务器的安全性；
③保护关键部门不受到来自内部的攻击、外部的攻击、为通过Internet与
远程访问的雇员、客户、供应商提供安全通道。
同时防火墙的安全性还要来自其良好的技术性能。一般防火墙具备以下特
点：
①广泛的服务支持，通过将动态的、应用层的过滤能力和认证相结合，可
实现WWW浏览器、HTTP服务器、FTP等；
②对私有数据的加密支持，保证通过Internet进行虚拟私人网络和商务活
动不受损坏；
③客户端认证只允许指定的用户访问内部网络或选择服务，是企业本地网
与分支机构、商业伙伴和移动用户间安全通信的附加部分；
④反欺骗，欺骗是从外部获取网络访问权的常用手段，它使数据包好似来
自网络内部。Firewall-1能监视这样的数据包并能扔掉它们；C/S 模式
和跨平台支持，能使运行在一平台的管理模块控制运行在另一平台的监
视模块。
网络安全：初上网者必看---我们为什么需要防火墙
来源：赛迪网 时间：2006-10-04 09:10:44
很多网络初级用户认为，只要装了杀毒软件，系统就绝对安全了，这种想法是万万要不得的！在现今的网络安全环境下，木马、病毒肆虐，黑客攻击频繁，而各种流氓软软件、间谍软件也行风作浪。怎样才能让我们的系统立于如此险恶的网络环境呢？光靠杀毒软件足以保证我们的系统安全吗？下面我就从影响系统安全的几个方面来剖析防火墙的重要性。
现在的网络安全威胁主要来自病毒攻击、木马攻击、黑客攻击以及间谍软件攻击。杀毒软件发展了十几年，依然是停留在被动杀毒的层面（别看那些自我标榜主动防御，无非是一些骗人的幌子，看看这个文章就知道了），而国外的调查表明，当今全球杀毒软件对80%的病毒无法起到识别作用，也就是说，杀毒软件之所以能杀毒，纯粹是根据病毒样本的代码特征来识别他是否是病毒，就如警察抓住一个小偷，这个小偷留着大胡子，于是警察就天天在街上盯着大胡子的人。这样的杀毒效果可想而知。同样的道理，杀毒软件对于木马、间谍软件的防范也是基于这种方式。
现在病毒、木马的更新很快，从全球范围内来看，能造成较大损失的病毒木马，大部分都是新出现的，或者是各类变种，由于这些病毒木马的特征并没有被杀毒软件掌握，因此杀毒软件对它们是既不能报警，也无法剿杀。难道我们就任病毒木马宰割了吗？当然不！高手岂能向几个病毒木马低头！虽然杀毒软件只能干瞪眼，可是我们还有严守大门的防火墙呢！
防火墙为什么就能挡住病毒木马甚至是最新的病毒木马变种呢？这就要从防火墙的防御机制说起了。防火墙是根据连接网络的数据包来进行监控的，也就是说，防火墙就相当于一个严格的门卫，掌管系统的各扇门（端口），它负责对进出的人进行身份核实，每个人都需要得到最高长官的许可才可以出入，而这个最高长官，就是你自己了。每当有不明的程序想要进入系统，或者连出网络，防火墙都会在第一时间拦截，并检查身份，如果是经过你许可放行的（比如在应用规则设置中你允许了某一个程序连接网络），则防火墙会放行该程序所发出的所有数据包，如果检测到这个程序并没有被许可放行，则自动报警，并发出提示是否允许这个程序放行，这时候就需要你这个“最高统帅”做出判断了。一般来说，自己没有运行或者不太了解的程序，我们一律阻拦，并通过搜索引擎或者防火墙的提示确认该软件的性质。
写到这里，大家估计对杀毒软件和防火墙的区别有一定了解了，举个直观的例子：你的系统就好比一座城堡，你是这个城堡的最高统帅，杀毒软件和防火墙是负责安全的警卫，各有分工。杀毒软件负责对进入城堡的人进行鉴别，如果发现可疑的人物就抓起来（当然，抓错的几率很大，不然就没有这么多误杀误报事件了）；而防火墙则是门卫，对每一个进出城堡的人都进行检查，一旦发现没有出入证的人就向最高统帅确认。因此，任何木马或者间谍软件，或许可能在杀毒软件的眼皮底下偷偷记录你的帐号密码，可是由于防火墙把城门看得死死的，再多的信息也传不出去，从而保护了你的系统安全。
另外，对于黑客攻击，杀毒软件是没有任何办法的，因为黑客的操作不具有任何特征码，杀毒软件自然无法识别，而防火墙则可以把你系统的每个端口都隐藏起来，让黑客找不到入口，自然也就保证了系统的安全。
目前全球范围内防火墙种类繁多，不过从个人经验来说，推荐天网防火墙给大家。天网防火墙可以有效的防止黑客、木马或者其他恶意程序盗取您的隐私包括：网上银行、网络游戏、QQ等的帐号和密码。
(三)数据传输安全。传输安全要求保护网络上被传输的信息，以防止被动地和主动地侵犯。对数据传输安全可以采取如下措施：
1.加密与数字签名。任何良好的安全系统必须包括加密!这已成为既定的事实。数字签名是数据的接收者用来证实数据的发送者确实无误的一种 方法 ，它主要通过加密算法和证实协议而实现。
2.防火墙。防火墙(Firewall)是Internet上广泛应用的一种安全措施，它可以设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合。它能通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地检测网络内外信息、结构和运行状况，以此来实现网络的安全保护。
3.User Name/Password认证。该种认证方式是最常用的一种认证方式，用于 操作系统 登录、telnet(远程登录)、rlogin(远程登录)等，但此种认证方式过程不加密，即password容易被监听和解密。
4.使用摘要算法的认证。Radius(远程拨号认证协议)、OSPF(开放路由协议)、SNMP Security Protocol等均使用共享的Security Key(密钥)，加上摘要算法(MD5)进行认证，但摘要算法是一个不可逆的过程，因此，在认证过程中，由摘要信息不能计算出共享的security key，所以敏感信息不能在网络上传输。市场上主要采用的摘要算法主要有MD5和SHA-1。
5.基于PKI的认证。使用PKI(公开密钥体系)进行认证和加密。该种方法安全程度较高，综合采用了摘要算法、不对称加密、对称加密、数字签名等技术，很好地将安全性和高效性结合起来。这种认证方法目前应用在电子邮件、应用服务器访问、客户认证、防火墙认证等领域。该种认证方法安全程度很高，但是涉及到比较繁重的证书管理任务。
6.虚拟专用网络()技术。技术主要提供在公网上的安全的双向通讯，采用透明的加密方案以保证数据的完整性和保密性。
技术的工作原理：系统可使分布在不同地方的专用网络在不可信任的公共网络上实现安全通信，它采用复杂的算法来加密传输的信息，使得敏感的数据不会被窃听。
综上所述，对于计算机网络传输的安全问题，我们必须要做到以下几点。第一，应严格限制上网用户所访问的系统信息和资源，这一功能可通过在访问服务器上设置NetScreen防火墙来实现。第二，应加强对上网用户的身份认证，使用RADIUS等专用身份验证服务器。一方面，可以实现对上网用户帐号的统一管理;另一方面，在身份验证过程中采用加密的手段，避免用户口令泄露的可能性。第三，在数据传输过程中采用加密技术，防止数据被非法窃取。一种方法是使用PGP for Business Security对数据加密。另一种方法是采用NetScreen防火墙所提供的技术。在提供网间数据加密的同时，也提供了针对单机用户的加密客户端软件，即采用软件加密的技术来保证数据传输的安全性。
