TCP/IP Firewall mit Shorewall

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1 TCP/IP Firewall mit Shorewall Patrick Bönzli 3. Mai 2004 Zusammenfassung Dieser Text behandelt das Modul shorewall. Shorewall ist ein Linux Dienst, der die Konfiguration einer Firewall vereinfacht. Der Text ist in zwei Teile gegliedert: Theoretische Grundlagen zu Firewalls Hier werden allgemeine theoretische Grundlagen zu Firewalls zur Verfügung gestellt. Dieser Teil ist fakultativ, wird aber sehr zur Lektüre empfohlen. Praktische Anwendung von shorewall Dieser Teil wird direkt im Praktikum ausgeführt und ist obligatorisch.

2 Inhaltsverzeichnis 1 Firewalling Einführung Was ist eine Firewall? Bedrohungsszenarien Kurzfragen Firewall Gateway Funktionen: Routing und NAT Routing Network Address Translation (NAT) Der Weg eines Netzwerkpaketes Kurzfragen Netfilter und Iptables Kernel mit netfilter Unterstützung bilden Shorewall verstehen Shorewall Setup Guide Shorewall starten/stoppen Netzwerk Zonen Binden der Zonen an Netzwerkinterfaces Default Policy Firewall Regeln Firewall Config File Portliste Shorewall benutzen Fallbeispiel Testreihe shorewall REJECT or DROP Portforwarding Verbindungsbeschränken Shorewall and FTP Firewalling Kazaa (Ausblick) Appendix Portscans Suche nach offenen Ports Weiterführende Literatur und Webrecherche Selbst gemachter Application Proxy Troubleshooting

3 1 Firewalling 1.1 Einführung Ein Ausschnitt aus einem Forum-Thread irgendwo in den Tiefen des Internets: Ich hab gehört, dass auf dem Internet viel Crap rumschleicht und sowieso Sicherheit und so, wie kann ich meinen PC besser schützen gegen Cracker? Antwort: 1. Firewall 2. Antivirusprogramm 3. Intrusion Detection System (IDS) installiere das und die Welt ist sicherer. Nebenbei kannst du damit noch angeben... Bevor Sie dieses manual zu Firewalls lesen eine Warnung vorweg: Firewalls sind ein mächtiges Instrument, wenn es darum geht, ein Netzwerk sicherer zu machen, aber ihr Ruf eilt ihnen voraus: Firewalls sind genau so sicher, wie der Administrator sich bemüht sie sicher zu machen. Oft verleiht eine Firewall einen falschen Eindruck von Sicherheit und wirkt dadurch kontrapoduktiv! Was ist eine Firewall? Eine Firewall ist eine Struktur, die einen Brand am Ausbreiten hindern soll. Die Internet Firewall soll analog die unschönen Seiten des Internets aus einem internen Netzwerk (zum Beispiel LAN) oder Computersystem heraus halten. Grundsätzlich kann jedes Gerät, das in der Lage ist Aussenseiter den Zugang zu einem Netzwerk oder Computer zu verwehren, als Firewall angesehen werden. RFC 2647 ( Terminologie für das Benchmarking von Firewalls ) definiert Firewall ganz ähnlich: Eine Firewall ist ein Gerät, Betriebssystemdienst oder Anwendungsprogramm, das oder der eine Zugriffskontrolle für Netzwerke durchsetzt. Eine Firewall ist ein isolierter, zentraler Eingangspunkt von einem Netzwerk in ein anderes. Sie nimmt Verbindungsanfragen beider Seiten entgegen, vergleicht diese mit internen Regelsätzen und leitet die Verbindung weiter oder weist sie ab. 3

4 Abbildung 1: Firewall mit und und ohne DMZ In dieser Abbildung sind zwei typische Setups schematisch dargestellt. Das obere Setup unterscheidet sich vom untern durch eine DMZ (Demilitarisierte Zone). In dieser Zone befinden sich Server, die durch einen oft weniger restriktiven Firewall Regelsatz geschützt werden. Weniger restriktiv, damit sie vom Internet aus noch erreichbar sind. Die Server können eine öffentliche IP haben. In dem Fall wird der Netzwerkverkehr durch einfaches Routing weitergeleitet (falls dies von der Firewall zugelassen wird). Alternativ können die Server auch private Adressen benutzen, in dem Fall müssen die Adressen durch NAT (Network Address Translation) auf eine öffentliche Adresse gemapt werden (siehe NAT). Was sinnvoller ist, hängt im Allgemeinen von den jeweiligen Voraussetzungen ab. Firewalls können sich in ihrer Funktionsweise unterscheiden. Der Unterschied liegt primär in der Art, wie die Firewalls Netzwerkpakete herausfiltern. Die Pakete unterscheiden sich durch verschiedene Dateninhalte und Protokollschichten (siehe OSI Referenz Modell). So können Firewalls bei der Ausführung ihrer Arbeit verschiedene Protokolle berücksichtigen, oder gar den Dateninhalt der Pakete miteinbeziehen. Hier eine kurze Zusammenstellung der verschiedenen Firewalltypen: Paketfilter Diese Art von Firewall berücksichtigt meist nur die TCP/IP Header-Informationen (Sender, Ziel, Port, type of service etc.). Dynamische, kontextsensitive (stateful) Paketfilter Ein Paketfilter, der zusätzlich den Zustand einer Netzwerkverbindung als Filterkriterium miteinbezieht. Zum Beispiel werden bei einem Verbindungsaufbau die 4

5 Reihenfolge der TCP/IP Pakete berücksichtigt. Eine falsche Reihenfolge wie ACK-SYN würde abgewiesen werden, obwohl die Pakete an sich zulässig sind. Protokoll- und Applikationsfirewalls Diese Firewall arbeitet mit applikationsspezifischen Protokollen wie zum Beispiel ftp, http, kazaa, napster, irc, icq, Warcraft III etc. zusammen. Im Zusammenhang mit dieser Art von Firewall wird oft der Begriff Proxy 1 verwendet. Meist werden Proxies in Kombination mit Paketfilter benutzt. Benutzerauthentifizierung und Verschlüsselung Zusätzlich zur Filterung der Pakete können noch Benutzerauthentifizierungsmechanismen und Datenverschlüsselung 2 dazukommen. Dies ist ein besonders wirksamer Schutz gegen unerwünschte Zuhörer (Sniffer). In diesem Lernmodul werden wir gezielt nur Paketfilter Firewalls behandeln Bedrohungsszenarien Bevor Sie eine Firewall installieren, sollten Sie wissen, auf was für Angriffe Sie aus dem nicht vertraunswürdigen Netzwerk (zum Beispiel Internet) gefasst sein müssen. Es gibt eine grosse Vielfalt von Bedrohungsszenarien. Dieser Abschnitt ist als Ausblick gedacht und interessierte Leser sind eingeladen weiterführende Literatur auf dem Internet zu suchen (Sie finden hier Stichworte für die weitere Suche mit Google). Unauthorisierter Zugriff Szenario: Leute benutzen Dienste, zu denen sie gar kein Zugriff haben sollten. Lösung: Es gibt verschiedene Arten diesen Angriff abzuwehren, zum Beispiel indem man genau definiert, wer berechtigt ist einen Dienst zu nutzen sichere Authentifizierung. Ausnutzung bekannter Programmschwächen Szenario: Eine Lücke in der Programmierung von Diensten oder Software kann teilweise so ausgenutzt werden, dass man privilegierte Benutzerrechte erlangt. Lösung: Verwundbare, unsichere Dienste ausschalten, patchen, selber korrigieren (falls sie open source sind) oder durch eine Firewall den Zugriff kontrollieren. 3 Denial of Service (DoS) Szenario: Angriffe, die Dienste oder Programme funktionsunfähig machen. Meist brute force Ansätze. Lösung: Massnahmen hängen von der Art der DoS Attacke ab. Die Linux Firewall 1 Allen Interessierten wird der Web Proxy names SQUID wärmstens empfohlen: 2 Verwandte Themen: VPN und IPSec; eine gute Lösung für Linux ist zum Beispiel FreeS/WAN: 3 Schöne Anwendung von Technische Informatik 1: Smashing the stack for fun and profit: jzhou/security/overflow.html 5

6 Implementierung netfilter/iptables beinhaltet einen Mechanismus um den Netzwerkdurchsatz zu begrenzen: --limit oder --limit-burst. Die bekanntesten DoS Attacken, wie zum Beispiel SYN Flood können auch ohne Firewall abgewehrt werden. Stichworte tcp_syn_cookies und DDoS (Distributed DoS) 4. Spoofing Szenario: Ein Host täuscht vor, ein anderer Host zu sein, indem er eine fremde IP Adresse benutzt. Um diese Methode erfolgreich anzuwenden, braucht der Angreifer Kenntnisse über die TCP/IP Sequenznummern. Lösung: Schwer vorhersehbare TCP/IP Sequenznummern oder Authentifizierungsmechanismus 5. Lauschangriffe (Sniffer) Szenario: Ein Host steht passiv (er wird unter keinen Umständen etwas senden) in einem Netzwerk und zeichnet den Netzwerkverkehr auf. Dadurch können Benutzernamen und Passwörter für Dienste gestohlen werden. Lösung: Firewalls können eingesetzt werden um Netzwerke/Broadcast-Bereiche zu begrenzen. Es ist empfehlenswert auf Hubs zu verzichten und Switches zu benutzen, wobei billige Switches relativ einfach zu überlisten sind. Allgemein ist es in grossen Netzwerken sinnvoll zumindest sensitive Verbindungen zu verschlüsseln. Portscans Szenario: Ein entfernter Host versucht Informationen über laufende Dienste auf einem Server herauszufinden. Lösung: Firewalls können die wahre Struktur eines Netzwerkes verschleiern oder verstecken und so den Angreifer in die Irre führen. Als Ergänzung wird ein Intrusion Detection System (IDS) empfohlen Kurzfragen 1. Zählen Sie die unterschiedlichen Firewallarten auf und geben Sie kurz an, wodurch sie sich auszeichnen. 2. Erklären Sie verständlich was ein Computer, der direkt an das Internet angeschlossen ist, ohne Firewall zu befürchten hat. 1.2 Firewall Gateway Funktionen: Routing und NAT Routing Die im Kapitel beschriebene Funktion des Weiterleitens von Netzwerkpaketen wird im Allgemeinen als Routing 6 bezeichnet. Das System, das diese Tätigkeit wahrnimmt, nennt man Router (Muss für alle Security Freaks) 6 praktikum/ws03 04/, doc/routing.htm 6

7 Es gibt mehrere Arten ein Routing zu implementieren. Das übliche Routing, wie es im Internet angewendet wird, leitet Pakete unverändert weiter. Der Router leitet Netzwerkpakete abhängig von ihrem Bestimmungsort weiter. Der Regelsatz, anhand dem man den Paketen Routen zuteilt, nennt man Routingtabelle. Die Routingtabelle kann dynamisch oder statisch sein. Beispiel einer einfachen Routingtabelle in Linux (command: route oder für Systeme, die iproute2 unterstützen: ip route): bash-2.05b$ route Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface * U eth UG lo UG eth0 Was ist das? Um das Ziel in der linken Spalte (Destination) zu erreichen, muss der Router (unter Gateway) benutzt werden und dies unter Berücksichtigung der speziellen Flags rechts von Genmask. bash-2.05b$ ip route /24 dev eth0 proto kernel scope link src default via dev eth0 Das ist der output von ip route, der das Gleiche bedeutet wie oben, nur dass er etwas unübersichtlicher dargestellt ist. Was unterscheidet einen Router von einer Firewall? Der Router reicht Pakete zwischen Netzwerken anhand einer Routingtable weiter, die Firewall analysiert die Pakete nach definierten Kriterien und kann gewissen Paketen den Zutritt in ein Netzwerk verwehren. Die Firewall ist ein intelligenterer, auf Sicherheitsaspekte angepasster Router Network Address Translation (NAT) Network Address Translation 7 ist, kurz gesagt, ein Mapping von IP Adressen auf eine Menge anderer Adressen und/oder auf Ports. Im wesentlichen kennt man drei Möglichkeiten der Adressübersetzung (NAT): Einfaches NAT: Dabei werden nur IP Adressen verändert. Man weist ihnen üblicherweise eine neue Adresse aus einem öffentlichen Adressenpool zu. 7 praktikum/ws03 04/ 7

8 Network Address Port Translation (NAPT): Hierbei handelt es sich um die Abbildung mehrerer lokaler Absenderadressen auf eine einzige öffentliche Adresse unter Verwendung verschiedener Ports. Diese Art von NAT ist auch unter dem Namen Masquerading bekannt. Bidirektionelles NAT: Abgehende und ankommende Verbindungen werden einer Adressabbildung unterzogen. Dies kann benutzt werden, um Adressierungsarten zu übersetzen zum Beispiel IPv4 nach IPv6. IP Masquerade ist eine Sonderform des NAT für Absenderadressen. Mehrere private Absenderadressen werden auf eine einzige öffentliche Adresse abgebildet. Der Gateway führt eine NAT Tabelle. In dieser Tabelle werden alle aktuellen Adressabbildungen (Verbindungen) gespeichert. Eine NAT Tabelle könnte so aussehen: #source-address translated-address : : : : : :21417 Auf Bering gibt es zwei Möglichkeiten die NAT Tabelle einzusehen: 1. bash-2.05b$ cat /proc/net/ip_conntrack: Unformatiert, frisch aus dem Kernel File System. So könnte die Ausgabe aussehen: eine aktive ssh Verbindung aus loc nach net: tcp src= dst= sport=34442 dport=22 src= dst= sport=22, dport [ASSURED] use=1 2. bash-2.05b$ shorewall status zeigt die gleiche Tabelle anschaulicher. Etwas verwirrend: Einträge in der NAT Table bleiben meistens noch ein paar Sekunden länger stehen, als die Verbindung existiert. Das heisst, dass nach Beendigung einer Verbundung loc<->net die Firewall noch für ein paar Sekunden offen bleibt. NAT stellt einen Eingriff in den Inhalt der Pakete dar. Neben der Änderung der IP Adressen, muss auch die TCP Checksum angepasst werden, damit die Pakete nach der Adressänderung gültig bleiben. Meistens gibt es keine Probleme Verbindungen vom LAN ins Internet aufzubauen. Eine Ausnahme bildet zum Beispiel das Spiel Starcraft auf Battle.net: Der Battle.net Server lässt nicht mehrere Verbindungen von einer IP zu, das heisst, dass jeweils nur eine Person hinter einer Masquerade Firewall 8

9 auf dem Internet spielen kann. Umgekehrt gibt es aber grosse Probleme, eine Verbindung vom Internet ins LAN zu erstellen. Im Allgemeinen ist es unmöglich eine solche Verbindung aufzubauen, da der NAT Server von Haus aus keine Zuweisung von seinen Ports auf Clients im LAN durchführt. Der Server bezieht jeden Verbindungsaufbau auf sich selber und denkt nicht daran, dass ein Computer aus dem Internet ihn für einen Computer im LAN halten könnte. Dies stellt ein grosses Problem zum Beispiel für FTP dar: FTP arbeitet immer mit zwei Verbindungen: Daten- und Commandverbindung. Stellt ein Client im LAN eine FTP Verbindung mit einem Server im Internet her, öffnet er eine Commandline Verbindung, vergleichbar mit einer Telnetverbindung (ist es auch). Um Daten zu übermitteln (zum Beispiel bei get, put, ls) wird eine zweite Verbindung aufgebaut, die Datenverbindung. Diese wird rückwärts vom Server zum Client aufgebaut. Das NAT Gateway kann dieser Verbindung keine lokale Applikation zuordnen und verwirft die Verbindung. Um dieses Problem zu beheben, wurde FTP um das so genannte passive FTP erweitert. In diesem Modus verzichtet der FTP Server konsequent darauf Verbindungen zum Client aufzubauen und der Client muss diese vorausblickend selber initialisieren. FTP ist keinesfalls das einzige Beispiel, das hinter einer Firewall nicht mehr uneingeschränkt funktionieren kann. Weitere solche Beispiele sind edonkey, emule, DirectConnect. Die meisten solchen Programme bieten einen Passive Modus an. Oft ergeben sich dadurch aber Nachteile. Eine andere Möglichkeit dieses Problem zu umgehen, ist ein so genannter Application Proxy. Dieser erkennt die Verbindung als FTP Verbindung und hört auf eingehende Datenverbindungen und leitet diese automatisch weiter an den betreffenden Client. Eine solcher Proxy lässt sich meistens relativ einfach selber implementieren (siehe Appendix). Oft kann man das Problem auch einfacher lösen, indem man bestimmte Ports des Servers auf den betreffenden Computer forwarded (NAT). Diese Lösung funktioniert aber nur zufriedenstellend, wenn es nur einen Computer gibt, der diese Dienstleistung beansprucht. Portforwading ist eher unelegant und schwer zu kontrollieren, zum Teil aber nicht vermeidbar. Eine andere Möglichkeit dieses Problem zu lösen wäre ein Viritual Privat Network (VPN) Der Weg eines Netzwerkpaketes Der Weg eines Netzwerkpaketes ist nicht unergründlich: Alle Pakete folgen einer vorbestimmten Route durch das Betriebssystem des Computers. Der Weg wird bestimmt durch Routingtabelle, NAT Tabelle und den Filterregeln. Der Weg eines IP Paketes ohne Filtermodule: 8 9

10 1. Das Netzwerkpaket wird empfangen (1). 2. Es wird untersucht, ob das eingehende Netzwerkpaket einem Prozess auf dem Computer zugeordnet werden kann (2). Ist das Paket für diesen Computer bestimmt, wird es lokal verarbeitet. 3. Ist es dagegen nicht an diese Maschine gerichtet, wird in der Routing Tabelle nach einer passenden Route gesucht und das Paket an das zuständige Interface weitergeleitet oder verworfen, wenn keine Route gefunden wird (3). Abbildung 2: Weg eines IP Paketes Üblicherweise legt ein Paket einer der folgenden Wege zurück: Routing: Eingehender/Ausgehender Datenfluss: 1 2 oder 4 5 Loopback: Kurzfragen 1. Erklären Sie den Unterschied zwischen Network Address Translation und Routing. 2. Sehen Sie sich Abbildung 2 an: Eignet sich diese Modularisierung auch um eine NAT Firewall zu implementieren? Falls nicht, geben Sie eine Möglichkeit an, um dieses Problem elegant zu lösen. 10

11 2 Netfilter und Iptables Firewalls unter Linux werden meistens mit netfilter implementiert. Netfilter 9 ist ein Modul im Linux Kernel, das es ermöglicht Kernel Modulen eine callback Funktion zum Netzwerk-Stack zu registrieren. Diese callback Funktionen werden für jedes Paket aufgerufen, dass den Netzwerkstack durchwandert. In diesen Funktionen kann man zum Beispiel Filterregeln definieren. Netfilter ist eine Paketfilter Firewall und kann zu einer stateful (verbindungsbezogene) Firewall erweitert werden. Geschichte der Linux Firewall: ipfwadm Kernels 1.2.x und 2.0.x, X/OS System ipchains Kernel 2.2.x (by Paul Russell) netfilter/iptables Kernel 2.4.x, einfachere Implementation von ipchains (by Paul Russell) Das Utility iptables wird benutzt um netfilter Filterregeln zu konfigurieren. Es sorgt dafür, dass sich nicht jeder Systemadministrator seine eigenen callback Funktionen schreiben muss. Netfilter kennt drei eingebaute Filterketten: INPUT, OUTPUT, FORWARD. Einkommende Pakete werden, bevor sie zu netfilter kommen, von der Routingfunktion bearbeitet. Diese setzt fest, ob das Paket in INPUT oder FORWARD Chain weitergeleitet wird. INPUT Diese Regeln werden für Pakete verwendet, die die Firewall als Ziel haben. OUTPUT Diese Regeln werden für Pakete verwendet, die ihren Ursprung in der Firewall haben. FORWARD Diese Regeln werden für Pakete verwendet, die die Firewall passieren wollen. Beispiel: Ein entfernter Computer schickt eine Verbundungsanforderung an die Firewall. Die IP-Headers der Netzwerkpakete haben als Ziel die IP Adresse der Firewall gesetzt. 1. Der Ethernet-Treiber liest die rohen Pakete ein (Pfeil 1 Abbildung 3). 2. Der Linux Kernel überprüft, ob die Pakete geroutet werden müssen. Dies trifft zu, falls die Routing-Tabelle einen entsprechenden Eintrag besitzt (Pfeil 3). 3. Netfilter überprüft, ob das Paket zulässig ist (Fragezeichen? ). Es werden für eingehende, ausgehende oder weitergeleitete Pakete getrennte Regeln spezifiziert, jeweils in der ihnen zugeteilten Filterkette (INPUT/OUTPUT/FORWARD)

12 4. Das Betriebssystem verarbeitet die Pakete weiter (Pfeil 4). Abbildung 3: Weg eines TCP/IP Paketes 2.1 Kernel mit netfilter Unterstützung bilden Sollte es einmal nötig sein, einen eigenen Firewall Kernelßu erzeugen, dann halten Sie sich an dieses kurze HowTo. Sie werden dies nicht für das Bering System benötigen, aber eventuell für Ihren Linux Computer zu Hause. Die meisten grossen Distributionen haben netfilter bereits aktiviert. Kommentar: Die Idee, den Kernel durch ladbare Module zu ergänzen (Modules), ist sehr gut und flexibel. Für ein sicheres Firewallsystem sollte man auf diese Möglichkeit aber verzichten und alles direkt in den Kernel linken (also <*> anstatt <M>). Dies ist designmässig nicht ganz so schön, aber sicherer, da der Zugang zum Kernelspace damit etwas erschwert wird. Wechseln Sie in Ihr Linux Kernel (2.4.*) source Verzeichnis und geben dort als root ein: bash-2.05b$ make menuconfig Unter Network Options finden Sie folgende Einträge: Networking options ---> [*] Network packet filtering [*] Socket filtering [*] TCP/IP Networking und etwas weiter unten im Text 12

13 Networking options ---> [*] Network packet filtering (replaces ipchains) IP: Netfilter Configuration --->. <*> Userspace queueing via NETLINK (EXPERIMENTAL) <*> IP tables support (required for filtering/masq/nat) <*> limit match support <*> MAC address match support <*> netfilter MARK match support <*> Multiple port match support <*> TOS match support <*> Connection state match support <*> Unclean match support (EXPERIMENTAL) <*> Owner match support (EXPERIMENTAL) <*> Packet filtering <*> REJECT target support <*> MIRROR target support (EXPERIMENTAL). <*> Packet mangling <*> TOS target support <*> MARK target support <*> LOG target support < > ipchains (2.2-style) support < > ipfwadm (2.0-style) support Geben Sie nun folgende Commands ein, um den Kernel zu bilden: bash-2.05b$ make dep && make bzimage modules modules_install 3 Shorewall verstehen Shorewall 10 ist ein Wrapper. Im Gegensatz zu iptables verwendet shorewall die traditionellen Konfigurationsfiles im /etc Verzeichnis. Shorewall liest aus diesen Files die Regelsätze für die Firewall und konvertiert diese in netfilter Regeln. Dies macht den Umweg über iptables überflüssig (in der Tat verwendet shorewall selber iptables zum Erstellen der Regeln). Dank der einfachen Handhabung und Übersichtlichkeit von shorewall erfreut sich diese Engine auf dem Internet grosser Beliebtheit

14 3.1 Shorewall Setup Guide Shorewall starten/stoppen Shorewall ist nicht wirklich ein Daemon, wie man es sich auf Linux gewohnt ist: Wie bereits erwähnt, ist shorewall ein Wrapper. Startet man den Daemon, so liest er die Skripts ein, aktiviert netfilter und damit ist seine Arbeit auch schon getan. Was nach dem Start läuft, ist netfilter selber, nicht shorewall. Shorewall ist relativ einfach zu bedienen. Hier kurz die wichtigsten Befehle: shorewall start Startet die Firewall. Der netfilter Regelsatz, der durch shorewall erzeugt wurde, läuft nun im Hintergrund. shorewall stop Stoppt die Firewall. Die Firewall ist danach in einem Zustand, in dem keine neuen Verbindungen zugelassen werden. Alte bestehende Verbindungen laufen weiter, bis sie beendet werden. shorewall restart Stoppt und startet die Firewall neu (entspricht einem neuen Laden der Firewall Regeln) shorewall clear Entfernt alle Regeln und Ketten, die durch shorewall installiert wurden. Die Firewall ist weit offen... Falls Sie eine Firewall aufsetzen müssen, werden Sie froh sein die folgenden Befehlte auch zu kennen, sie werden v.a. fürs debuggen benutzt: shorewall status Produziert einen Report über die Firewall (entspricht iptables -L -n -v). shorewall show <chain1> Produziert einen Report über die aufgelisteten chains (entspricht iptables -L chain1 -n -v). shorewall show nat Produziert einen Report zum Zustand der NAT Tabelle. shorewall show log Zeigt die 20 letzten Paket-Log-Einträge. shorewall show connections Zeigt die IP Verbindungen, die momentan von shorewall geführt werden. shorewall monitor <delay> Zeigt den momentanen Firewall Status an: Die letzten 20 Logeinträge und die NAT Tabelle. <delay> gibt die Anzahl Sekunden an, bis die Anzeige erneuert wird, default ist 10 Sekunden. shorewall hits Zeigt verschiedene Reports über die shorewall Paket Log Nachrichten. Shorewall zu konfigurieren ist eine angenehme Angelegenheit. Im Folgenden versuchen wir die Grundfunktionen zu lokalisieren und zu konfigurieren. 14

15 3.1.2 Netzwerk Zonen File: /etc/shorewall/zones Beschreibung: Shorewall teilt das Netzwerk in seiner unmittelbaren Umgebung in Zonen ein. Diese Zonen werden später verwendet um Firewallregeln zu definieren. Es ist empfehlenswert für jedes Interface eine Zone zu definieren, im allgemeinen ist dies aber nicht einer Bedingung (da Linux fähig ist mehrere IP-Adressen auf eine Netzwerkkarte abzubilden). Synopsis: Tags: ZONE: Kurzname der Zone. Der Name sollte nicht länger als vier Buchstaben sein. DISPLAY: Angezeigte Bezeichnung. COMMENTS: Kommentare zur Zone. Formatierung: ZONE DISPLAY COMMENTS # definiert Kommentar und wird von shorewall ignoriert Beispiel: Firewall mit zwei Interfaces, die je in einer eigenen Zone arbeiten. /etc/shorewall/zones #ZONE DISPLAY COMMENTS net internet the internet local lan my local network Shorewall sieht sich selber auch als Zone. Der Name dieser Zone wird in der Datei /etc/shorewall/shorewall.conf festgelegt (FW=fw) und ist normalerweise auf fw gesetzt Binden der Zonen an Netzwerkinterfaces File: /etc/shorewall/interfaces Beschreibung: In dieser Datei werden die Netzwerkzonen den Interfaces zugeordnet. Synopsis: Tags: ZONE: Kurzname der Zone. Muss gleich bennannt werden, wie in /etc/shorewall/zones. INTERFACE: Name der Netzwerkkarte (eth0, eth1, eth2, ppp). BROADCAST: Die Broadcast Adresse des Subnets, den die Netzwerkkarte angehört. Falls Sie hier detect eintragen, wird shorewall selber versuchen die Adresse herauszufinden. OPTIONS: Eine durch Kommata getrennte Liste von Optionen: dhcp: Adresse wird durch DHCP bestimmt oder ein DHCP Server ist an dieses Interface gebunden. 15

16 norfc1918: Interface lehnt Pakete ab, deren Sender eine private Adresse haben. routefilter: Versucht spoofing zu erkennen und abzuwehren. maclist: Verbindgunsanforderungen werden mit einer internen maclist verglichen /etc/shorewall/maclist. tcpflags: Pakete werden nach illegalen Kombinationen von TCP Flags untersucht. Beispiel: /etc/shorewall/interfaces #ZONE INTERFACE BROADCAST OPTIONS net eth routefilter, tcpflags loc eth1 detect dhcp, routefilter Dieser Regelsatz würde: der Internet Zone die Netzwerkkarte eth0 zuweisen, unter gegebener Broadcast Adresse und weiteren Flags. der lokalen Zone die Netzwerkkarte eth1 zuwiesen, die Broadcast Adresse wird von shorewall bestimmt Default Policy File: /etc/shorewall/policy Beschreibung: Diese Regeln bestimmenn, wie shorewall grundsätzlich auf Pakete aus einer bestimmten Zone reagieren soll. Als Ziel, respektive als Quelle, werden die Zonen benutzt, die jeweils in der /etc/shorewall/zones Datei definiert wurden. Netzwerkverkehr kann abgelehnt (DROP), angenommen (ACCEPT) oder mit Fehlermeldung zurückgewiesen (REJECT) werden. Es empfiehlt sich Netzwerkverkehr aus nicht vertrauenswürdigen Subnets abzulehnen und gegebenenfalls in /etc/shorewall/rules Ausnahmen zu definieren. Synopsis: Tags: SOURCE: Zone des Senders. DESTINATION: Zone des Ziels. POLICY: Was soll mit dem beschriebenen Paket passieren (DROP, REJECT, ACCEPT). LOG: Loglevel (info, debug), optional. LIMIT: Anzahl Pakete, die auf dieser Verbindung ausgetauscht werden dürfen pro Zeiteinheit (siehe 4.2.3) BURST: Kurzzeitige maximale Übertragungsrate, optional. Formatierung: 16

17 #SOURCE DEST POLICY LOG LEVEL LIMIT:BURST Beispiel: /etc/shorewall/policy #SOURCE DEST POLICY LOG LEVEL LIMIT:BURST loc net ACCEPT loc fw ACCEPT all all REJECT info Dieser Regelsatz würde: Verkehr LAN Internet zulassen. Verkehr LAN Firewall zulassen. Den restlichen Netzwerkverkehr unterbinden und Fehlermeldung (ICMP) schicken Firewall Regeln File: /etc/shorewall/rules Beschreibung: Regeln, die von der default Policy abweichen, müssen hier eingetragen werden. Synopsis: Tags: ACTION: Aktion die unternommen wird, falls die folgenden Kriterien zutreffen. Mögliche Aktionen sind: ACCEPT (zulassen), REJECT (zurückweisen), DROP (ignorieren). Ein Sonderfall ist DNAT, diese Aktion leitet eine Verbindung mittels NAT weiter (siehe Beispiel). SOURCE: Sender Adresse oder Zone. Zum Beispiel loc: DEST: Ziel Adresse oder Zone. PROTO: Art des Protokolls. PORT: Port Adresse des Dienstes. Formatierung: #ACTION SOURCE DEST PROTO PORT Beispiel: /etc/shorewall/rules #ACTION SOURCE DEST PROTO PORT # # Accept SSH ACCEPT net: fw tcp 22 # # Accept ftp ACCEPT net fw tcp 20:21 ACCEPT net fw udp 20:21 # 17

18 # Accept certain Pings ACCEPT net fw icmp 8 DROP net loc icmp 8 # # Intranet web server DNAT net loc: tcp 80 # # Prevent some Applications from going online: # DROP ICQ DROP loc net tcp 4000 # DROP Kazaa default port DROP loc net tcp 1214 # #Corporate Server DNAT net loc: tcp 25,53,110,143,443 Dieser Regelsatz würde: SSH Verbindungen vom Host in net zulassen (net: ). FTP Verbindung von net nach fw zulassen. Ping von net nach fw zulassen. Ping von net nach loc ignorieren. Interner Webserver mit IP (loc: ) vom net nach loc zulassen und weiterleiten. ICQ Verbindungen von loc nach net ignorieren. Kazaa Verbindungen von loc nach net ignorieren. Interner Mailserver mit IP (loc: ) vom net nach loc zulassen und weiterleiten. Dafür müssen die Ports 25, 53, 110, 143, 443 offen sein Firewall Config File File: /etc/shorewall/shorewall.conf Beschreibung: Dieses File legt die Einstellungen des shorewall Dienstes fest. Beispiel: FW=fw NAT_ENABLED=Yes IP_FORWARDING=On MULTIPORT=Yes /etc/shorwall/shorewall.conf -Ausschnitt- 18

19 Dieser Regelsatz würde: Zeile 1: die Zone Firewall (der Computer selber) fw nennen. Zeile 2: NAT aktivieren. Zeile 3: IP Forwarding aktivieren, damit der Linux Kernel Pakete weiterleiten kann. Zeile 4: Ermöglicht, dass mehrere Portnummern in einer Liste spezifiziert werden können. Beispiel: ACCEPT net tcp 25,53,110,143,443 In /etc/shorwall.conf werden meistens noch viel mehr Einstellungen definiert, oben wurde nur ein kleiner Ausschnitt davon wiedergegeben. 3.2 Portliste Unter den über ports, die durch das TCP Protokoll adressiert werden können, gibt es ein paar Nummern, die per Konvention bestimmten Programmen zugewiesen sind. Die vollständige Port-Liste finden Sie bei Iana 11. Die Portnummern werden in drei Regionen unterteilt: 1. Bekannte Ports (0 bis 1023). 2. Registrierte Ports (1024 bis 49151). 3. Dynamische oder private Ports (49152 bis 65535). NAT arbeitet auch in diesem Bereich. Eine etwas gekürzte und übersichtlichere Liste ko nnen Sie von den Assistenten verlangen. 4 Shorewall benutzen 4.1 Fallbeispiel Dieses Fallbeispiel entspricht einem Setup, wie man es in einer kleinen Firma antreffen könnte. Diese virtuelle Firma verfügen über: Einen Internetuplink (Cable, ADSL, ISDN, PPP) mit einer öffentlichen IP. Ein LAN, dass es durch die Firewall zu schützen gilt. 11 Eine ausführlichere Liste finden Sie in /etc/services oder sehr, sehr umfangreich unter: 19

20 Einen Webserver in der DMZ mit der IP Sie als Netzwerk- und Sicherheitsspezialist erwarten: Der Webserver muss vom LAN und vom Internet aus nutzbar sein. Das LAN darf vom Internet aus nicht erreichbar sein. Computer im LAN müssen das Internet erreichen können. Ihre Aufgabe ist es nun dieses Fallbeispiel im Praktikumslabor des PPS nachzubauen. Führen Sie die Konfiguration in den angegebenen fünf Schritten durch. Die jeweiligen Konfigurationsfiles sind im Text enthalten und müssen einfach abgetippt oder ergänzt werden. Versuchen Sie sich vorzustellen, was die einzelnen Zeilen in den Files bedeuten. Falls dies nicht klar sein sollte, zögern Sie nicht den Assistenten zu fragen oder eine weitere Referenz hinzuzuziehen (zum Beispiel manpages, google). Um die Konfigurationsfiles zu modifizieren benutzen Sie das in Bering eigebaute Admin Tool lrcfg. Alternativ können Sie die Files auch direkt in /etc/shorewall/ mit dem Texteditor vi bearbeiten. bash-2.05b$ vi <filename> 1. Definieren der Zonen: Ihr Setup umfasst drei Subnets, die durch je ein Interface mit der Firewall verbunden sind. /etc/shorewall/zones #ZONE DISPLAY COMMENTS net inet-eth0 internet loc lan-eth1 local network dmz DMZ-eth2 demilitarized zone 2. Zone an Netzwerkschnittstellen binden: Die Firma hat keine feste öffentliche IP Adresse. Aus diesem Grund muss das Internetinterface (net) seine IP und Broadcastadresse dynamisch vom Internet Service Provider holen (1.Zeile). Es werden zwei Subnetze: /24 für das lokale Netz und /24 für die demilitarisierte Zone verwendet. Das externe Interface wird noch durch verschiedene Flags zusätzlich abgesichert (routefilter, norfc1980, blacklist, tcpflags). /etc/shorewall/interfaces ZONE INTERFACE BROADCAST OPTIONS net eth0 detect dhcp routefilter, norfc1918, blacklist, tcpflags loc eth dmz eth

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