Technische Universität Berlin 2. Juli Firewall Workshop. Thomas Hildmann 2. Juli 2002.

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1 Firewall Workshop Thomas Hildmann 2. Juli 2002 Thomas Hildmann 1

2 Organisatorisches Anwesenheit bestätigen! Daten prüfen! Foliensatz und kommentierte Folien liegen auf WB-Server und unter hildmann/. Verweise bzw. Quellen der verwendeten Software und weiterführende Literatur sind ebenfalls angegeben. Dies ist ein Workshop und kein Film. Thomas Hildmann 2

3 Ziel des Workshops eine Einführung in die Problematik Starthilfe zur Weiterbildung Sensibilisierung für das Umfeld Vorstellen der Werkzeuge und Begriffe aus Angst Respekt machen Thomas Hildmann 3

4 Inhalt Grundlagen von Firewalls Was können Firewalls und was nicht? Firewalltypen Firewalltopologien das Minimalismusprinzip Auswahl einer geeigneten Firewall Auswahl des geeigneten Betriebssystems Erstellen einer Security Policy Dokumentation der Netztopologie Beschreibung der Policy Erstellen der Firewallregeln Thomas Hildmann 4

5 Einiges an Hintergrundwissen Die Implementierung Regeln einrichten Firewall starten Firewalls testen Intrusion Detection Systems (IDS) Ausblicke Thomas Hildmann 5

6 1. Firewall-Grundlagen Definition 1 Ein Firewall ist eine Schwelle zwischen zwei Netzen, die überwunden werden muß, um Systeme im jeweils anderen Netz zu erreichen. Es wird dafür gesorgt, daß jede Kommunikation zwischen den beiden Netzen über den Firewall geführt werden muß. Auf dem Firewall sorgen Zugriffskontrolle und Audit dafür, daß das Prinzip der geringsten Berechtigung durchgesetzt wird und potentielle Angriffe schnellstmöglich erkannt werden. a a Uwe Ellermann, Firewalls Klassifikation und Bewertung, DFN-Cert, Thomas Hildmann 6

7 Was können Firewalls und was nicht? Eine Firewall kann den Netzwerkverkehr zwischen zwei Netzen einschränken.... Netzwerkzugriffe auf bestimmte Rechner bzw. Dienste zulassen oder blockieren.... den Netzwerkverkehr protokollieren.... an Hand von Regeln den Netzwerkverkehr manipulieren (z.b. Verkehrsbegrenzung, IP-Nummern-Wandlung, etc.). Thomas Hildmann 7

8 Es ist nicht möglich mit Hilfe einer Firewall unmittelbar Sicherheitslücken in Systemen zu schließen.... unmittelbar Konfigurations- oder Installationsfehler auf anderen Systemen zu beseitigen.... grundsätzliche Probleme sowohl Viren, Trojaner als auch andere Malware zu beseitigen.... ein Netzwerk völlig sicher zu machen. Thomas Hildmann 8

9 Merke 1 Eine Firewall ist ein Filter. Nicht mehr und nicht weniger! Merke 2 Keine Firewall zu haben ist immernoch ehrlicher, als eine Firewall zu besitzen, und damit zu glauben, man sei sicher! Thomas Hildmann 9

10 Firewalltypen Paketfilter Filter auf Netzwerkebene (filtert nach IP-Nummern und Ports) wird von einigen Routern etc. implementiert Applikationsfilter Filtert auf Applikationsebene (abhängig vom Protokoll) benötigt einen leistungsfähigen Rechner grafische Firewall Die Internetapplikationen werden außerhalb des zu schützenden Netzes betrieben. Thomas Hildmann 10

11 Firewalltopologien Paketfilter Dual-Homed Screened-Subnet a grafische Firewall b a BSI Grundschutzhandbuch, M 2.73, gshb/deutsch/m/m2073.htm b Guido Stepken, Firewall Handbuch für LINUX 2.0 und 2.2, little-idiot.de/firewall/zusammen.html Thomas Hildmann 11

12 Firewalltopologien: Paketfilter Thomas Hildmann 12

13 Firewalltopologien: Dual-Homed Thomas Hildmann 13

14 Firewalltopologien: Screened-Subnet 1 Thomas Hildmann 14

15 Firewalltopologien: Screened-Subnet 2 Thomas Hildmann 15

16 Firewalltopologien: Screened-Subnet 3 Thomas Hildmann 16

17 Beispiel einer FW-Architektur Thomas Hildmann 17

18 Die grafische Firewall Thomas Hildmann 18

19 Prinzip des Minimalismus Jede Zeile Code kann fehlerhaft sein Jede Funktion kann auch für Dinge verwendet werden, für die sie nicht gedacht war Jede Sicherung kann auch nach hinten losgehen Jede Konfiguration kann falsch verstanden werden Die Funktionalität muss gewartet werden Probleme potenzieren sich in Kombination Thomas Hildmann 19

20 Merke 3 Ein Firewall-Rechner ist ein Firewall-Rechner und nichts als ein Firewall-Rechner! Thomas Hildmann 20

21 Personal Firewalls Personal Firewalls taugen nichts, weil nur ein Dienst auf dem Rechner verwundbar sein muss und damit auch die Firewall ausgeschaltet werden kann.... die Firewall-Software nur weitere potentielle Risiken mitbringt.... der Betreiber das Gefühl haben könnte, er sei nun sicher.... Nebeneffekte durch die Firewall ausgenutzt werden können. Thomas Hildmann 21

22 Merke 4 Benutze eine Personal Firewall sowohl für Server, wie auch für Clients nur, wenn Du genau weißt, was Du tust und Du sie aus einem bestimmten Grund unbedingt brauchst! Thomas Hildmann 22

23 Wie soll ich ansonsten meine Rechner schützen? Alle Dienste deaktivieren, die nicht unbedingt benötigt werden. Alles deinstallieren, was zum Arbeiten auf der Maschine nicht ständig gebraucht wird. Alle Programme mit bekannten Sicherheitslücken deinstallieren, selbst wenn sie gebraucht werden. Über Sicherheitslücken informiert sein. Sofort Updates einspielen. Regelmäßig updaten, auch wenn keine Lücke bekanntgegeben wurde. Hersteller gehen immer von aktuellen Systemen aus. Thomas Hildmann 23

24 Merke 5 Sicherheit ist kein Produkt, sondern ein Prozess! Merke 6 Benutzung von Software ist Vertrauenssache. Benutze nur Dienste von Herstellern deines Vertrauens! Thomas Hildmann 24

25 Welcher Software kann man vertrauen? Ich persönlich neige dazu, Herstellern zu vertrauen, die ihren Code offenlegen und damit jedem die Möglichkeit geben, Fehler zu finden und beseitigen und damit die Qualität ihrer Arbeit dokumentieren.... schnell auf Fehler reagieren und mir Fixes geeignet zur Verfügung stellen.... möglichst erfahren sind bzw. ausgereifte Produkte besitzen, die zunächst stabilisiert werden, bevor weitere Funktionen hinzugefügt werden.... Software anbieten, die von einer vertrauenswürdigen Instanz geprüft wurde. Thomas Hildmann 25

26 Auswahl der richtigen Firewallsoftware Paketfilter-Software kann evtl. schon im Router stecken (ok, bei richtigem Router) sollte ggf. statefull sein sollte hinreichend dokumentiert sein Applikationsfilter Sollte auf die Aufgabe zugeschnitten sein Merke 7 Für Firewallsoftware gilt dasselbe, wie für jede andere Software! Thomas Hildmann 26

27 Beispiele für die richtige Firewall-Software Auf Grund eigener Erfahrungen empfehle ich persönlich folgende Produkte (keine systematischen Vergleichstests durchgeführt!): Paketfilter IP-Tables - ist bei gängigen Linux-Distributionen mit dabei IP-Filter - läuft auf verschiedenen BSDs, SunOS, Solaris, HP-UX, IRIX und QNX OpenBSD PF - ist Bestandteil von OpenBSD und läuft sehr schön out-of-the-box. Applicationlevel WWW: Apache, Squid FTP: Squid Thomas Hildmann 27

28 Mail: Sendmail, Exim NNTP: nntpcache Weiterhin nützlich vom Hören-Sagen: Mail: Juniper smtpd/smtpfwdd (viel besser!) IRC: bnc, tircproxy FTP: jftpgw, SuSEs proxy-suite POP3: pop3gwd Thomas Hildmann 28

29 Auswahl des richtigen Betriebssystems Wenn Sie mich fragen, dann OpenBSD, FreeBSD, NetBSD Linux evtl. spez. Linux-Distributionen Kriterien: Siehe Auswahl der Software Qualität der Software (Menge der Sicherheitslücken/Meldungen) Wartbarkeit! Thomas Hildmann 29

30 Quelle: Thomas Hildmann 30

31 Die Auswahl von Topologie und Software überprüfen In regelmäßigen Abständen muss die Auswahl der Soft- und Hardware sowie der verwendeten Topologie überprüft und ggf. angepaßt werden. Das Internet verändert sich, ebenso die Angriffe und Bedrohungen. Merke 8 Sicherheit ist kein Produkt, sondern ein Prozess! Thomas Hildmann 31

32 2. Erstellen einer Security Policy Merke 9 Eine Firewall kann nur so sicher sein, wie die Sicherheitspolitik, die sie umsetzt! Thomas Hildmann 32

33 Darstellen der Netzinfrastruktur Zunächst sollte die aktuelle Netzwerktopologie festgestellt werden. Anhand der umzusetzenden Politik muss die Topologie dann angepasst werden. Evtl. müssen verschiedene Topologien zunächst theoretisch erprobt und revidiert werden. Als Werkzeug kann hier z.b. Dia verwendet werden. Thomas Hildmann 33

34 Informelle Darstellung der Policy LAN Bastion DMZ Internet LAN * SSH, WWW, NNTP SSH, WWW - IRC, FTP, DNS SMTP, POP3 Bastion - * - SSH, WWW, NNTP IRC, FTP DMZ - WWW, FTP, DNS * - Internet - - SMTP, WWW * Thomas Hildmann 34

35 Formale Beschreibung der Paketfilterregeln # don t allow anyone to spoof non-routeable addresses block in quick on fxp0 inet from { /8, /16, \ /12, /8 } to any block out quick on fxp0 inet from any to { /8, /16, \ /12, /8 } # only allow our administration machine to connect via ssh pass in quick on fxp0 inet proto tcp from /32 to any port 22 # allow others to use http and https pass in quick on fxp0 inet proto tcp from any to any port 80 pass in quick on fxp0 inet proto tcp from any to any port 443 # finally lock the rest down with a default deny block in quick on fxp0 from any to any # and let out-going traffic out pass out on fxp0 from any to any Thomas Hildmann 35

36 Vorlagen, Richtlinien, Hilfen BSI GSHB deutsch/menue.htm Datensicherheit TU Berlin http: //www.datensicherheit.tu-berlin.de/ Regelungen etc. tu-berlin.de/info/regelungen.shtml Thomas Hildmann 36

37 Protokolle und Protokollfallen ssh, sftp, usw. (Port 22) www (besser über Proxy, 80 und 443!) Mail: smtp (25), pop3 (110, 995), imap (143, 993) ftp (FW-Nightmare, Proxy!) irc, icq,... (Bastion, Proxy,???) telnet, rlogin,... (pfui-bah!) /etc/services gibt Auskunft über Ports, Snort Port-Database gibt Auskunft über Probleme. Thomas Hildmann 37

38 3. Implementierung Wir erzeugen unsere eigenen Firewallregeln und starten das Script. Wir testen Squid als Beispiel für einen Application-Level-Proxy. modprobe ip_conntrack modprobe ip_conntrack_ftp modprobe ip_nat_ftp echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward Thomas Hildmann 38

39 Squid als Proxy http_access allow manager localhost http_access deny manager http_access deny!safe_ports http_access deny CONNECT!SSL_ports # # INSERT YOUR OWN RULE(S) HERE TO ALLOW ACCESS FROM YOUR CLIENTS # http_access allow local http_access deny all Thomas Hildmann 39

40 4. Firewalls testen Erster Test sollte immer nmap sein Nessus gibt genauere Auskünfte logwatch beobachtet Logfiles Die Logfiles sollte man stets im Auge haben und regelmäßige Tests mit aktuellen Versionen von nmap und Nessus durchführen. Merke 10 Sicherheit ist kein Produkt, sondern ein Prozess! Thomas Hildmann 40

41 5. Intrusion Detection Systems (IDS) Richtig gute Intrusion Detection gibts es mit dem LIDS-Projekt. Für OpenBSD gibt es verschiedene IDS-Lösungen. Mindestens sollte man ein Tool, wie Tripwire benutzen. Über aktuelle Angriffe geben die Logfiles und Snort Auskunft. Thomas Hildmann 41

42 Snort Zeichnet vermeintliche Angriffe gegen ein System Anhand von Mustererkennungen auf. Besitzt Schnittstellen zu verschiedenen Datenbanken oder dem Unix-Syslog für die Aufzeichnung. Sinnvoll in Kombination mit Programmen, die auf Logeinträge reagieren können bzw. mit einem dedizierten Logserver. Thomas Hildmann 42

43 # snort.conf output alert_syslog: LOG_AUTH LOG_ALERT preprocessor defrag preprocessor http_decode: preprocessor minfrag: 128 var HOME_NET /24 var EXTERNAL_NET /16 var DNS_SERVER /32 preprocessor portscan: $HOME_NET 4 3 /var/log/portscan.log preprocessor portscan-ignorehosts: $DNS_SERVER include /etc/snort/backdoor-lib include /etc/snort/ddos-lib include /etc/snort/finger-lib include /etc/snort/ftp-lib include /etc/snort/misc-lib include /etc/snort/netbios-lib... Thomas Hildmann 43

44 /var/log/portscan.log zeigt nach einem nmap-scan: Jul Jul Jul Jul Jul :52: : > :53 UDP 2 22:52: : > :4444 SYN ******S* 2 22:52: :3127 -> :622 SYN ******S* 2 22:52: : > :1503 SYN ******S* 2 22:52: : > :222 SYN ******S* /var/log/messages zeigt:... Jul 2 22:50:28 aventuria snort: spp_portscan: portscan status from : 679 connections across 1 hosts: TCP(679), UDP(0) Jul 2 22:50:33 aventuria snort: spp_portscan: portscan status from : 6 connections across 1 hosts: TCP(6), UDP(0)... Thomas Hildmann 44

45 Tripwire Integritätsprüfung des Dateisystems mittels Datenbank mit Checksummen. Geprüft wird auf Datei-Inhalt aber auch über Datei-Attribute Vorgehen: Initialisierung (tripwire initialize) Integritätstest (tripwire) Update nach Administration (tripwire update path) Interaktive Überprüfung und Aktualisierung (tripwire interactive) Thomas Hildmann 45

46 Thomas Hildmann 46

47 Beispiel tw.conf / R!/proc!/var!/root /root/bin!/dev!/tmp!/etc/mtab!/etc/ntp.drift!/etc/ld.so.cache!/etc/snmpd.agentinfo!/etc/ssh_random_seed!/etc/mail/sendmail.st Thomas Hildmann 47

48 6. Ausblicke Wir wissen, was wir nicht wissen. Wir müssen uns auf dem Laufenden halten. Zusammenstellung von weiterführender Literatur Weitere Veranstaltungen Thomas Hildmann 48

49 Die Pflege Cert Dienste des DFN-Cert Bugtraq-Mailingliste IT-Nachrichten Ferner sollten die jeweiligen Hersteller-Mailinglisten abonniert werden und regelmäßig deren Webseiten besucht werden. Thomas Hildmann 49

50 Literatur DFN-Cert FW-Workshop team/ue/fw/workshop/workshop.html BSI Grundschutzhandbuch gshb/deutsch/menue.htm Firewallhandbuch Linux little-idiot.de/firewall/zusammen.html OpenBSD Packet Filter HOWTO http: //www.inebriated.demon.nl/pf-howto/ Sammlung von OpenBSD PF-Links Thomas Hildmann 50

51 Netfilter (IP-Tables) Documentation http: //netfilter.samba.org/documentation/ Tripwire-Artikel, Linux-Magazin 2001/01/tripwire/tripwire.html, 2001/02/tripwire/tripwire.html, 2001/03/Tripwire/tripwire.html Snort und Nmap, Linux-Magazin 2000/12/SnortNmap/SnortNmap.html Anonymous, Hacker s Guide - Sicherheit im Internet und im Thomas Hildmann 51

52 lokalen Netz, Markt und Technik 1999 Wes Sonnenreich and Tom Yates, Building Linux and OpenBSD Firewalls, Wiley 2000 Verschiedene Sicherheitsthemen OpenBSD Security-Updates FreeBSD Security-Updates security/security.html NetBSD Security-Updates SuSE-Linux Security-Updates Thomas Hildmann 52

53 us/support/security/index.html RedHat-Linux Security-Updates com/apps/support/errata/index.html Debian-Linux Security-Updates Microsoft Windows 2000 Security-Updates microsoft.com/windows2000/downloads/ Microsoft Windows 98 Security-Updates downloads/corporate.asp Lisa Gill, How Teens Still Hack Million-Dollar Security Systems, NewsFactor Network, April 2002, Thomas Hildmann 53

54 newsfactor.com/perl/story/17371.html Ellen Messmer, Honeynet looks to sting hackers, April 2002, 0422apps.html Bruce Schneier, Secret & Lies - IT-Sicherheit in einer vernetzten Welt, dpunkt.verlag, 2001 Hardening HowTos, Harden/howto.gwif.html Thomas Hildmann 54

55 Weitere Veranstaltungen Wer bezügl. OpenBSD auf den Geschmack gekommen ist, sei auf folgende Veranstaltung hingewiesen: it4obsd02.htm Thomas Hildmann 55

56 Annotations This presentation was 100% Mircrosoft free! Verwendete Programme: L A T E X 2ɛ / PDFL A T E X Linux 2.4 XEmacs 21.1 Dia 0.86 Gimp GNU Make 3.79 GNU Plot 3.7 Thomas Hildmann 56

57 Danksagung Vielen Dank an die lieben Lektoren Tanja Wittke, Oliver Brandmüller und Wolfgang Hildmann, die die Folien inhaltlich und sprachlich auch zu später Stunde und sehr spontan bearbeitet haben! Meinen Dank auch noch mal an Uwe Müller, der mich zu dieser Tat angestiftet hat und mir die komplette Bürokratie vom Hals gehalten hat, damit ich mich auf den Inhalt konzentrieren konnte. Meinen Dank an das gesamte IT-Security Team des PRZ TU-Berlin für die fachlichen Diskussionen, Anregungen und das Entsetzen zur richtigen Zeit. Thomas Hildmann 57

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