Aufgaben einer Firewall. Firewalls. Firewall-Arten. Hardwarebasierte Firewalls. Eine Firewall überwacht den sie durchquerenden Datenverkehr.

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1 Aufgaben einer Firewall Eine Firewall überwacht den sie durchquerenden Datenverkehr. Firewalls Dabei entscheidet die Firewall anhand vorher festgelegter Regeln, ob bestimmte Datenpakete durchgelassen werden oder nicht. allgemein, im Lehrstuhlbereich und für Laborrechner Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 2 Firewall-Arten - Personal Firewalls Hardwarebasierte Firewalls Firewall hostbasiert, als Software auf dem Rechner installiert, um Zugriffe auf bestimmte, auf dem Rechner installierte, Anwendungen zu verbieten oder zu gestatten LAN1 LAN2 - Hardware-basierte Firewalls zum Schutz von Netzwerken (LANs), Netzwerksegmenten oder einzelner Rechner Notwendig sind: - Mindestens 2 physikalische Netzwerk-Interfaces - Regelsätze, nach denen die Durchleitung/Blockierung der Datenpakete erfolgt Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 4

2 Hardwarebasierte Firewalls Abschirmung des LANs der Uni Für LANs Für LAN-Segmente z.b. Cisco ASA 5580 LAN der Universität Bayreuth X-Win/ Internet z.b. GeNUScreen 300S Linux-Rechner mit 2 NICs Für kleine Teilnetze/einzelne Rechner PIX (Stateful Inspection Firewall) Eingangs- Router (Packet- Filter Firewall) DFN-Router z.b. Linksys Broadband Firewall Router Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 6 Packet-Filter-Firewalls arbeiten auf der Basis von Access-Listen Filterregeln für Quell- oder Destination IPs Beispiel: access-list 2 deny host access-list 2 permit access-list 2 deny access-list 2 deny any Filterregeln für Protokolle TCP, UDP mit Portangabe sowie Quell-IP- und Ziel-IP-Angaben Beispiel: access-list 114 permit tcp any eq http access-list 114 permit tcp any established Aktivieren einer ACL: Die ACL wird einem Interface und einer Richtung zugeteilt Arbeitsweise der ACLs Ausgangssituation: Ein Daten-Paket kommt an einem Interface an Vergleich der Angaben im Daten-Paket mit den Regelsätzen der ACL Zeile für Zeile, von oben nach unten Sobald eine angegebene Bedingung einer Zeile zutrifft, wird die angegebene Aktion mit dem Datenpaket ausgeführt: permit das Daten-Packet wird durchgelassen deny das Daten-Packet wird verworfen Sobald eine Aktion mit dem Daten-Paket durchgeführt wurde, ist die Abarbeitung der Access-Liste für dieses Paket beendet Wurde die gesamte ACL durchgearbeitet, ohne dass eine der Bedingungen zugetroffen hätte, so wird das Daten-Paket ebenfalls verworfen (implizites deny am Ende einer ACL) Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 8

3 Vor- / Nachteile von Packet- Filter-Firewalls + Einfache Regelsätze (permit / deny) - Implementierung und Wartung können sehr komplex werden + Kostengünstige Lösung für einen gewissen Grundschutz Stateful-Inspection Firewall Firewall LAN1 LAN2 + Wenig Beeinträchtigung der Netzwerkperformance - Keine Abwehr gegen bestimmte Angriffsarten - Bestimmte Arten von Diensten lassen sich mit Packet-Filter- Firewalls nicht handhaben Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 10 Stateful-Inspection Firewall 1. Client will auf einen vom Server angebotenen Dienst zugreifen Client LAN1 2. Die inbound ACL am Eingangsinterface wird dahingehend geprüft, ob für diese Art von Request eine permit-regel vorliegt. Firewall 5. Sobald die Verbindung durch den Client beendet wird, entfernt die Firewall den zugehörigen Eintrag aus der Stateful Flow Table sowie den dynamisch generierten ACL-Eintrag am LAN2- Interface 3. Die Firewall prüft, auf welche Art und Weise die Verbindungsanfrage in die Stateful Flow Table aufgenommen werden soll. LAN2 Server 4. Bei positiver Prüfung wird in die inbound ACL am Eingangsinterface dynamisch ein Eintrag hinzugefügt, der den Return-Traffic des Servers zum Client passieren lässt Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 11 Stateful Inspection Firewall Client LAN1 LAN2 Server Einträge in der Stateful Flow Table TCP: Quell-IP-Adresse, Quell-Port, Ziel-IP-Adresse, Zielport, Zustand, in dem sich die Verbindung befindet UDP: Quell-IP-Adresse, Quell-Port, Ziel-IP-Adresse, Zielport, Zeitfenster für die zu erwartenden Antworten Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 12

4 Vor- / Nachteile von Stateful Inspection Firewalls + Bessere Abwehrmöglichkeiten gegen Angriffe von außen aufgrund des Stateful Inspection Mechanismus (auch Connection-Tracking genannt) + Mit Stateful Inspection lassen sich auch die Dienste handhaben, die durch reine Access-Listen nicht behandelt werden können + U.a. Schutz gegen Spoofing und Denial-of-Service-Attacken, IP-Fragmentation-Angriffe - Kein Schutz gegen Angriffe auf der Anwendungsschicht z.b. vor Einschleusung von Schadcode (=> Application-Aware-Firewalls) Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 13 Stateful Inspection Firewall und Zonenkonzept LAN Zugriffe von einem höheren auf ein niedrigeres Sicherheitslevel sind erlaubt. inside security 100 DMZ outside security 0 dmz security 50 Internet = Zugriffsrichtung per Default blockiert, Ausnahmeregeln explizit definieren Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 14 Application Aware Firewalls (Proxy-Firewalls) Kann z.b. u.a. bei Webserver-Zugriffen (von innen nach außen) das Herunterladen von Skripts, Exploits, ActiveX-Steuerelementen, Viren, Trojanern unterbinden. Content-Filter-Firewalls Eine Application-Aware Firewall mittels der durch Konfiguration noch weitere spezielle Inhalte blockiert und damit vom Zugriff ausgeschlossen werden können, z.b. - Sperren unerwünschter Inhalte aufgrund von Schlüsselwörtern oder bestimmter Webseiten (URLs) - Unterdrücken von Filesharing-Applikationen - Unterdrücken von Instant Messaging Traffic - Unterdrücken von VoIP-Applikationen, wie z.b. Skype Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 16

5 Kriterien für den Einsatz von Firewalls für das LAN-Segment des Lehrstuhls Der Lehrstuhl übernimmt die Verantwortung für den Einsatz der Firewall und deren Betreuung Transparentes Firewall-Setup VLAN x VLAN x VLAN xz Transparente Firewall LAN der UniBT x.254 Die Firewall muss als transparente Firewall (bridging Firewall) arbeiten, d.h. das IP-Adressierungsschema kann trotz vorgeschalteter Firewall unverändert weiterverwendet werden LAN-Segment des Lehrstuhls x.y Die Firewall bildet eine Brücke (Bridge) zwischen dem LAN-Segment und dem Gateway-Interface des Routers. Auf alle Datenpakete, die die transparente Firewall durchqueren, können sowohl ACL- als auch Stateful-Inspection-Regeln angewandt werden Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 18 Address-Translation Firewall Auch als NAT-Firewall bekannt Einsatzgebiet am Lehrstuhl: Firewall für Laborrechner NAT-Firewall- Router a.b x.y Steuerungs- Rechner für Messapparatur LAN- Segment des Lehrstuhls = Zugriffsrichtung per Default blockiert, Ausnahmeregeln explizit definieren Dr. Heidrun Kolinsky / Dr. Herbert Thurn 19

6 Beispielkonfiguration einer lokalen Linksys-Firewall Aufruf des Setup 1. Auswahl des Internet- Ports auf Static IP 2. Eingabe der lokalen IP- Adresse 3. Eingabe des Hostnamens 4. Festlegung der privatenadresse der Firewall 5. Gegebenenfalls DHCP-Server hinter der Firewall aktivieren und privaten Adressbereich für die automatische Vergabe festlegen 6. Zeitzone festlegen, ggf. Zeitserver (NTP) definieren

7 Aktivierung der Portweiterleitung für Port 21 an die IP-Adresse Bei Bedarf können vordefinierte Ports oder zusätzliche Ports freigeschaltet werden, um gewisse Dienste hinter der Firewall verfügbar zu haben. Diese Portweiterleitung kann so eingestellt werden, dass bestimmte Anfragen über den Internetport an feste IP- Adressen durch die Firewall weitergeleitet werden können. Beispiel: Auf einem Messrechner darf aus vertraglichen Gründen keine zusätzliche Software installiert werden (z.b. keine Firewall, kein FTP-Server usw.). Trotzdem sollen von außen über den Internetport Messdaten abgeholt werden können.

8 Eine Möglichkeit dieses Problem zu lösen besteht z.b. darin, einen weiteren Rechner hinter die Firewall zu platzieren und auf diesen die gewünschten Dienste zu installieren. Die beiden Rechner hinter der Firewall kommunizieren mit Hilfe von systemeigener Software; z.b. Windowsfreigaben; d.h. der Messrechner gibt einen Ordner frei, den der Rechner auf dem der FTP-Server läuft als Netzlaufwerk verbindet. Der Zugriff auf die Messdaten erfolgt indirekt. Auf dem Messrechner wurde keine Zusatzsoftware installiert. Die Serveradresse des FTP-Servers wäre im obigen Beispiel die reguläre Adresse

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