Firewalls Hager Björn Wegenast Jakob Zagovic Vahid

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1 Firewalls Hager Björn Wegenast Jakob Zagovic Vahid 1

2 Überblick Was sind Firewalls? Firewall-Arten Filtertechnologien - Überblick Paketfilter Statefull Packet Inspection Deep Packet Inspection (DPI) statischer vs. dynamischer Filter Proxyfilter Contentfilter Demilitarized Zone(DMZ) Bastion Host Topologien Praxisbeispiel 2

3 Was sind Firewalls? Definition: Eine Firewall ist eine Software oder Hardware, welche die aus dem Internet oder einem Netzwerk eingehenden Daten überprüft und dann je nach den gewählten Einstellungen blockiert oder zum Computer gelangen lässt. 3

4 Was macht eigentlich eine Firewall? Austausch von Datenpaketen, die mit einer Quell-Portnummer kommen und eine Ziel-Portnummer ansteuern Oft eigenständige Hardwaregeräte Zugriffssteuerungsmechanismus; Unbefugten wird der Zugriff auf das interne Netzwerk verweigert Schaffung von sicheren Subnetzen (z.b. für die Entwicklungsabteilung) Anwendungen, denen kein Zugriff gestattet werden soll, stehen auf der schwarzen Liste (Blacklisting) 4

5 Aufgaben Umfassende Kontrolle des Internet-Verkehrs Alarm bei unzulässigen Aktionen Schutz der Privatsphäre Bidirektionale Absicherung aller Verbindungen 5

6 Firewall-Arten Firewalls werden in zwei Arten eingeteilt: Personal Firewall (Desktop Firewall) Externe Firewall (Hardware Firewall) 6

7 Personal Firewall eine lokal auf dem Computer installierte Firewallsoftware Verhindern von ungewolltem Netzwerkzugriff nach außen und auf den eigenen Rechner Verfügen oft über einen Content-Filter meist automatische Updates Bieten einen Stealth-Modus 7

8 Personal Firewall als Schutzmaßnahme Schutz vor Angriffen von außen Schutz vor Angriffen von innen Stealth-Modus 8

9 Externe Firewall Wird auch als Hardwarefirewall bezeichnet Haben keine Befugnisse auf den lokalen PC Beispielhaft: Firewall in einem Router 9

10 Firewall Grenzen Eine Firewall bietet keinen 100%-igen Schutz Angriffe aus dem internen Netz Social Engineering Viren Eine Firewall sollte immer in Kombination mit weiterer Sicherheits- Hardware und -Software verwendet werden 10

11 Filtertechnologien - Überblick Paketfilter Statefull Packet Inspection Proxyfilter Contentfilter 11

12 Paketfilter Typ des Pakets IP-Adresse des Absenders IP-Adresse des Ziels Portnummer Absender Portnummer Ziel Flags im TCP-Header Regelwerk 12

13 Konfiguration von Paketfiltern Strategie - Verbiete alles, was nicht explizit erlaubt ist 13

14 Statefull Packet Inspection dynamische Filtertechnik Funktionsweise Statefull Inspection bei UDP Statefull Inspection bei FTP 3. Schicht des OSI-Modells 14

15 statischer vs. dynamischer Filter 1 Merkmal statischer Filter dynamischer Filter Charakteristik zustandslos zustandsbehaftet Möglichkeiten UDP Möglichkeiten TCP Richtung erstes Paket nicht unterscheidbar gefälschte TCP-Segmente nicht erkannt Richtung erstes Paket unterscheidbar gefälschte TCP-Segmente erkannt 15

16 statischer vs. dynamischer Filter 2 Merkmal statischer Filter dynamischer Filter Umsetzung einfach kompliziert Hardware Anforderungen gering Anforderungen höher Redundanz einfach realisierbar schwierig realisierbar 16

17 Grenzen von Paketfiltern keine benutzer- oder anwendungsspezifische Filterung Verwendung von Transportprotokollinformation zur Applikationsidentifikation Applikationen mit variablen Portnummern Protocol Tunneling und Verschlüsselung 17

18 Deep Packet Inspection (DPI) zusätzlich wird auf content zugegriffen hilfreich gegen Spam, DOS, Viren, zur Kontrolle allgemein Firewall erkennt etwa Dateityp Application Layer(OSI-Schicht 7) Zensur 18

19 Proxyfilter auch Application Gateway auf Applikationsebene(OSI-Schicht: 7) verbirgt Adressen der Kommunikationspartner 19

20 Funktionsweise Proxy allgemein 1 Kommunikationsschnittstelle in Netzwerk Vermittler, der Anfragen entgegennimmt, um dann über eigene Adresse Verbindung herzustellen Verbindungsglied zwischen unterschiedlichen Netzwerken Verbindung selbst dann, wenn eine direkte Verbindung nicht möglich ist Unterschied zu NAT: führt und beeinflusst Kommunikation 20

21 Funktionsweise Proxy allgemein 2 Zweck manchmal: Zwischenspeicher zur Geschwindigkeitsoptimierung kann auf ein bestimmtes Kommunikationsprotokoll spezialisiert sein wie z. B. HTTP oder FTP kann die Daten zusammenhängend analysieren, Anfragen filtern und bei Bedarf beliebige Anpassungen vornehmen kann entscheiden, ob und in welcher Form die Antwort des Ziels an den tatsächlichen Client weitergereicht werden 21

22 Proxy als Firewall Applikation-Level-Gateway(ALG) OSI-Schicht 7 Beschränkung der Kommunikationspartner und der Applikationsfunktionen Benutzerspezifische Regeln Überprüfen von Inhalten keine direkten Verbindungen von Sender u. Empfänger Logging auf Applikationsebene 22

23 Proxy als Firewall - Nachteile ALGs stark anwendungsspezifisch Größere Exposition für Angriffe 23

24 Contentfilter Form eines Proxyfilters wertet Nutzdaten einer Verbindung aus z.b. um ActiveX oder JavaScript zu filtern sperren von unerwünschten Websiten auf Grund von Schlüsselworten einfache Contentfilter vs. intelligente Contentfilter 24

25 Demilitarized Zone(DMZ) physische oder logisches Subnetzwerk beinhaltet Information, die öffentlich erreicht werden muss Sinn: auf sicherer Basis Infos dem WAN und LAN zur Verfügung zu stellen Isolation gegenüber LAN und WAN Verbindungsaufbau nur von LAN zu DMZ, nicht umgekehrt 25

26 Bastion Host exponierter Rechner gut abgesichert kann verschieden Aufgaben übernehmen(z.b. Proxy) 26

27 Screened Subnet Firewall(DMZ - mehrstufiger Aufbau) Aufbau mit zweistufigem Firewall-Konzept 2 Paketfilter Bastion Host dazwischen DMZ 27

28 Screened host firewalls(single-homed bastion host) Datenverkehr aus dem Internet nur über Bastion Host Datenverkehr aus dem internen Netz mit der IP des Bastion Host nur ins Internet Kein Traffic aus dem Internen Netz direkt ins Internet 28

29 Screened host firewalls(dual-homed bastion host) Bastion Host hat 2 Netzwerkkarten: 1 x intern, 1 x extern bei erfolgreichem Angriff auf Router bleibt internes Netzwerk erhalten 29

30 Literatur Martin Kappes (2013): Netzwerk- und Datensicherheit; Ralf Spenneberg (2011): Linux-Firewalls; Peter B. Kraft (2014): Network Hacking; Harald Zisler (2012): Computer-Netzwerke; Rüdiger Schreiner (2014): Computernetzwerke; Andreas G. Lessig (2006) Linux-Firewalls: ein praktischer Einstieg ; Stefan Strobel (1999): Firewalls : Einführung, Praxis, Produkte; Andrew S. Tanenbaum (2003): Computernetzwerke;

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