Безопасность информационных систем

Межсетевой экран – инструмент реализации политики безопасности

Так как компьютерные системы разнородны (даже компьютеры одного типа и с одной операционной системой могут в соответствии с их назначением иметь различные конфигурации), то не имеет смысла осуществлять защиту каждого элемента системы в отдельности. Необходимо обеспечивать информационную безопасность для локальной сети в целом. Для этого используют межсетевые экраны (firewall или Брандма_́уэр).

Межсетевой экран – это средство разграничения доступа клиентов из одного множества к серверам из другого множества. Межсетевой экран выполняет свои функции, контролируя все информационные потоки между двумя множествами систем (Рис. 4).

Рис. 4. Межсетевой экран как средство разграничения доступа

В простейшем случае межсетевой экран состоит из двух механизмов. Первый ограничивает перемещение данных. Второй, наоборот, ему способствует, т. е. осуществляет перемещение данных. В более общем случае межсетевой экран удобно представлять себе как последовательность фильтров. Каждый из них может задержать (не пропустить) данные, а может и сразу «перебросить» их «на другую сторону». Допускается передача данных на следующий фильтр для продолжения анализа, или обработка данных от имени адресата и возврат результата отправителю (Рис. 5).

Рис. 5. Межсетевой экран как последовательность фильтров

Помимо функций разграничения доступа, межсетевые экраны осуществляют протоколирование информационных обменов.

Межсетевой экран не является симметричным, для него определены понятия «внутри» и «снаружи». При этом задача экранирования формулируется как защита внутренней области от враждебной внешней системы. Межсетевые экраны устанавливают для защиты локальной сети организации, имеющей выход в открытую среду, подобную Internet. Другой пример межсетевого экрана – устройство защиты порта, контролирующее доступ к коммуникационному порту компьютера независимо от всех прочих системных защитных средств.

Экранирование позволяет поддерживать доступность сервисов внутренней области, уменьшая или вообще ликвидируя нагрузку, индуцированную внешней активностью. Уменьшается уязвимость внутренних сервисов безопасности, поскольку первоначально сторонний злоумышленник должен преодолеть межсетевой экран, где защитные механизмы сконфигурированы особенно тщательно. Экранирующая система в отличие от универсальной может быть устроена более простым и, следовательно, более безопасным образом.

Экранирование дает возможность контролировать также информационные потоки, направленные во внешнюю систему или сеть, что способствует поддержанию режима конфиденциальности.

Чаще всего экран реализуют как сетевой сервис на третьем (сетевом), четвертом (транспортном) или седьмом (прикладном) уровнях семиуровневой эталонной модели OSI. В первом случае мы имеем экранирующий маршрутизатор, во втором – экранирующий транспорт, в третьем – экранирующий шлюз. Каждый подход имеют свои достоинства и недостатки; известны также гибридные экраны, где делается попытка объединить лучшие качества упомянутых подходов. Экранирующий маршрутизатор работает с отдельными пакетами данных, поэтому иногда его называют пакетным фильтром. Решения о том, пропустить или задержать данные, принимаются для каждого пакета данных независимо, на основании анализа полей заголовков сетевого и транспортного уровней, путем применения заранее заданной системы правил. Еще один важный компонент анализируемой информации – порт, через который пакет данных поступил в маршрутизатор.

Современные маршрутизаторы (продукты компаний Bay Networks или Cisco) позволяют связывать с каждым портом несколько десятков правил и фильтровать пакеты как на входе (при поступлении в маршрутизатор), так и на выходе. В качестве пакетного фильтра может использоваться и универсальный компьютер, снабженный несколькими сетевыми картами.

Основные достоинства экранирующих маршрутизаторов – дешевизна (на границе сетей маршрутизатор нужен практически всегда, дело лишь в том, чтобы задействовать его экранирующие возможности) и прозрачность для более высоких уровней модели OSI. Основной недостаток – ограниченность анализируемой информации и относительная слабость обеспечиваемой защиты.

Экранирующий транспорт позволяет контролировать процесс установления виртуальных соединений и передачу информации по ним. С точки зрения реализации экранирующий транспорт представляет собой довольно простую, а значит, надежную программу. Пример экранирующего транспорта – продукт TCP wrapper.