WEB网络安全与防火墙技术

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随着网络的逐步普及，网络安全已成为INTERNET路上事实上的焦点，它关系着INTERNET的进一步发展和普及，甚至关系着INTERNET的生存。可喜的是我们那些互联网专家们并没有令广大INTERNET用户失望，网络安全技术也不断出现，使广大网民和企业有了更多的放心，下面就网络安全中的主要技术作一简介，希望能为网民和企业在网络安全方面提供一个网络安全方案参考。
一、杀毒软件技术
    杀毒软件肯定是我们见的最多，也用得最为普遍的安全技术方案，因为这种技术实现起来最为简单，但我们都知道杀毒软件的主要功能就是杀毒，功能十分有限，不能完全满足网络安全的需要。这种方式对于个人用户或小企业或许还能满足需要，但如果个人或企业有电子商务方面的需求，就不能完全满足了。可喜的是随着杀毒软件技术的不断发展，现在的主流杀毒软件同时对预防木马及其它的一些黑客程序的入侵。还有的杀毒软件开发商同时提供了软件防火墙，具有了一定防火墙功能，在一定程度上能起到硬件防火墙的功效，如KV300、金山防火墙、Norton防火墙等。
二、 防火墙技术
　　“防火墙”是一种形象的说法, 其实它是一种由计算机硬件和软件的组合, 使互联网与内部网之间建立起一个安全网关( scurity gateway), 从而保护内部网免受非法用户的侵入，它其实就是一个把互联网与内部网（通常这局域网或城域网）隔开的屏障。
　　防火墙如果从实现方式上来分，又分为硬件防火墙和软件防火墙两类，我们通常意义上讲的硬防火墙为硬件防火墙，它是通过硬件和软件的结合来达到隔离内、外部网络的目的，价格较贵，但效果较好，一般小型企业和个人很难实现；软件防火墙它是通过纯软件的方式来达到，价格很便宜，但这类防火墙只能通过一定的规则来达到限制一些非法用户访问内部网的目的。现在软件防火墙主要有天网防火墙个人及企业版，Norton的个人及企业版软件防火墙，还有许多原来是开发杀病毒软件的开发商现在也开发了软件防火墙，如KV系列、KILL系列、金山系列等。
硬件防火墙如果从技术上来分又可分为两类, 即标准防火墙和双家网关防火墙。标准防火墙系统包括一个UNIX工作站, 该工作站的两端各接一个路由器进行缓冲。其中一个路由器的接口是外部世界, 即公用网; 另一个则连接内部网。标准防火墙使用专门的软件, 并要求较高的管理水平, 而且在信息传输上有一定的延迟。双家网关 (dual home gateway) 则是标准防火墙的扩充, 又称堡垒主机(bation host) 或应用层网关(applications layer gateway), 它是一个单个的系统, 但却能同时完成标准防火墙的所有功能。其优点是能运行更复杂的应用, 同时防止在互联网和内部系统之间建立的任何直接的边界,可以确保数据包不能直接从外部网络到达内部网络, 反之亦然。
　　随着防火墙技术的发展, 双家网关的基础上又演化出两种防火墙配置, 一种是隐蔽主机网关方式, 另一种是隐蔽智能网关( 隐蔽子网)。隐蔽主机网关是当前一种常见的防火墙配置。顾名思义, 这种配置一方面将路由器进行隐蔽, 另一方面在互联网和内部网之间安装堡垒主机。堡垒主机装在内部网上, 通过路由器的配置, 使该堡垒主机成为内部网与互联网进行通信的唯一系统。目前技术最为复杂而且安全级别最高的防火墙是隐蔽智能网关, 它将网关隐藏在公共系统之后使其免遭直接攻击。隐蔽智能网关提供了对互联网服务进行几乎透明的访问, 同时阻止了外部未授权访问对专用网络的非法访问。一般来说, 这种防火墙是最不容易被破坏的。
三、 文件加密和数字签名技术
　　与防火墙配合使用的安全技术还有文件加密与数字签名技术，它是为提高信息系统及数据的安全性和保密性, 防止秘密数据被外部窃取、侦听或破坏所采用的主要技术手段之一。随着信息技术的发展, 网络安全与信息保密日益引起人们的关注。目前各国除了从法律上、管理上加强数据的安全保护外, 从技术上分别在软件和硬件两方面采取措施, 推动着数据加密技术和物理防范技术的不断发展。按作用不同, 文件加密和数字签名技术主要分为数据传输、数据存储、数据完整性的鉴别以及密钥管理技术四种。
1、数据传输加密技术
　　目的是对传输中的数据流加密, 常用的方针有线路加密和端对端加密两种。前者侧重在线路上而不考虑信源与信宿, 是对保密信息通过各线路采用不同的加密密钥提供安全保护。后者则指信息由发送者端通过专用的加密软件，采用某种加密技术对所发送文件进行加密,把明文（也即原文）加密成密文（加密后的文件，这些文件内容是一些看不懂的代码）， 然后进入TCP/IP数据包封装穿过互联网, 当这些信息一旦到达目的地, 将由收件人运用相应的密钥进行解密, 使密文恢复成为可读数据明文。目前最常用的加密技术有对称加密技术和非对称加密技术，对称加密技术是指同时运用一个密钥进行加密和解密，非对称加密方式就是加密和解密所用的密钥不一样，它有一对密钥，称为“公钥”和“私钥”两个，这两上密钥必须配对使用，也就是说用公钥加密的文件必须用相应人的么钥才能解密，反之亦然。
2、数据存储加密技术
　　这种加密技术的目的是防止在存储环节上的数据失密, 可分为密文存储和存取控制两种。前者一般是通过加密法转换、附加密码、加密模块等方法实现;如上面提到的PGP加密软件，它不光可以为互联网上通信的文件进行加密和数字签名，还可以对本地硬盘文件资料进行加密，防止非法访问。这种加密方式不同于OFFICE文档中的密码保护，用加密软件加密的文件在解密前内容都会作一下代码转换，把原来普通的数据转变成一堆看不懂的代码，这样就保护了原文件不被非法阅读、修改。后者则是对用户资格、权限加以审查和限制, 防止非法用户存取数据或合法用户越权存取数据，这种技术主要应用于NT系统和一些网络操作系统中，在系统中可以对不同工作组的用户赋予相应的权限以达到保护重要数据不被子非常访问。
3、数据完整性鉴别技术
　　目的是对介入信息的传送、存取、处理的人的身份和相关数据内容进行验证, 达到保密的要求, 一般包括口令、密钥、身份 、数据等项的鉴别, 系统通过对比验证对象输入的特征值是否符合预先设定的参数, 实现对数据的安全保护。这种鉴别技术主要应用于大型的数据库管理系统中，因为一个单位的数据通常是一个单位的命脉，所以保护好公司数据库的安全通常是一个单位网管、甚至到一把手的最重要的责任。数据库系统会根据不同用户设置不同访问权限，并对其身份及权限的完整性进行严格识别。
4、 密钥管理技术
　　上面我讲到了数据的加密技术通常是运用密钥对数据进行加密，这就涉及了一个密钥的管理方面，因为用加密软件进行加密时所用的密钥通常不是我们平常所用的密码那么仅几位，至多十几位数字或字母，一般情况这种密钥达64bit，有的达到128bit，我们一般不可能完全用脑来记住这些密钥，只能保存在一个安全的地方，所以这就涉及到了密钥的管理技术。密钥的保存媒体通常有: 磁卡、磁带、磁盘、半导体存储器等，但这些都可能有损坏或丢失的危险，所以现在的主流加密软件都采取第三方认证（这第三方可以是个人，也可以是公证机关）或采用随机密钥来弥补人们记忆上的不足，还是如PGP加密软件，不过现在的WIN2K系统以及其它一些加密软件都在慢慢地往这个方向发展。有关这些方面同样可以参考我的稿件《文件加密与数字签名》、《加密技术的方方面面》。
四、 加密技术在智能卡上的应用
　　与数据加密技术紧密相关的另一项技术则是智能卡技术。所谓智能卡就是密钥的一种媒体, 一般就像信用卡一样, 由授权用户所持有并由该用户赋予它一个口令或密码字。该密码与内部网络服务器上注册的密码一致。当口令与身份特征共同使用时, 智能卡的保密性能还是相当有效的。这种技术比较常见，也用得较为广泛，如我们常用的IC卡、银行取款卡、智能门锁卡等等。什么是应用安全呢？应用安全就是对网络应用的安全保障，这些应用包括：信用卡号码、机密资料、用户档案等信息。那么什么是保护这些应用不受恶意攻击的困难所在呢？，在我们看来这些应用最薄弱的环节是通过网络防火墙上的端口80（主要用于HTTP）和端口443（用于SSL）时受到的攻击。那么防火墙怎么对这些攻击进行发现及封阻呢？ 下文总结了八项应用安全技术，全文如下：
　　深度数据包处理
　　深度数据包处理有时被称为深度数据包检测或者语义检测，它就是把多个数据包关联到一个数据流当中，在寻找攻击异常行为的同时，保持整个数据流的状态。深度数据包处理要求以极高的速度分析、检测及重新组装应用流量，以避免给应用带来时延。下面每一种技术代表深度数据包处理的不同级别。
　　TCP/IP终止
　　应用层攻击涉及多种数据包，并且常常涉及多种请求，即不同的数据流。流量分析系统要发挥功效，就必须在用户与应用保持互动的整个会话期间，能够检测数据包和请求，以寻找攻击行为。至少，这需要能够终止传输层协议，并且在整个数据流而不是仅仅在单个数据包中寻找恶意模式。
　　SSL终止
　　如今，几乎所有的安全应用都使用HTTPS确保通信的保密性。然而，SSL数据流采用了端到端加密，因而对被动探测器如入侵检测系统（IDS）产品来说是不透明的。为了阻止恶意流量，应用防火墙必须终止SSL，对数据流进行解码，以便检查明文格式的流量。这是保护应用流量的最起码要求。如果你的安全策略不允许敏感信息在未加密的前提下通过网络传输，你就需要在流量发送到Web服务器之前重新进行加密的解决方案。
URL过滤
　　一旦应用流量呈明文格式，就必须检测HTTP请求的URL部分，寻找恶意攻击的迹象，譬如可疑的统一代码编码（unicode encoding）。对URL过滤采用基于特征的方案，仅仅寻找匹配定期更新的特征、过滤掉与已知攻击如红色代码和尼姆达有关的URL，这是远远不够的。这就需要一种方案不仅能检查RUL，还能检查请求的其余部分。其实，如果把应用响应考虑进来，可以大大提高检测攻击的准确性。虽然URL过滤是一项重要的操作，可以阻止通常的脚本少年类型的攻击，但无力抵御大部分的应用层漏洞。
　　请求分析
　　全面的请求分析技术比单单采用URL过滤来得有效，可以防止Web服务器层的跨站脚本执行（cross-site scripting）漏洞和其它漏洞。全面的请求分析使URL过滤更进了一步：可以确保请求符合要求、遵守标准的HTTP规范，同时确保单个的请求部分在合理的大小限制范围之内。这项技术对防止缓冲器溢出攻击非常有效。然而，请求分析仍是一项无状态技术。它只能检测当前请求。正如我们所知道的那样，记住以前的行为能够获得极有意义的分析，同时获得更深层的保护。
　　用户会话跟踪
　　更先进的下一个技术就是用户会话跟踪。这是应用流量状态检测技术的最基本部分：跟踪用户会话，把单个用户的行为关联起来。这项功能通常借助于通过URL重写（URL rewriting）来使用会话信息块加以实现。只要跟踪单个用户的请求，就能够对信息块实行极其严格的检查。这样就能有效防御会话劫持（session-hijacking）及信息块中毒（cookie-poisoning）类型的漏洞。有效的会话跟踪不仅能够跟踪应用防火墙创建的信息块，还能对应用生成的信息块进行数字签名，以保护这些信息块不被人篡改。这需要能够跟踪每个请求的响应，并从中提取信息块信息。
响应模式匹配
　　响应模式匹配为应用提供了更全面的保护：它不仅检查提交至Web服务器的请求，还检查Web服务器生成的响应。它能极其有效地防止网站受毁损，或者更确切地说，防止已毁损网站被浏览。对响应里面的模式进行匹配相当于在请求端对URL进行过滤。响应模式匹配分三个级别。防毁损工作由应用防火墙来进行，它对站点上的静态内容进行数字签名。如果发现内容离开Web服务器后出现了改动，防火墙就会用原始内容取代已毁损页面。至于对付敏感信息泄露方面，应用防火墙会监控响应，寻找可能表明服务器有问题的模式，譬如一长串Java异常符。如果发现这类模式，防火墙就会把它们从响应当中剔除，或者干脆封阻响应。
　　采用“停走”字（‘stop and go’word）的方案会寻找必须出现或不得出现在应用生成的响应里面的预定义通用模式。譬如说，可以要求应用提供的每个页面都要有版权声明。
　　行为建模
　　行为建模有时称为积极的安全模型或“白名单”（white list）安全，它是唯一能够防御最棘手的应用漏洞——零时间漏洞的保护机制。零时间漏洞是指未写入文档或“还不知道”的攻击。对付这类攻击的唯一机制就是只允许已知是良好行为的行为，其它行为一律禁止。这项技术要求对应用行为进行建模，这反过来就要求全面分析提交至应用的每个请求的每次响应，目的在于识别页面上的行为元素，譬如表单域、按钮和超文本链接。这种级别的分析可以发现恶意表单域及隐藏表单域操纵类型的漏洞，同时对允许用户访问的URL实行极其严格的监控。行为建模是唯一能够有效对付全部16种应用漏洞的技术。行为建模是一种很好的概念，但其功效往往受到自身严格性的限制。某些情况譬如大量使用JavaScript或者应用故意偏离行为模型都会导致行为建模犯错，从而引发误报，拒绝合理用户访问应用。行为建模要发挥作用，就需要一定程度的人为干预，以提高安全模型的准确性。行为自动预测又叫规则自动生成或应用学习，严格说来不是流量检测技术，而是一种元检测（meta-inspection）技术，它能够分析流量、建立行为模型，并且借助于各种关联技术生成应用于行为模型的一套规则，以提高精确度。行为建模的优点在于短时间学习应用之后能够自动配置。保护端口80是安全人员面临的最重大也是最重要的挑战之一。所幸的是，如今已出现了解决这一问题的创新方案，而且在不断完善。如果在分层安全基础设施里面集成了能够封阻16类应用漏洞的应用防火墙，你就可以解决应用安全这一难题.