网络安全架构设计和网络安全设备的部署.ppt
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1、1,网络安全架构设计和网络安全设备的部署,2,主要内容,内网安全架构的设计与安全产品的部署安全扫描技术防火墙技术入侵检测技术IPSec VPN和SSL VPN技术,3,网络信息安全的基本问题,网络信息安全的基本问题保密性完整性可用性可控性可审查性最终要解决是使用者对基础设施的信心和责任感的问题。,4,网络与信息安全体系,要实施一个完整的网络与信息安全体系,至少应包括三类措施,并且三者缺一不可。社会的法律政策、规章制度措施技术措施审计和管理措施,5,网络安全设计的基本原则,要使信息系统免受攻击,关键要建立起安全防御体系,从信息的保密性,拓展到信息的完整性、信息的可用性、信息的可控性、信息的不可否
2、认性等。在进行计算机网络安全设计、规划时,应遵循以下原则:需求、风险、代价平衡分析的原则 综合性、整体性原则一致性原则易操作性原则适应性、灵活性原则多重保护原则,6,网络安全解决方案,网络安全解决方案的基本概念网络安全解决方案可以看作是一张有关网络系统安全工程的图纸,图纸设计的好坏直接关系到工程质量的优劣。总体来说,网络安全解决方案涉及安全操作系统技术、防火墙技术、病毒防护技术、入侵检测技术、安全扫描技术、认证和数字签名技术、VPN技术等多方面的安全技术。,7,一份好的网络安全解决方案,不仅仅要考虑到技术,还要考虑到策略和管理。技术是关键策略是核心管理是保证在整个网络安全解决方案中,始终要体现
3、出这三个方面的关系。,8,网络安全解决方案设计,9,安全需求分析,网络系统的总体安全需求是建立在对网络安全层次分析基础上的。对于基于TCP/IP协议的网络系统来说,安全层次是与TCP/IP协议层次相对应的。针对该企业网络的实际情况,可以将安全需求层次归纳为网络层安全和应用层安全两个技术层次,同时将在各层都涉及的安全管理部分单独作为一部分进行分析。,10,网络层需求分析,网络层安全需求是保护网络不受攻击,确保网络服务的可用性。保证同Internet互联的边界安全能够防范来自Internet的对提供服务的非法利用防范来自Internet的网络入侵和攻击行为的发生对于内部网络提供高于网络边界更高的安
4、全保护,11,应用层需求分析,应用层的安全需求是针对用户和网络应用资源的,主要包括:合法用户可以以指定的方式访问指定的信息;合法用户不能以任何方式访问不允许其访问的信息;非法用户不能访问任何信息;用户对任何信息的访问都有记录。,12,应用层要解决的安全问题包括,非法用户利用应用系统的后门或漏洞,强行进入系统用户身份假冒非授权访问数据窃取数据篡改数据重放攻击抵赖,13,网络安全解决方案,14,电子政务网络拓扑概述,15,电子政务网络拓扑详细分析,16,电子政务网络风险及需求分析,领导层子网,分支机构2,业务处室子网,公共处室子网,服务处室子网,直属人事机构处室子网,共享数据库子网,INTERNE
5、T,分支机构1,此人正试图进入网络监听并窃取敏感信息,分支机构工作人员正试图在领导层子网安装木马,分支机构工作人员正试图越权访问业务子网安装木马,非内部人员正试图篡改公共网络服务器的数据,17,电子政务网络内网基础网络平台安全,领导层子网,业务处室子网,公共处室子网,服务处室子网,直属人事机构处室子网,共享数据库子网,分支机构2,分支机构1,INTERNET,防火墙FW1,防火墙FW2,防火墙FW3,安全认证服务器,安全管理器,安全网关SG1,安全网关SG2,安全网关SG3,路由器,路由器,路由器,交换机,18,内网核心网络与各级子网间的安全设计,分支机构2,INTERNET,分支机构1,交换
6、机,安全网关SG1,安全网关SG2,安全网关SG3,路由器,路由器,路由器,安全管理器,安全认证服务器,19,内网网络漏洞扫描系统设计,分支机构2,INTERNET,分支机构1,交换机,安全网关SG1,安全网关SG2,安全网关SG3,路由器,路由器,路由器,安全管理器,安全认证服务器,网络漏洞扫描器,20,内网网络入侵检测系统设计,分支机构2,INTERNET,分支机构1,交换机,安全网关SG1,安全网关SG2,安全网关SG3,路由器,路由器,路由器,安全管理器,安全认证服务器,网络入侵检测探头,网络入侵策略管理器,21,电子政务外网基础平台安全设计,INTERNET,办公厅办公业务网(简称“
7、内网”),路由器,交换机,安全管理器,防火墙FW,物理隔离器(K1),E-MAIL服务器,WWW服务器,应用服务器,数据库服务器,22,外网网络漏洞扫描系统设计,INTERNET,办公厅办公业务网(简称“内网”),路由器,交换机,安全管理器,防火墙FW,物理隔离器(K1),E-MAIL服务器,WWW服务器,应用服务器,数据库服务器,网络漏洞扫描器,23,外网网络入侵检测系统设计,INTERNET,办公厅办公业务网(简称“内网”),路由器,交换机,安全管理器,物理隔离器(K1),E-MAIL服务器,WWW服务器,应用服务器,数据库服务器,网络漏洞扫描器,网络入侵检测探头,网络入侵策略管理器,防火
8、墙FW,24,外网WEB服务器安全设计,INTERNET,办公厅办公业务网(简称“内网”),路由器,交换机,安全管理器,物理隔离器(K2),E-MAIL服务器,WWW服务器,应用服务器,数据库服务器,防火墙FW,物理隔离器(K1),办公厅办公业务网(简称“内网”),政府系统办公业务资源网(简称“专网”),Web网站监测&自动修复系统,25,内网、外网和专网的隔离系统设计,INTERNET,办公厅办公业务网(简称“内网”),路由器,交换机,安全管理器,物理隔离器(K2),E-MAIL服务器,WWW服务器,应用服务器,数据库服务器,防火墙FW,物理隔离器(K1),办公厅办公业务网(简称“内网”),
9、政府系统办公业务资源网(简称“专网”),26,其它网络安全设备,拨号检测系统上网行为管理系统DDOS防御网关VPN网关防病毒网关,27,安全扫描技术,扫描目的查看目标网络中哪些主机是存活的(Alive)查看存活的主机运行了哪些服务WWWFTPEMAILTELNET查看主机提供的服务有无漏洞,28,IP扫描,IP扫描Ping SweepingPing使用ICMP协议进行工作,29,IP扫描,ICMP协议负责差错的报告与控制。比如目标不可达,路由重定向等等 ICMP报文格式类型域(type)用来指明该ICMP报文的类型代码域(code)确定该包具体作用,30,IP扫描,常用的ICMP报文Ping程
10、序使用ICMP Echo Request/Reply报文,31,端口扫描,端口Internet上主机间通讯总是通过端口发生的 端口是入侵的通道端口分为TCP端口与UDP端口因此,端口扫描可分类为TCP扫描UDP扫描,32,端口扫描,基本扫描用Socket开发TCP应用,服务器端,客户端,33,端口扫描,connect()函数int connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR*name,int namelen);当connect返回0时,连接成功基本的扫描方法即TCP Connect扫描优点实现简单可以用普通用户权限执行缺点容易被防火墙检测,也会目标应用
11、所记录,34,端口扫描,隐秘扫描,服务器端,客户端,connect,35,端口扫描,TCP的连接建立过程,客户机,服务器,36,端口扫描,SYN扫描,客户机,服务器,如果接收到SYN+ACK,表明服务器端口可连接,如果服务器端口打开,则返回SYN+ACK,如果服务器端口未打开,则返回RST,SYN+ACK,如果接收到RST,表明服务器端口不可连接,RST,37,端口扫描,SYN扫描的实现WinSock2接口Raw Sock方式,允许自定义IP包SockRaw=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);TCP包头标志位,38,端口扫描,SYN扫描的优缺点优点:一般不
12、会被目标主机所记录缺点:运行Raw Socket时必须拥有管理员权限,39,端口扫描,FIN扫描关闭TCP连接的过程,客户机,服务器,40,端口扫描,关闭一个并没有建立的连接,会产生以下情况对非连接FIN报文的回复TCP标准关闭的端口返回RST报文打开的端口忽略BSD操作系统与TCP标准一致其他操作系统均返回RST报文,41,TCP ACK扫描,扫描主机向目标主机发送ACK数据包。根据返回的RST数据包有两种方法可以得到端口的信息。方法一是:若返回的RST数据包的TTL值小于或等于64,则端口开放,反之端口关闭方法二是:若返回的RST数据包的WINDOW值非零,则端口开放,反之端口关闭,TCP
13、 ACK扫描建立连接成功,TCP ACK扫描建立连接成功,42,NULL扫描,扫描主机将TCP数据包中的ACK、FIN、RST、SYN、URG、PSH(接收端将数据转由应用处理)标志位置空后(保留的RES1和RES2对扫描的结果没有任何影响)发送给目标主机。若目标端口开放,目标主机将不返回任何信息。若目标主机返回RST信息,则表示端口关闭。,NULL扫描建立连接成功,NULL扫描建立连接未成功,43,Xmas tree扫描(圣诞树扫描),XMAS扫描原理和NULL扫描的类似,将TCP数据包中的ACK、FIN、RST、SYN、URG、PSH标志位置1后发送给目标主机。在目标端口开放的情况下,目标
14、主机将不返回任何信息若目标端口关闭,则目标主机将返回RST信息,XMAS扫描建立连接成功,XMAS扫描建立连接未成功,44,端口扫描,优点不会被记录到日志可以绕过某些防火墙netstat命令不会显示netstate命令只能显示TCP连接或连接的尝试缺点使用RAW IP编程,实现起来相对比较复杂利用BSD代码缺陷,可能被修复Open BSD不同操作系统结果不同,因此不完全可信,45,端口扫描,UDP端口扫描目前扫描UDP端口只有一种方法:向目标UDP端口发送一些随机数据,如果端口关闭,则目标主机会回复ICMP端口不可达消息,46,慢速扫描,随着防火墙的广泛应用,普通的扫描很难穿过防火墙去扫描受防
15、火墙保护的网络。即使扫描能穿过防火墙,扫描的行为仍然有可能会被防火墙记录下来。如果扫描是对非连续性端口、源地址不一致、时间间隔很长且没有规律的扫描的话,这些扫描的记录就会淹没在其他众多杂乱的日志内容中。使用慢速扫描的目的也就是这样,骗过防火墙和入侵检测系统而收集信息。虽然扫描所用的时间较长,但这是一种比较难以被发现的扫描。,47,乱序扫描,乱序扫描也是一种常见的扫描技术,扫描器扫描的时候不是进行有序的扫描,扫描端口号的顺序是随机产生的,每次进行扫描的顺序都完全不一样,这种方式能有效地欺骗某些入侵检测系统而不会被发觉。,48,漏洞扫描,漏洞是指系统硬件、操作系统、软件、网络协议、数据库等在设计上
16、和实现上出现的可以被攻击者利用的错误、缺陷和疏漏。漏洞扫描程序是用来检测远程或本地主机安全漏洞的工具。针对扫描对象的不同,漏洞扫描又可分为网络扫描、操作系统扫描、WWW服务扫描、数据库扫描以及无线网络扫描等。,49,端口扫描,常用的端口扫描工具UNIX下的端口扫描工具NmapWindows下的端口扫描工具XScanSuperScanNmap for NT,50,防火墙,建筑业中的防火墙用在建筑单位间,防止火势的蔓延。在网络安全领域中,防火墙用来指应用于内部网络(局域网)和外部网络(Internet)之间的,用来保护内部网络免受非法访问和破坏的网络安全系统。,51,防火墙功能示意,两个不同网络安
17、全域间通信流的唯一通道,对流过的网络数据进行检查,阻止攻击数据包通过。,安全网域一,安全网域二,52,防火墙主要功能,过滤进、出网络的数据;防止不安全的协议和服务;管理进、出网络的访问行为;记录通过防火墙的信息内容与活动;对网络攻击进行检测与告警;防止外部对内部网络信息的获取提供与外部连接的集中管理;,53,防火墙不能防范的攻击,来自内部的安全威胁;病毒开放应用服务程序的漏洞;特洛伊木马;社会工程;不当配置,54,衡量防火墙三大要求,安全内部和外部间所有数据必须通过防火墙只有符合安全策略的数据流才能通过防火墙防火墙自身要安全管理良好的人机交互界面提供强劲的管理及扩展功能速度,55,防火墙发展历
18、程,主要经历了三个阶段:基于路由器的防火墙基于通用操作系统的防火墙基于安全操作系统的防火墙,56,防火墙分类,按实现技术分类:包过滤型代理型防火墙按体系结构分类:双宿/多宿主机防火墙屏蔽主机防火墙屏蔽子网防火墙混合结构,57,包过滤防火墙,包过滤防火墙在决定能否及如何传送数据包之外,还根据其规则集,看是否应该传送该数据包普通路由器当数据包到达时,查看IP包头信息,根据路由表决定能否以及如何传送数据包,58,静态包过滤防火墙,传输层 传输层 传输层,59,路由与包过滤,路由进行转发,过滤进行筛选,Host A,Sever X,60,包过滤所检查的内容,源和目的的IP地址 IP选项 IP的上层协议
19、类型(TCP/UDP/ICMP)TCP和UDP的源及目的端口 ICMP的报文类型和代码 我们称这种对包头内容进行简单过滤的方式为静态包过滤,61,包过滤配置,包过滤防火墙配置步骤:知道什么是应该和不应被允许,制定安全策略规定允许的包类型、包字段的逻辑表达用防火墙支持的语法重写表达式,62,规则制定的策略,拒绝任何访问,除非被规则特别允许 允许任何访问,除非规则特别地禁止,允许,拒绝,允许,拒绝,63,规则制定的策略,过滤的两种基本方式按服务过滤:根据安全策略决定是否允许或拒绝某一种服务按规则过滤:检查包头信息,与过滤规则匹配,决定是否转发该数据包,64,依赖于服务的过滤,多数服务对应特定的端口
20、,如要封锁输Telnet、SMTP的连接,则Router丢弃端口值为23和25的所有数据包。典型的过滤规则有以下几种:只允许进来的Telnet会话连接到指定的内部主机只允许进来的FTP会话连接到指定的内部主机允许所有出去的Telnet会话 允许所有出去的FTP会话拒绝从某些指定的外部网络进来的所有信息,65,按规则过滤,有些类型的攻击很难用基本包头信息加以鉴别,因为独立于服务。如果防范则需要定义规则1)源IP地址欺骗攻击 入侵者从伪装成源自一台内部主机的一个外部地点传送一些信息包;这些信息包似乎像包含了一个内部系统的源IP地址。如果这些信息包到达Router的外部接口,则舍弃每个含有这个源IP
21、地址的信息包,就可以挫败这种源欺骗攻击。,66,按规则过滤,2)源路由攻击攻击者为信息包指定一个穿越Internet的路由,这类攻击企图绕过安全措施,并使信息包沿一条意外(疏漏)的路径到达目的地。可以通过舍弃所有包含这类源路由选项的信息包方式,来挫败这类攻击。3)残片攻击入侵者利用IP分段特性生成一个极小的片断并将TCP报头信息肢解成一个分离的信息包片断,使数据包绕过用户定义的过滤规则。黑客希望过滤路由器只检查第一分段,而允许其它分段通过。通过舍弃所有协议类型为TCP、IP报头中Fragment Offset=1的数据包,即可挫败残片的攻击。,67,推荐的规则,任何进入内网的数据包不能将内部地
22、址作为源地址任何进入内网的数据包必须将内部地址作为目标地址任何离开内网的数据包必须将内部地址作为源地址任何离开内网的数据包不能将内部地址作为目标地址任何进入或离开内网的数据包不能把一个私有地址或者作为源或目标地址,68,静态包过滤的优缺点,优点:速度快价格低对用户透明缺点:配置难把握防范能力低没有用户身份验证机制,69,动态包过滤,动态包过滤是Check Point的一项称为“Stateful Inspection”的专利技术,也称状态检测防火墙。动态包过滤防火墙不仅以一个数据包的内容作为过滤的依据,还根据这个数据包在信息流位置加以判断。动态包过滤防火墙可阻止未经内网请求的外部通信,而允许内网
23、请求的外部网站传入的通信。,70,动态包过滤防火墙,71,使用动态包过滤制定的规则,Deny ip from$internal to any in via eth0Deny ip from not$internal to any in via eth1Allow$internal access any dns by udp keep stateAllow$Internal acess any www by tcp keep stateAllow$internal access any ftp by tcp keep stateDeny ip from any to any,72,动态包过滤的优
24、缺点,优点:基于应用程序信息验证一个包状态的能力记录通过的每个包的详细信息缺点:造成网络连接的迟滞系统资源要求较高,73,防火墙分类:包过滤代理型防火墙:应用代理型代理型防火墙:电路代理型代理型防火墙:NAT,74,代理服务技术,代理服务技术能够将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段。防火墙内外计算机系统间应用层的连接,由两个代理服务器之间的连接来实现,外部计算机的网络链路只能到达代理服务器,从而起到隔离防火墙内外计算机系统的作用。,75,应用代理防火墙,工作在应用层对所有规则内允许的应用程序作中转转发牺牲了对应用程序的透明性,76,应用代理防火墙,应用代理防火墙,77,应用代理,应用代理工作
25、原理示意,78,应用代理防火墙,应用代理服务器的安全性屏蔽内网用户与外网的直接通信,提供更严格的检查提供对协议的控制,拒绝所有没有配置的连接提供用户级控制,可近一步提供身份认证等信息,79,应用代理的优缺点,优点:可以隐藏内部网络的信息;可以具有强大的日志审核;可以实现内容的过滤;缺点:价格高速度慢 失效时造成网络的瘫痪,80,电路级代理,电路级代理因此可以同时为不同的服务,如WEB、FTP、TELNET提供代理服即SOCKS代理,它工作在传输层。,81,应用代理,应用代理工作在应用层,对于不同的服务,必须使用不同的代理软件。,应用代理,内部主机,WEB服务,FTP服务,WEBFTP,82,电
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