利用包過濾技術(shù)實現(xiàn)個人防火墻

時間：2010-07-15 22:37:09 整理：佚名 []

本文通過介紹如何運(yùn)用包過濾技術(shù)實現(xiàn)個人防火墻，深入的剖析了個人防火墻中所用到的各種技術(shù)，并重點(diǎn)介紹了通過微軟的NDIS 中間驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)封裝包，以及驅(qū)動程序與應(yīng)用程序之間的通訊方法。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,各種各樣的網(wǎng)絡(luò)軟件也隨之出現(xiàn),人們的生活和學(xué)習(xí)對網(wǎng)絡(luò)的依賴也越來越多,但問題也接踵而來,網(wǎng)站被攻擊,病毒泛濫,個人信息被竊取,使人們面臨這樣一個問題:網(wǎng)絡(luò)是否安全?

　　而防火墻正是網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)傘,形形色色的防火墻很多,本文通過介紹包過濾技術(shù)實現(xiàn)個人防火墻,使大家對防火墻的知識有進(jìn)一步的了解。

　　一、防火墻和包過濾技術(shù)簡介

　　防火墻是一種用于在兩個網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行訪問控制的設(shè)備,防火墻系統(tǒng)防范的對象是來自被保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)的外部的對網(wǎng)絡(luò)安全的威脅,它通過檢測、限制、更改跨越防火墻的數(shù)據(jù)流,盡可能的實現(xiàn)對外部網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)。

　　而包過濾技術(shù)是防火墻基本的實現(xiàn)技術(shù),具有包過濾技術(shù)的裝置是用來控制內(nèi)、外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流入和流出,包過濾技術(shù)的數(shù)據(jù)包大部分是基于TCP/IP協(xié)議平臺的,對數(shù)據(jù)流的每個包進(jìn)行檢查,根據(jù)數(shù)據(jù)報的源地址、目的地址、TCP和IP的端口號,以及TCP的其他狀態(tài)來確定是否允許數(shù)據(jù)包通過。

　　二、截獲網(wǎng)絡(luò)封裝包

　　截獲數(shù)據(jù)包是實現(xiàn)一個防火墻的第一步，截獲數(shù)據(jù)包的方法有很多種,既可以在用戶態(tài)下攔截網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,又可以在核心狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)據(jù)包截獲。

　　在用戶態(tài)下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包攔截有以下幾種方法：

　　（1）Winsock Layered Service Provider (LSP)。

　�。�2）Windows 2000 包過濾接口。

　　（3）替換系統(tǒng)自帶的WINSOCK動態(tài)連接庫。

　　很顯然，在用戶態(tài)下可以很簡單的進(jìn)行數(shù)據(jù)包攔截,但其致命的缺點(diǎn)就是只能在Winsock層次上進(jìn)行，而對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中底層協(xié)議的數(shù)據(jù)包無法進(jìn)行處理。對于一些木馬和病毒來說很容易避開這個層次的防火墻。

　　因此大多數(shù)的個人防火墻選擇利用網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序來實現(xiàn)的。例如用中間層驅(qū)動程序來截獲數(shù)據(jù)包。

　　中間層驅(qū)動介于協(xié)議層驅(qū)動和小端口驅(qū)動之間，它能夠截獲所有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包（如果是以太網(wǎng)那就是以太幀）。NDIS中間層驅(qū)動的應(yīng)用很廣泛，不僅僅是個人防火墻，還可以用來實現(xiàn)VPN，NAT，PPPOverEthernet以及VLan。中間層驅(qū)動的概念是在Window NT SP4之后才有的，因此對于Windows9x來說無法直接利用中間層驅(qū)動的功能。Windows DDK提供了兩個著名的中間層驅(qū)動例子：Passthru以及Mux。開發(fā)人員可以在Passthru的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，Mux則實現(xiàn)了VLan功能。目前個人防火墻的產(chǎn)品還很少用到這種技術(shù)，主要的原因在于中間層驅(qū)動的安裝過于復(fù)雜，尤其是在Windows NT下。Windows 2000下可以通過程序?qū)崿F(xiàn)自動安裝，但是如果驅(qū)動沒有經(jīng)過數(shù)字簽名的話，系統(tǒng)會提示用戶是否繼續(xù)安裝。中層層驅(qū)動功能強(qiáng)大，應(yīng)該是今后個人防火墻技術(shù)的趨勢所在，特別是一些附加功能的實現(xiàn)。

圖1.NDIS驅(qū)動程序模型

三、驅(qū)動程序和應(yīng)用程序間的通訊

　　當(dāng)驅(qū)動程序截獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后,驅(qū)動程序要和應(yīng)用程序進(jìn)行通訊,通知應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行判斷,如果符合過濾規(guī)則,則接受數(shù)據(jù)包,否則,則放棄該數(shù)據(jù)包,其步驟大致如下:

　　（1）應(yīng)用程序創(chuàng)建一事件Event；

　�。�2）應(yīng)用程序通過CreateFile創(chuàng)建驅(qū)動程序?qū)嵗?/FONT>

　　（3）把該事件的句柄傳給驅(qū)動程序；

　　（4）驅(qū)動程序通過DeviceControl函數(shù)接受Event的句柄；

　�。�5）應(yīng)用程序通過DeviceIOControl函數(shù)傳遞控制驅(qū)動程序的消息；

　�。�6）驅(qū)動程序通過Dispatch歷程得到應(yīng)用程序傳來的消息,然后根據(jù)消息類型進(jìn)行不同的服務(wù)；

　　（7）把結(jié)果數(shù)據(jù)放入共享內(nèi)存區(qū),設(shè)置Event事件通知應(yīng)用程序所請求的事情已經(jīng)辦完；

　�。�8）應(yīng)用程序通過WaitForSingleObject來獲知事件發(fā)生；

　�。�9）應(yīng)用程序在共享內(nèi)存區(qū)獲得數(shù)據(jù),并重置該事件。

圖2　驅(qū)動程序與應(yīng)用程序通訊模型

四、過濾規(guī)則設(shè)置

　　包過濾防火墻的過濾規(guī)則集由若干條規(guī)則組成，它應(yīng)涵蓋對所有出入防火墻的數(shù)據(jù)包的處理方法，

　　對于沒有明確定義的數(shù)據(jù)包，應(yīng)該有一個缺省處理方法；過濾規(guī)則應(yīng)易于理解，易于編輯修改；

　　同時應(yīng)具備一致性檢測機(jī)制，防止沖突。IP包過濾的依據(jù)主要是根據(jù)IP包頭部信息如源地址和目的地址進(jìn)行過濾，

　　如果IP頭中的協(xié)議字段表明封裝協(xié)議為ICMP、TCP或UDP，那么再根據(jù)ICMP頭信息(類型和代碼值)、

　　TCP頭信息(源端口和目的端口)或UDP頭信息(源端口和目的端口)執(zhí)行過濾，其他的還有MAC地址過濾。

　　應(yīng)用層協(xié)議過濾要求主要包括FTP過濾、基于RPC的應(yīng)用服務(wù)過濾、基于UDP的應(yīng)用服務(wù)過濾要求以及動態(tài)包過濾技術(shù)等。

　　在一般情況下,我們可以從以下幾個方面來進(jìn)行訪問規(guī)則的設(shè)置：

　�。�1）禁止一切源路由尋徑的IP包通過；

　　（2）IP包的源地址和目的地址；

　　（3）IP包中TCP與UDP的源端口和目的端口；

　　（4）運(yùn)行協(xié)議；

　　（5）IP包的選擇。

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