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1 SEG. EM SISTEMAS E REDES Firewall Prof. Ulisses Cotta Cavalca Belo Horizonte/MG 2014

2 SUMÁRIO 1) Firewall 2) Sistema de detecção/prevenção de intrusão (IDS) 3) Implementação de firewall com Netfilter/Iptables

3 1. FIREWALL 1.1. Introdução Combinação de hardware e software que isola a rede interna de uma organização da Internet em geral, permitindo que alguns pacotes passem e bloqueando outros. (Kurose, 2010) Objetivos Restringir a entrada e saída de tráfego a um único ponto controlado; Somente o tráfego autorizado poderá passar; Impedir que atacantes consigam chegar em suas defesas mais internas; O próprio firewall é imune à invasão.

4 1. FIREWALL 1.1. Introdução Topologias Filtro de pacotes tradicionais, ou básico (stateless); Filtro de pacotes dinâmicos, ou de estado (statefull); Gateways de aplicação (Proxy); Fabricantes de firewall applicances: Cisco, Dell, Check Point, etc. Firewall também pode ser implementado através de um Sistema Operacional

5 1. FIREWALL 1.2. Firewall stateless Analisa cada datagrama de forma isolada: Firewall decide se o pacote passa ou não pelo ponto de proteção da rede, conforme políticas de configuração. Campos geralmente analisados: Endereço IP de origem/destino (camada 3); Porta de origem/destno (camada 4); Flags do cabeçalho TCP: SYN, ACK, etc. (camada 4); Tipos de mensagens ICMP

6 1. FIREWALL 1.2. Firewall stateless Políticas e regras de filtragem (Kurose, 2010): Política Não há acesso exterior à Web Não há conexões TCP de entrada Impedir que rádios Web consumam largura de banda Impedir ataque DoS smurf Impedir que rota da rede seja rastreada Configuração do firewall Bloquear todos os pacotes de saída para qualquer endereço IP, porta 80 Bloquear todos os pacotes TCP flag SYN para qualquer IP Bloquear todos os pacotes UDP de entrada, exceto DNS Bloquear pacotes ping com endereço de destino broadcast Bloquear tráfego de saída expirado ICMP TTL

7 1. FIREWALL 1.2. Firewall stateless Lista de controle de acesso (Kurose, 2010): Políticas: 1: Navegação Web com origem na rede local 2: Acesso externo (público) ao servidor Web 3: Acesso a servidores DNS externos com origem na rede local 4. Acesso externo (público) ao servidor DNS

8 1. FIREWALL 1.2. Firewall stateless Lista de controle de acesso (Kurose, 2010): Ação Endereço de origem Endereço de destino Protocolo Porta de origem Porta de destino Flag 1 Permiti r /16 Fora de /16 TCP > Qualquer um 2 Permiti r Fora de / /16 TCP 80 >1023 Qualquer um 3 Permiti r /16 Fora de /16 UDP > Permiti Fora de / /16 UDP 53 > Negar Todos Todos Todos Todos Todos Todos

9 1. FIREWALL 1.3. Firewall statefull Necessidade de tratar estados das conexões, gerados pelas flags TCP. Considere o exemplo, sendo mais conservador possível, para aceitar uma conexão TCP entre dois hosts: Ação Endereço de origem Endereço de destino Protocolo Porta de origem Porta de destino Flag 1 Permitir TCP > SYN 2 Permitir TCP 80 >1023 SYN, ACK 3 Permitir TDP > ACK

10 1. FIREWALL 1.3. Firewall statefull A implementação de firewall mantém as informações sobre o estado das conexões e aplica, automaticamente, as regras pertinentes. Alguns filtros de pacotes dinâmicos consideram regras de firewall a nível de aplicação (protocolos FTP e H.323) Alguns fabricantes comercializam os denominados firewalls UTP (Unified Treat Manager), que contem os recursos: VPN; Filtro de conteúdo; Anti-spam/Anti-vírus Balanceamento de carga; etc.

11 1. FIREWALL 1.4. Gateway de aplicação É um servidor específico de aplicação através do qual todos os dados da aplicação devem passar Realizam não só o a autorização do usuário, como também atuam como um ponto único de acesso. Serviços como telnet, Web, DNS e Servidor proxy: servidores que acessam algum serviço da internet em nome de uma estação cliente

12 1. FIREWALL 1.4. Gateway de aplicação Desvantagens: Um gateway de aplicação para cada objeto Mais um nível de segurança (aplicação) pode impactar em custo computacional Software cliente deve estar configurado para que a solicitação já automaticamente par ao servidor de aplicação

13 1. FIREWALL 1.4. Gateway de aplicação Web cache com Squid Limitar e controlar tráfego camada 7 de aplicações. Bloqueio de requisições url Bloqueio de conteúdo de páginas Cache web Armazenamento de objetos web Limitação de tráfego + Cache web uso eficiente da largura de banda

14 1. FIREWALL 1.4. Gateway de aplicação Web cache com Squid Trecho de configuração do Squid Limite por data/hora acl users src /24 acl almoco time MTWHF 12:00-13:55 http_access allow users almoco http_access deny users Limite por extensão de arquivos acl zip url_regex -i.*\.zip$ acl exe url_regex -i.*\.exe$ http_access deny all zip http_access deny all exe http_access allow all

15 2. SISTEMA DE DETECÇÃO E PREVENÇÃO DE INTRUSÃO (IDS/IPS) 2.1. Introdução Ferramenta capaz de detectar atividade maliciosa através do monitoramento constante de um segmento de rede ou de chamadas de sistemas em um sistema operacional Quanto à localização Baseados em hosts: atua em uma única máquina (HIDS) Baseados em redes: atua em um segmento de rede (NIDS) Quanto à atuação Reativos: agem após um evento malicioso Passivos: não realizam nenhum ação, além do registro de eventos Ativos: tomam decisão a partir do momento que identificam uma ameaça

16 2. SISTEMA DE DETECÇÃO E PREVENÇÃO DE INTRUSÃO (IDS/IPS) 2.1. Introdução Quanto ao modo de funcionamento Detector de anomalias: uso de função estatística ou rede neural para definir um perfil de utilização. Caso haja um desvio, considera-se uma tentativa de invasão. Possibilita detectar ameaças desconhecidas. Desvantagem é o número de falso-positivos Detector de mau uso: Mais utilizado, semelhante a sistemas de antivírus. Conjunto de assinaturas previamente registradas, e que a partir de um monitoramento, verifica-se a sua compatibilidade. Baixo número de falso-positivos. Necessidade de atualização

17 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTANLES 3.1. Introdução O Netfilter é uma ferramenta de firewall statefull que está presente no kernel GNU/Linux a partir da versão 2.4. Atua, de forma majoritária, como filtro de de pacotes nas camadas 3 e 4, conforme discutido anteriormente (firewall stateless). No entanto, a adição de extensões à aplicação permite que o Netfilter também faça filtragem em nível de aplicação (camada 7), e validação de estados de conexão (firewall statefull).

18 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.2. Estados de conexão O Netfilter reconhece os seguintes estados de conexão: NEW: Pacotes inciais de um fluxo; ESTABLISHED: Pacotes de um fluxo em situações que a conexão já foi estabelecida; RELATED: Pacotes relacionados, de alguma maneira, com pacotes provenientes de conexões já estabelecidas. Por exemplo, pacotes TCP responsáveis pelas informações/controle da conexão estabelecida; INVALID: Pacotes que não puderam ser identificados

19 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.3. Chains É uma estrutura de regras podendo ser definidas tanto pelo sistema como pelo usuário; São ponto especiais no caminho que os pacotes percorrem ao entrar e sair da máquina. O Netfilter estrutura as seguintes chains: prerouting, input, forward, output, postrouting.

20 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.3. Chains Observações: pacotes que venham da rede com destino à máquina percorrem as chains PREROUTING e, em seguida, a chain INPUT; pacotes que tenham origem na máquina percorrem a chain OUTPUT e, em seguida, a chain POSTROUTING; pacotes que venham de uma rede com destino à outra rede (o firewall está atuando como roteador e/ou bridge) percorrem as chains PREROUTING, FORWARD e POSTROUTING.

21 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.4. Tabelas O Netfilter implementa três tipos de tabelas, das quais são responsáveis por armazenar as regras de bloqueio referentes a cada chain de sistema: filter: Regras relativas à filtro propriamente dito de pacotes. Aplica-se às chains INPUT, OUTPUT e FORWARD; mangle: Utilizada por regras que alteram ou marcam um pacote, contendo as chains INPUT, OUTPUT, FORWARD, PREROUTING e POSTROUTING; nat: Empregada nas regras relativas à tradução de endereços, das quais contemplam as chains PREROUTING, OUTPUT e POSTROUTING

22 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.5. Manipulação de regras iptables -[AID] CHAIN N -t [table] match -j TARGET Casamento de padrões: -s: IP ou rede de origem do pacote; -d: IP ou rede de destino do pacote; -i: interface de origem do tráfego; -o: interface de destino do tráfego; --sport ou --source-port: Porta de origem de um pacote --dport ou --destination-port: Porta de destino de um pacote -p: Protocolo de operação (tcp, udp, icmp). iptables -A FORWARD -p tcp d dport 80 -j ACCEPT iptables -A FORWARD d /32 -j DROP iptables -A INPUT -i eth0 -p tcp dport 23 -j ACCEPT

23 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.5. Manipulação de regras onde: A: (Append), adiciona regras ao final da chain; I: (Insert), insere uma regra na posição N; D: (Delete), excluir uma regra; table: especifica a tabela (filter, nat, mangle) que a regra irá pertencer; match: regra propriamente dita; TARGET: alvo da regra, ao qual representa a ação propriamente dita (ACCEPT, REJECT, DROP, LOG, etc..).

24 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.6. Exemplo Configure um firewall local em um servidor Web que possua as seguintes regras, a partir de uma política restritiva: Permitir acesso ao serviço Web Permitir navegação Web em outros sites Permitir acesso remoto SSH apenas do host Permitir consulta DNS Permitir monitoramento pelo protocolo ICMP apenas do host

25 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.6. Exemplo Sequência das regras: Limpar regras Políticas de bloqueio Liberação de interface loopback Acesso servidor Web Acesso navegação Web Acesso SSH Acesso DNS Acesso protocolo ICMP

26 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.6. Exemplo #-- Limpa todas as regras iptables -F iptables -F -t filter iptables -X iptables -X -t filter #-- Politicas de bloqueio iptables -P INPUT DROP iptables -P FORWARD DROP iptables -P OUTPUT DROP #-- Libera loopback iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT

27 3. IMPLEMENTAÇÃO DE FIREWALL COM NETFILTER/IPTABLES 3.6. Exemplo #-- Acesso servidor Web iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -p tcp --sport 80 -j ACCEPT #-- Acesso navegação HTTP iptables -A INPUT -p tcp --sport 80 -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT #-- Acesso SSH iptables -A INPUT -p tcp -s dport j ACCEPT iptables -A OUTPUT -p tcp -d sport j ACCEPT #-- Acesso DNS iptables -A INPUT -p udp --sport 53 -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -p udp --dport 53 -j ACCEPT #-- Acesso protocolo icmp iptables -A INPUT -p icmp -s j ACCEPT iptables -A OUTPUT -p icmp -d $ j ACCEPT

28 Referências bibliográficas ESR (Escola Superior de Redes)/RNP (Rede Nacional de Pesquisa). Administração de sistemas Linux: redes e segurança. Rio de Janeiro, 2008a. 256 p. ESR (Escola Superior de Redes)/RNP (Rede Nacional de Pesquisa). Administração de sistemas Linux: serviços para internet. Rio de Janeiro, 2008b. 270 p. KUROSE, James F; ROSS, Keith W.: Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 5ª edição. São Paulo: Addison Wesley, MELO, S.; DOMINGOS, C.; CORREIA, L.; MARUYAMA, T.: BS7799 da tática à prática em servidores Linux. 1ª edição. Rio de Janeiro: Editora Alta Books, 2006.

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