深入剖析网络边界安全[按需印刷]

.2.1 tcp/ip预备知识：报文过滤的工作原理 14
2.1.1 tcp端口和udp端口 14
2.1.2 tcp的三次握手过程 15
2.2 使用cisco路由器做为报文过滤器 15
2.2.1 cisco acl 16
2.2.2 过滤规则的顺序 17
2.2.3 cisco ios的基本知识 17
2.3 有效使用报文过滤设备 18
2.3.1 基于源地址的过滤：cisco标准acl 18
2.3.2 基于端口和目的地址的过滤：
cisco扩展acl 24
2.4 报文过滤器存在的问题 27
2.4.1 欺骗与源路由 27
2.4.2 报文分片 27
2.4.3 静态报文过滤器中的“漏洞” 28
2.4.4 双向通信与established关键字 28
2.4.5 ftp协议 30
2.5 动态报文过滤与自反访问表 32
2.5.1 使用自反acl解决ftp问题 33
2.5.2 使用自反acl解决dns问题 34
2.5.3 自反访问表存在的问题 34
2.6 小结 35
2.7 参考资料 35
第3章 有状态防火墙 36
3.1 有状态防火墙的工作原理 36
3.2 状态的概念 37
3.2.1 传输协议与网络协议和状态 38
3.2.2 应用级通信和状态 41
3.3 有状态过滤和有状态检查 45
3.4 小结 54
3.5 参考资料 55
第4章 代理防火墙 56
4.1 基础知识 56
4.2 代理的类型 58
4.2.1 反向代理 58
4.2.2 应用级代理 59
4.2.3 电路级代理 59
4.3 代理或应用网关防火墙 59
4.3.1 代理防火墙的优点 59
4.3.2 代理防火墙的缺陷 60
4.3.3 没有代理的情况 60
4.4 代理的协议问题 61
4.4.1 ipsec 61
4.4.2 ssl 61
4.5 常见的代理软件 63
4.5.1 socks 63
4.5.2 gauntlet 64
4.5.3 portus 65
4.6 小结 65
4.7 参考资料 66
第5章 安全策略 67
5.1 防火墙策略 67
5.1.1 积极的策略实施 68
5.1.2 不可实施的策略 68
5.2 策略的开发步骤 73
5.2.1 识别风险 73
5.2.2 报告发现的问题 74
5.2.3 按需创建或更新安全策略 75
5.2.4 判断策略的一致性 75
5.2.5 探寻公司的规则和文化 75
5.2.6 策略的要素 77
5.2.7 好策略的特点 77
5.3 边界策略 78
5.3.1 现实世界的操作和策略 78
5.3.2 通信路径的规则 80
5.4 小结 80
5.5 参考资料 81
第二部分 边界的延伸
第6章 路由器的作用 83
6.1 路由器作为边界设备 83
6.1.1 路由 84
6.1.2 安全的动态路由 85
6.2 路由器作为安全设备 87
6.2.1 路由器作为纵深防御的一部分 87
6.2.2 路由器作为惟一的边界安全设备 90
6.3 路由器加固 94
6.3.1 操作系统 94
6.3.2 锁住管理点 95
6.3.3 禁止不必要的服务 101
6.3.4 因特网控制消息协议的阻断 102
6.3.5 欺骗和源路由 104
6.3.6 路由器日志基本原理 104
6.4 小结 105
6.5 参考资料 106
第7章 网络入侵检测 107
7.1 网络入侵检测基本原理 107
7.1.1 入侵检测的必要性 107
7.1.2 网络ids特征码 108
7.1.3 假阳性和假阴性 109
7.1.4 警报、日志和报告 111
7.1.5 入侵检测软件 111
7.1.6 ids 112
7.2 边界防御体系中网络ids的作用 113
7.2.1 发现薄弱点 113
7.2.2 检测由你的主机发出的攻击 114
7.2.3 事故处理和调查 114
7.2.4 弥补其他防御部件的不足 114
7.3 ids感测器的放置 115
7.3.1 安装多个网络感测器 116
7.3.2 在过滤设备附近放置感测器 116
7.3.3 在内部网络中放置ids感测器 117
7.3.4 使用加密 117
7.3.5 在大流量环境中的处理 117
7.3.6 配置交换机 118
7.3.7 使用ids管理网络 118
7.3.8 维护感测器安全性 118
7.3.9 使用防火墙/ids混合设备 118
7.4 实例分析 119
7.4.1 实例分析1：简单的网络结构 119
7.4.2 ids部署建议 119
7.4.3 实例分析2：多个外部接入点 120
7.4.4 ids部署建议 121
7.4.5 实例分析3：无限制网络 121
7.4.6 ids部署建议 121
7.5 小结 122
第8章 虚拟专用网 123
8.1 vpn基础知识 123
8.2 vpn的优缺点 126
8.2.1 vpn的优点 126
8.2.2 vpn的缺陷 128
8.3 ipsec基础知识 129
8.3.1 ipsec协议包 130
8.3.2 ike 132
8.3.3 ipsec安全协议ah和esp 134
8.3.4 ipsec配置实例 139
8.4 其他vpn协议：pptp和l2tp 147
8.4.1 pptp 147
8.4.2 l2tp 148
8.4.3 pptp、l2tp以及ipsec的比较 148
8.4.4 pptp和l2tp实例 149
8.5 小结 151
8.6 参考资料 152
第9章 主机加固 153
9.1 安全加固级别 153
9.2 级别1：防止本地攻击的安全加固 154
9.2.1 管理工具的使用限制 154
9.2.2 进行正确的文件访问控制 155
9.2.3 管理用户 156
9.2.4 有效地管理用户 157
9.2.5 记录与安全相关的信息 157
9.2.6 windows日志 158
9.2.7 unix日志 158
9.3 级别2：抵御网络攻击的安全加固 158
9.3.1 删除不必要的账号 159
9.3.2 使用健壮的口令 159
9.3.3 停止未用的网络服务 161
9.3.4 改变缺省的snmp字符串 161
9.3.5 禁用资源共享服务（windows） 161
9.3.6 禁用远程访问服务（unix） 162
9.4 级别3：抵御应用程序攻击的安全加固 163
9.4.1 定义访问方法 163
9.4.2 应用程序的口令 164
9.4.3 操作系统和应用程序的补丁 164
9.5 其他加固方针 165
9.5.1 常见的安全弱点 165
9.5.2 安全加固核查清单 165
9.6 小结 166
第10章 主机防御部件 167
10.1 主机和边界 167
10.1.1 工作站考虑事项 168
10.1.2 服务器考虑事项 169
10.2 反病毒软件 170
10.2.1 反病毒软件的优点 171
10.2.2 反病毒软件的局限性 172
10.3 以主机为中心的防火墙 174
10.3.1 工作站上的防火墙 174
10.3.2 服务器上的防火墙 177
10.4 基于主机的入侵检测 185
10.4.1 基于主机的ids的作用 186
10.4.2 基于主机的ids种类 187
10.5 主机防御部件的难点 191
10.5.1 受到损害的主机上的防御部件 191
10.5.2 控制分布式主机防御部件 192
10.6 小结 193
10.7 参考资料 193
第三部分 边界设计
第11章 设计基础 195
11.1 收集设计需求信息 195
11.1.1 确定哪些资源需要保护 196
11.1.2 确定谁是潜在的攻击者 198
11.1.3 定义业务需求 201
11.2 设计要素 204
11.2.1 防火墙和路由器 205
11.2.2 防火墙与虚拟专用网 207
11.2.3 多重防火墙 208
11.3 小结 211
11.4 参考资料 211
第12章 资源隔离 212
12.1 安全区域 212
12.1.1 同一个子网 212
12.1.2 多个子网 215
12.2 常见的设计要素 219
12.2.1 邮件中继 219
12.2.2 分割dns 222
12.2.3 无线网络 226
12.3 基于vlan的分隔 229
12.3.1 vlan边界 230
12.3.2 跳过vlan 230
12.3.3 专用vlan 231
12.4 小结 232
12.5 参考资料 232
第13章 软件结构 234
13.1 软件结构和网络防御 234
13.1.1 软件结构的重要性 234
13.1.2 评估应用程序安全的必要性 235
13.2 软件结构对网络防御的影响 235
13.2.1 防火墙和报文过滤设备的改动 236
13.2.2 与网络配置的冲突 237
13.2.3 加密连接 238
13.2.4 性能和可靠性 239
13.2.5 特殊的操作系统 239
13.3 软件部件的部署 239
13.3.1 单一系统上的应用程序 239
13.3.2 多级应用程序 239
13.3.3 管理员对系统的访问 240
13.3.4 内部用户使用的应用程序 241
13.4 确定潜在的软件结构问题 241
13.4.1 软件评估检查表 241
13.4.2 应用程序相关信息的来源 242
13.4.3 处理不安全的应用程序 242
13.5 软件测试 243
13.5.1 主机安全 243
13.5.2 网络设置和安全 244
13.6 网络防御设计建议 244
13.7 实例分析：客户反馈系统 245
13.7.1 部署位置 246
13.7.2 结构上的建议 246
13.8 实例分析：基于web的在线账单
应用程序 246
13.8.1 部署位置 247
13.8.2 结构上的建议 248
13.9 小结 248
13.10 参考资料 249
第14章 vpn集成 250
14.1 安全shell 250
14.1.1 标准ssh连接 250
14.1.2 ssh隧道 252
14.2 ssl 253
14.2.1 ssl标准连接 253
14.2.2 ssl隧道 256
14.3 远程桌面解决方案 257
14.3.1 单会话软件 257
14.3.2 多会话软件 258
14.4 ipsec 259
14.4.1 ipsec客户集成 260
14.4.2 ipsec服务器集成 261
14.4.3 ipsec边界防御调整 261
14.4.4 ipsec结构 262
14.5 vpn其他需要考虑的事项 262
14.5.1 专有vpn的执行 262
14.5.2 受到损害或怀有恶意的vpn客户 263
14.6 vpn设计实例分析 263
14.7 小结 266
第15章 根据性能调整设计 267
15.1 性能与安全 267
15.1.1 定义性能 267
15.1.2 了解在安全中性能的重要性 268
15.2 影响性能的网络安全设计元素 269
15.2.1 网络过滤器的性能影响 269
15.2.2 网络结构 271
15.2.3 实例分析 275
15.3 加密的影响 277
15.3.1 密码服务 277
15.3.2 了解网络层和传输层的加密 278
15.3.3 使用硬件加速器来提高性能 280
15.3.4 实例分析 280
15.4 通过负载平衡来提高性能 282
15.4.1 负载平衡存在的问题 283
15.4.2 第4层调度程序 283
15.4.3 第7层调度程序 284
15.5 小结 284
15.6 参考资料 284
第16章 实例设计 285
16.1 安全设计标准回顾 285
16.2 实例分析 286
16.2.1 实例分析1：使用宽带连接进行
远程工作 286
16.2.2 实例分析2：存在基本internet连接的
小企业 288
16.2.3 实例分析3：小型电子商务站点 291
16.2.4 实例分析4：一个复杂的电子
商务站点 295
16.2.5 dmz区域 298
16.3 小结 300
第四部分 边界安全评估方法
第17章 维护安全边界 301
17.1 系统监控与网络监控 301
17.1.1 big brother简介 302
17.1.2 建立监控过程 304
17.1.3 进行远程监控时需要考虑的
安全事项 310
17.2 事故响应 313
17.2.1 通知选项 313
17.2.2 一般的响应准则 314
17.2.3 恶意事故响应 314
17.2.4 自动化事件响应 315
17.3 适应变更 316
17.3.1 变更管理的基础 316
17.3.2 修改－管理控制的实现 318
17.4 小结 321
17.5 参考资料 321
第18章 网络日志分析 322
18.1 网络日志文件的重要性 322
18.1.1 日志文件的特征 322
18.1.2 日志文件的作用 324
18.2 日志分析基础 326
18.2.1 开始入手 326
18.2.2 自动化日志分析 327
18.2.3 时间戳 330
18.3 分析路由器日志 331
18.3.1 cisco路由器日志 331
18.3.2 其他路由器日志 331
18.4 分析网络防火墙日志 332
18.4.1 cisco pix日志 332
18.4.2 check point的firewall-1日志 333
18.4.3 iptables日志 334
18.5 分析以主机为中心的防火墙和
ids日志 334
18.5.1 zonealarm 335
18.5.2 tiny personal firewall 336
18.5.3 blackice defender 337
18.6 小结 337
第19章 防御部件故障诊断 339
19.1 故障诊断过程 339
19.1.1 收集症状 339
19.1.2 检查最近的变更 340
19.1.3 形成假定 340
19.1.4 测试假定 340
19.1.5 分析结果 341
19.1.6 如必要的话重复以上步骤 341
19.2 故障诊断经验法则 341
19.2.1 一次只进行一次修改 341
19.2.2 开放思维 342
19.2.3 换个角度考虑 342
19.2.4 将重点一直放在问题修复上 342
19.2.5 不要实现一种比原问题带来
更多麻烦的修复方法 342
19.2.6 应当记住：最难于诊断的问题往往是
最容易忽略的问题 343
19.3 故障检修员的工具箱 343
19.3.1 应用层故障诊断 343
19.3.2 传输层故障诊断 346
19.3.3 网络层故障诊断 354
19.3.4 链路层故障诊断 359
19.4 小结 361
19.5 参考资料 361
第20章 评估技术 362
20.1 外部评估 362
20.1.1 计划 363
20.1.2 初期侦察 364
20.1.3 系统列举 366
20.1.4 服务列举 368
20.1.5 弱点发现 372
20.1.6 弱点调查 375
20.2 内部评估 376
20.2.1 准备内部评估 376
20.2.2 验证访问控制 377
20.3 小结 380
20.4 参考资料 382
第21章 攻击设计 383
21.1 攻击网络的黑客方法 383
21.2 对抗性检查 384
21.3 giac gcfw学生实习设计 386
21.3.1 实习设计1 386
21.3.2 确定留下的入口：内部防火墙 393
21.3.3 实习设计2 396
21.4 小结 404
21.5 参考资料 404
第22章 纵深防御的重要性 405
22.1 纵深防御结构的一个例子
—城堡 405
22.1.1 坚固的城墙与火力更强的炮弹 406
22.1.2 密道 406
22.1.3 隐藏技术 408
22.1.4 防御熟悉内幕的人 410
22.2 具有吸收能力的边界 412
22.2.1 “蜂蜜罐” 413
22.2.2 速率限制 413
22.2.3 故障恢复 415
22.3 信息的纵深防御 415
22.3.1 扩散问题 415
22.3.2 密码术与纵深防御 417
22.4 小结 417
第五部分 附 录
附录a cisco访问列表配置示例 419
附录b 密码术基础 428
附录c 网络空隙 432

.　　值得一提的是，易于使用与良好的安全性之间可能是矛盾的。如果进入飞机然后驾驶飞机，与进入汽车然后驾驶汽车一样容易，那么天空就会非常危险。无线接入点设备通常将所有无线的和内置的有线端口聚集到同一个广播域中。有些攻击者可能通过欺骗MAC地址来发动攻击。因此，网络设计者（像飞行员一样）需要将培训与核对清单结合起来，而不能随随便便地在网络中接入设备。
　　个人服务的衰落趋势
　　对于航空公司来说，在飞机上的服务人员对乘客的服务发生了很大的变化，而不只是其名称从女乘务员改成了机组乘务员。航空公司通过调查测试来了解人们发出抱怨的程度—他们想知道为什么有时候需要处理乘客的愤怒。可悲的是，IT业从来就没有对于个人服务热心过。也有一些例外，这要回到蓝色巨人（IBM）如日中天的时期。如果我们的IBM大型机遇到了一点点麻烦，他们会派出一班技术人员上飞机，然后通过降落伞降落，赶赴我们的停车场，而副主管会每15分钟与我们通一次话，通知我们飞机的位置。好啦，我是在开个玩笑，但这个玩笑并不过分。
　　今天，IT业有两个主要的特征：软件编得不好；服务越来越差。对于信息技术来说也是一样。请允许我举一个例子加以说明。我于今天早上卸载了自己的Symantec个人防火墙。对于个人防火墙的预订需要六个星期时间才更新一次。Symantec LiveUpdate大约每隔30分钟启动一次，弄乱我的屏幕，要求我点击两次OK来去掉它。在花三天时间也没有办法找出解决问题的方法之后，我只得卸载了Norton Personal Firewall。
　　本书的优点之一是，整个作者团体对于市场（包括快速变化的个人防火墙市场）上大多数商业和免费边界产品具有实际经验。同样，我们不想讲任何厂商的坏话—它们各自有其自己的弱点。我们在本书中用整整一章的篇幅来介绍如何在主机级别上实现防御部件（如个人防火墙），以此来帮助你避免一些常见的缺陷，同时了解可以使用哪些技术。我们可以肯定的是，由任何厂商提供的任何个人防火墙都不能够提供全面的保护功能（尽管它们是重要的和有价值的防御层）。
　　连续检查
　　飞行器工业能够在提高安全性方面取得巨大飞跃的主要原因之一是，与飞行有关的每一个部件和过程都受到严格的、完整的和连续的检查。这是我们在防御过程中需要做出的最重要的变革。当我在SANS讲课时，我通常会向学生问这样一个问题：“有谁每天都阅读事件日志？”只有少数人举手。我设法记住这些人的面容，然后在课间时将这些人聚集在一块。然后，我问他们：“日志中有些什么？存在哪些重复出现的问题？”他们通常不能做出回答。本书可以帮助你部署感测器和扫描程序。有一整章的篇幅介绍入侵检测。正如在关于软件结构的那一章中所介绍的那样，你所在机构的软件结构也可能成为安全边界的一个部件。
　　如果你问我在IT中具有发展前景的产业是什么，我的答案是，用于收集和显示信息的控制台、感测器和代理都具有发展前景。计算机系统的变化十分快速。它们与飞行在县镇上空的某种小型双翼飞机类似，这类飞机在飞行过程中，如果某个部件断裂了，则重新制作一个新的部件。我们可以在一次心跳的时间内添加和卸载软件，但是，当我们这样做时，却不能回到改动发生之前的状态。我们需要连续地监控变化，直到我们知道如何进行修改，并且严格实施修改控制为止。
　　纵深防御
　　当只载有一名乘客的飞机坠毁时，是一次灾难；当载满了乘客的飞机坠毁时，这种灾难就愈加严重；如果飞机被用做恐怖分子的武器，其恐怖程度简直无法形容。可以将目前的飞机场看做运用了纵深防御思想的例子。纵深防御是本书的一个主要思想，这个概念十分简单。在阻塞点后面再设阻塞点，使得攻击非常困难。为了快速通过航空通道，到达一个正在等待的、加了燃料的远程引擎喷气式飞机，接着占据该飞机，然后驾离作为飞机跑道的柏油碎石地面，最后起飞，必须要突破多少安全系统或防御层呢？如果你确实成功地将飞机升空了，还必须战胜歼击机。虽然劫持飞机不是完全不可能的，但是你不太可能击败目前在飞机场实施的纵深防御体系。
　　在本书的每一章中都介绍了纵深防御，纵深防御在信息技术中更易于实现。高速可编程硬件机器（如Top Layer的Attack Mitigator）可以帮助保护我们的网络边界免受拒绝服务泛洪攻击。我们在本前言中已讨论的技术，如设备防火墙和个人防火墙，允许以很少的开销或努力为边界实现多层防御。新的改进（如单个程序的包装）目前出现在已具有创新特点的产品中。当你阅读本书时，会学习到如何设计自己的网络，以使网络具有抵抗攻击的能力。随着信息社会的发展，保护知识产权资产的重要性将会继续提高。
　　核心商业要求
　　在不到一个世纪内，飞机已经从一个简单的飞行器发展成了对经济至关重要的工具。信息技术也在更少的时间内做了同样的事情，并且其重要性将继续增加。在接下来的几年内，在市场经济中生存下来的要诀是管理信息流，以便在需要资源时能够找到该资源，且获取的资源是完整的，同时维护专有信息和敏感信息的机密性。这是一项重大的任务，因此我们最好马上行动起来。
　　本书特色
　　本书凝聚了17位信息安全专家的经验，这17位专家组成了作者与审校者小组，他们一起协同工作，完成了本书的创作。我们的目标是提供一个关于设计、部署和维护可靠网络安全边界的实用指南。对网络进行保护并非易事，为了保护自己的网络，你需要了解不同类型的技术，并理解如何将这些技术进行彼此关联。这就是我们讨论关键的边界部件（如防火墙、VPN、路由器和入侵检测系统）的原因。我们还会解释如何将这些设备进行集成，以形成一个统一的整体。在对网络进行保护的时候，没有哪个单一的设备可以对付所有的威胁，这就是我们将注意力集中在分层的安全结构上的原因。纵深防御的思想贯穿全书，我们相信：对于在本书中讨论的边界安全技术的运用而言，这一思想会起到关键的作用。
　　本书适合的读者
　　这是一本中高级读本，适合于已充分了解TCP/IP和相关技术的安全专家、系统管理员和网络管理员。如果你对分析边界防御的最优方法感兴趣，并且对于增加自己的网络安全工具知识与技术知识感兴趣，那么，对于你而言，本书就是一本颇具价值的参考书籍。因为本书是同SANS Institute密切合作创作而成，所以，对于那些希望获得GCFW（GIAC Certified Firewall Analyst）证书的读者而言，本书还是一本优秀的补充读物。
　　内容概述
　　本书共包含四大部分。第一部分“网络边界基础”包含前5章，这个部分是后面各章的基础。第1章提供了一个概述，简要介绍了贯穿全书所讨论的主要内容。第一部分中的其他章讨论边界安全的核心概念，如报文过滤、有状态防火墙、代理和安全策略。
　　第二部分“边界的延伸”包括第6章至第10章，这一部分将集中介绍组成网络安全边界的附加部件。在此，我们分析了路由器的作用、网络的入侵检测系统（Intrusion Detection System，IDS）、虚拟专用网（Virtual Private Network，VPN）和以主机为中心的防御机制。
　　第三部分“边界设计”介绍如何进行良好的设计，在这一部分中，我们主要讨论如何将边界部件集成到一个统一的防御结构中去。第11章至第16章描述了一些方法，可以使用这些方法来实现适合于你的需要和预算的纵深防御，并运用你在前面的章节中学到的关于安全设备和方法的知识。除了讨论设计基础外，我们将着重点放在像资源分隔、软件结构和VPN集成这样的主题上。我们还解释了如何调整安全设计来获得最佳性能，并分析了几个结构示例。
　　本书以第四部分“边界安全评估方法”结束，这一部分中回答了“你是怎样知道的”这个问题，这部分包括第17章至第22章。这一部分介绍我们可以从边界系统中了解到什么，以及如何确保边界按照其设计运行。我们分析了边界维护过程、日志分析和故障诊断方法。我们还描述了对防御强度进行评估的技术，并解释了如何对网络结构进行对抗性检查。最后一章对贯穿于本书中的纵深防御概念进行了综述。从某种意义上讲，第22章与第1章首尾呼应，这一章用于汇总本书涉及的主要概念。
　　本书还附有几个附录。在这些附录中，提供了Cisco访问列表配置示例，讨论了密码术基础，并提供了网络空隙设备的概述。设计、部署和维护网络边界安全是一个具有挑战性的过程，我们希望本书介绍的网络防御方法能够使你的边界安全工作更加顺利。
　　约定
　　只要有可能，我们就会引用常见弱点和暴露（Common Vulnerabilities and Exposures，CVE）数据库，使你能够获取关于弱点的其他信息，例如：http://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename. cgi?name=CVE-2000-1027。
　　
　　—Stephen Northcutt及其创作组