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1 FIREWALL 1

2 Firewall NON è un muro di fuoco, è un muro tagliafuoco che ha il compito di isolare e compartimentare una struttura. Il firewall è l'insieme delle difese perimetrali, hardware e software, costituito da uno o più dispositivi. 2

3 Firewall restricts entry to carefully controlled points prevents attackers from getting close to defenses restricts exits to carefully controlled points 3

4 Firewall Combination of hardware and software to regulate traffic between an internal network and an external network (Internet) Benefits of being connected while minimizing the risks of threats 4

5 Firewall What can a firewall do? Focus security decisions Enforce security policies Log Internet activity What can t a firewall do? Protect against malicious insiders Protect against connections that bypass it Protect against completely new threats Protect against viruses and worms Set itself up correctly 5

6 Firewall Problems with firewalls Interfere with the Internet end-to-end communication model Create false sense of perfect security Increase inconvenience for users 6

7 Firewall Technologies Packetfiltering Proxy servers Network address translation 7

8 Packet Filtering Implemented through a screening router Router: can the packet be routed to its destination? Screening router: should the packet be routed to its destination? Decision based on information in the IP packet header IP source address IP destination address Protocol(TCP, UDP, ICMP) Source port number Destination port number Packet size 8

9 Packet Filtering Additional information Interface the packet arrives on Interface the packet will go out on State information Is the packet a response to an earlier packet? Number of recent packets seen from the same host Is the packet identical to a recently seen packet? Is the packet a fragment? 9

10 Packet Filtering 10

11 Advantages Packet Filtering One screening router can protect the entire network Extremely efficient Widely available Disadvantages Hard to configure Reduces router performance Limited in the range of policies that can be implemented 11

12 Proxy Servers Specialized application programs for Internet services (HTTP, FTP, telnet, etc.) Proxy server Proxy client Need a mechanism to restrict direct communication between the internal and external networks Typically combined with caching for performance 12

13 Dual-Homed Host Proxy Servers 13

14 Proxy Servers Advantages Can perform user-level authentication Can do intelligent (application specific) filtering Can be combined with caching Can do goodlogging Disadvantages Typically lag behind their nonproxied equivalents Require different servers for each service Require modifications to clients 14

15 Network Address Translation Allows a network to use a set of addresses internally and a different set of addresses externally Invented not for security but for conserving IP addresses Typically implemented within a router 15

16 Network Address Translation 16

17 Network Address Translation Advantages Enforces firewall control over outbound traffic Restricts incoming traffic (no spontaneous connections) Hides structure and details of internal network Disadvantages Interferes with some encryption-based techniques Dynamic allocation of addresses interferes with logging Internal network cannot host externally-visible services (requires port mapping) 17

18 Network Address Translation 18

19 SNAT 19

20 SNAT Le connessioni vengono alterate in maniera da presentare verso l esterno uno o più indirizzi IP diversi da quelli originali NAT dinamico (IP masquerading) le connessioni generate da un insieme di computer vengono viste all esterno con un solo indirizzo IP non viene modificato solo l indirizzo IP ma anche le porte TCP e UDP delle connessioni il router gestisce una tabella della corrispondenza tra porta esterna e indirizzo e porta interna permette di gestire solo connessioni originate all interno della rete NAT statico assegnare ad un host uno specifico indirizzo IP pubblico viene modificato solo l indirizzo IP ma non la porta di connessione 20

21 DNAT 21

22 DNAT Le connessioni effettuate dagli hostvengono modificate per essere ridirezionate verso indirizzi ip diversi da quelli originali Port forwarding in una situazione di IP masquerading, può essere necessario permettere connessioni verso host interni originate dall esterno le connessioni indirizzate verso una specifica porta vengono ridirezionate ad un particolare host della rete interna Bilanciamento del carico il traffico viene ridirezionatoad un indirizzo scelto tra un insieme di server permette di bilanciarne il carico di lavoro sei server High-availability E presente un server principale e almeno un server secondario Il router può rilevare il mancato funzionamento del server principale Per mantenere il corretto funzionamento del servizio redirezionail traffico verso il server secondario Proxy trasparente ridireziona le connessioni ad un server proxy Permette di sfruttare il sistema di caching fornito dal proxy Non necessita di configurazioni sui client 22

23 NAT Limita il principio della comunicazione any to any (da qualsiasi host a qualsiasi host) L instradamento non dipende più solo dall indirizzo IP di destinazione, ma da altre caratteristiche presenti a livello di trasporto Le configurazioni NAT possono diventare molto complesse da amministrare L apparato deve tenere una tabella delle connessioni attive Viola il principio per cui i router non devono mantenere uno stato relativo al traffico che li attraversa 23

24 Screening Router 24

25 Dual-homed Host 25

26 Screened Host 26

27 Screened Subnet 27

28 Reverse Proxy 28

29 Non è un firewall Reverse Proxy Protegge contro attacchi di tipo DoS Il proxyanalizza i pacchetti in arrivo e scarta quelli non validi La presenza dei proxypermette di utilizzare un sistema di caching Avere due proxyconsente di effettuare una politica di load-balancing 29

30 NETFILTER/IPTABLES 30

31 Netfilter: cos'è È un packetfiltera livello kernelper linux. È un frameworkcomposto dal filtro residente in kernelspacee dai tooldi configurazione in user-space. Accetta o rifiuta pacchetti basandosi su un set di regole. Esamina pacchetti confrontando sorgente, destinazione, porte e altri parametri a seconda del protocollo in esame. Fornisce ispezione stateful dei pacchetti. Supporta NAT, redirezionedelle porte e alterazione dei pacchetti. 31

32 Netfilter: user-space tools linux 2.0 ipfwadm semplice ( insert, remove ), struttura lineare: ogni regola deve essere processata finché non si ottiene un match o si raggiunge il default non estensibile stateless linux 2.2 ipchains più feature(qos, replace, negazioni), struttura ad albero: una regola può saltare da una catena a un'altra non molto più estensibile ancora stateless linux 2.4/2.6 iptables molte più feature(ipv4, ipv6, connection tracking, NAT, PORTFW, log,...) flessibile ed estensibile (moduli) stateful filtering 32

33 IPTables: Tabelle iptables[-t TABELLA] -A CATENA [-m MODULO] REGOLA... -j AZIONE Filter tabella di default se -t TABLE non specificato filtra il traffico in ingresso/uscita/transito catene: INPUT, OUTPUT, FORWARD Nat Network AddressTranslation, riscrittura della sorgente/destinazione del pacchetto catene: PREROUTING, OUTPUT, POSTROUTING Mangle alterazione dei pacchetti (TOS, MARK,...) catene: PREROUTING, INPUT, OUTPUT, FORWARD, POSTROUTING 33

34 IPTables: Catene Una catena è una ACLcostituita da una lista sequenziale di regole. INPUT: presente nelle tabelle filtere mangle, processa pacchetti destinati all'host OUTPUT: presente nelle tabelle filter, nate mangle, processa pacchetti originati dall'host FORWARD: presente nelle tabelle filtere mangle, processa il traffico in transito, ovvero i pacchetti instradati attraverso l'host 34

35 IPTables: Catene PREROUTING: presente nelle tabelle nate mangle, processa i pacchetti prima che il kernel ne calcoli il percorso di routing POSTROUTING: presente nelle tabelle nate mangle, processa i pacchetti dopo che il kernel ha calcolo il percorso di routing Altre catene possono essere create e aggiunte a piacimento. 35

36 IPTables: Catene ( sintassi) Ogni catena built-inha una policy di default che indica l'azione da compiere per i pacchetti che non corrispondono ad alcuna regola. Le policy possonoessere: ACCEPT, REJECT, DROP. Le possibili operazioni sulle catene sono: cambiare la policy di una catena: iptables-p CATENA POLICY (iptables-p INPUT DROP) creare una nuova catena: iptables-n NUOVA_CATENA cancellare una catena (non built-in): iptables-x NUOVA_CATENA rimuovere tutte le regole da una catena: iptables-f CATENA azzerare i contatori associati a una catena: iptables-z CATENA rinominare una catena: iptables-e VECCHIO_NOME NUOVO_NOME lista delle regole associate ad una catena: iptables-l CATENA 36

37 IPTables: Regole Ogni regola definisce le caratteristiche di un pacchetto da controllare e l'azione da compiere nel caso ci sia un match. Alcuni dei parametri disponibili sono: interfaccia di rete su cui transita il pacchetto IP sorgente, IP destinazione porte sorgente e destinazione (per TCP e UDP) flag di connessione (TCP) tipo e codice ICMP stato della connessione se l'azione associata alla regola è "terminante", il match termina l'analisi del pacchetto, altrimenti l'analisi prosegue con la regola successiva. L'azione può anche essere il jump ad un'altra catena. 37

38 IPTables: Regole (sintassi) aggiungere una regola in fondo a una catena: iptables ACATENA REGOLA... iptables-a INPUT -p tcp--dport22 -j ACCEPT inserire una regola in un punto specifico della catena: iptables I CATENA POSIZIONE REGOLA iptables-i INPUT 1 -i lo -j ACCEPT cancellare una regola: iptables-d CATENA POSIZIONE o iptables-d CATENA REGOLA iptables-d INPUT 2 iptables-d INPUT -p tcp--dport22 -j ACCEPT rimpiazzare una regola: iptables-r CATENA POSIZIONE NUOVA_REGOLA... iptables-r INPUT 2 -p tcp--dport22 --syn-j ACCEPT 38

39 IPTables: rule order The order of rules is very important. Rules are applied to the packets in the order in which they were added (within the context of each individual table and chain). As an example, if you append a rule to the filter table s INPUT chain to DROP packets on port 22, and then append another rule to ACCEPT packets on port 22 from a specific IP address, the packets will still be dropped because they will match the DROP rule before they match the ACCEPT rule. The first matching rule wins. The last bit about first packet will continue on to the next rule in the chain. matching rule wins has an exception though: if the matching rule has a nonterminating target (es. LOG) 39

40 IPTables: Azioni iptables[-t TABELLA] -A CATENA [-m MODULO] REGOLA... -j AZIONE ACCEPT - il pacchetto viene accettato REJECT - il pacchetto viene rifiutato informando il sender DROP -il pacchetto viene ignorato RETURN - il pacchetto ritorna alla catena originale L'azione può essere una qualunque altra catena o una funzione particolare come LOG/ULOG/TARPIT/... (filter), MARK/... (mangle), DNAT/SNAT/REDIRECT/... (nat) Come nel caso di LOG, un'azione può essere non terminante, l'analisi continua con la regola successiva. 40

41 IPTables: Parametri (sintassi) iptables[-t TABELLA] -A CATENA [-m MODULO] REGOLA... -j AZIONE -p[!] PROTOCOLLO indica il protocollo (-p tcp, -p 6). -s[!] IP_SORGENTE[/NETMASK] specifica l'indirizzo (o il blocco di indirizzi) della sorgente (-s , -s / , -s /8). -d [!] IP_DESTINAZIONE[/NETMASK] specifica l'indirizzo (o il blocco di indirizzi) della destinazione (-d ,...) -i[!] INTERFACCIA specifica l'interfaccia di rete dalla quale entra il pacchetto (-i lo, -i eth0, -i eth1,...) -o[!] INTERFACCIA specifica l'interfaccia di rete dalla quale esce il pacchetto (-o lo,...) -m MODULO : carica il modulo di estensione (-m tcp, -m state, -m recent,...) 41

42 IPTables: Parametri (sintassi) Per ogni protocollo esistono parametri particolari, per TCP e UDP, ad esempio, possiamo usare: --sport [!] PORTA per indicare la porta sorgente --dport[!] PORTA per indicare la porta di destinazione Per il protocollo TCP, caricando il modulo opportuno (-m tcp), è possibile controllare i flag di connessione: [!]--syn indica che il flagsyn e settato mentre FIN, RST e ACK non lo sono (richiesta nuova connessione) --tcp-flags[!] MASCHERA FLAG[,...] consente di controllare i singoli bit: SYN, ACK, RST, FIN, URG, PSH. Il comando --tcpflags FIN,SYN,RST,ACK SYN equivale a --syn. Per il protocollo ICMP (-m icmp), è possibile controllare il tipo e il codice del messaggio (--icmp-type echo-reply, -- icmp-type time-exceeded, --icmp-type destinationunreachable,...). Altri moduli abilitano altre opzioni per match più accurati su parametri aggiuntivi. 42

43 IPTables: Moduli iptables[-t TABELLA] -A CATENA [-m MODULO] REGOLA... -j AZIONE Tra i vari moduli disponibili, alcuni esempi degni di nota sono: tcp, udp, icmp, mac: abilitano opzioni aggiuntive per relativi protocolli(-m mac --mac-source 00:11:22:33:44:55 -j ACCEPT) state: abilita controllo sul connection tracking limit: limita il numero di pacchetti per unità di tempo che matchanola regola (-p icmp--icmp-typeecho-request-m limit--limit 3/s -J ACCEPT) recent: consente di creare una lista dinamica di IP per tracciare, ed eventualmente limitare, in maniera intelligente il numero di connessioni da un host multiport: consente di definire più porte (--dports80,443) o sorgente e destinazione con un unica opzione (--ports 123) 43

44 IPTables: connection tracking iptables[...] -m state --state STATO NEW: il pacchetto inizia una nuova connessione ESTABLISHED: il pacchetto è associato a una connessione esistente RELATED: il pacchetto inizia una nuova connessione ma è in relazione a una connessione già esistente (ftp-dataquando una sessione ftp-control è attiva, notifiche ICMP) INVALID: il pacchetto non appartiene ad una connessione esistente Esempio: iptables-a INPUT -p tcp-m tcp! --syn-m state --state NEW -j DROP iptables-a INPUT -m state --state INVALID -j DROP iptables-a INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT 44

45 IPTables: hints As much as possible, organize your rules so that most of your traffic will be matched by earlier rules in the ruleset. System resource usage is minimized by decreasing the number of rules that a packet hits beforeitmatches. Custom chains can be useful to decrease the number of rules a packet has to hit. For example, you can create separate chains for each protocol there is no need to test UDP traffic against rules that only apply to TCP traffic. 45

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