随着计算机网络的飞速发展，网络安全越来越被人们所认识和重视，在维护网络正常运行方面越来越起到举足轻重之作用，已成为当代信息社会的一个重要特征。在众多安全措施中，防火墙首当其中。以网络安全为中心，考虑网络的各个层面，整体把握网络在应用中的安全性。在构造防火墙的过程中，阐述进行设计防火墙的大部分概念和重要理论依据。介绍TCP／IP(传输控制协议／网际协议)协议以及防火墙常用的IP消息类型TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)、ICMP(网际控制报文协议)及其在网络传输中的作用、介绍数据输出包、数据输入包的概念及其基于防火墙中的思想。 从防火墙设计的逻辑关系来看，文中总体把握包过滤防火墙的思想，深入细致地介绍了网络会话的细节，基于输入包和输出包的过滤思想，如何有选择性地开放Internet公共服务三方面重要的内容，并提供相关实例。文章在介绍相关安全防御的同时对于常见的黑客攻击原理也做了说明，包括TCP SYN湮没攻击、Ping湮没攻击、UDP湮没攻击等。 在防火墙实现上，本文是基于Redhat Linux操作系统，主要用Linux2.4内核中ipchains构造不同网络拓朴结构的防火墙。文中对防火墙工具ipchains及其参数进行了详细的说明与描述，给出了具体的数据包过滤流程。从对防火墙机器的具体设置说起，介绍不同的网络体系结构并利用防火墙设计工具ipchains针对其各自设计，阐述防火墙设计的两种安全策略：默认禁止一切和默认接受一切，并对其进行相互的比较，给出相关的脚本语言。文中针对单系统、堡垒防火墙屏蔽子网、带DMZ(非军事化区)防御带三种不同网络拓扑结构加以说明，阐述NAT(网络地址转换)的原理和DMZ工作原理以及它们的相应网络拓扑结构。同时给出基于DNS服务的相关脚本。 本文主要针对中小型网络而设计基于Linux操作系统的包过滤防火墙，旨在保护其网络安全并节俭网络费用，为此实现NAT共享IP，屏蔽保护子网共享防火墙外网真实IP，达到伪装保护且节俭网络费用之功效，从而减轻网络负担；构造DMZ，将保护子网与网络服务器分离，有效地解决服务器提供网络服务与子网安全保护这一对矛盾，从而规划有效的防火墙设计适应更加复杂的安全策略。 本论文设计的包过滤防火墙体系兼结构简单、针对性强、投入费用少等特点，同时 为中小型企业构建和维护防火墙提供了相关的理论依据和参考。 试问你是大学生不，这是大学生防火墙论文的。我去年用的
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随着internet的迅猛发展，安全性已经成为网络互联技术中最关键的问题。本文——计算机与信息技术论文Internet防火墙技术综述，全面介绍了internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；同时简要描述了internet防火墙技术的发展趋势。 关键词：internet 网路安全 防火墙 过滤 地址转换 1． 引言 防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以internet网络为最甚。internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的�1.6�亿美元上升到今年的9.8亿美元。� 为了更加全面地了解internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。� 2. internet防火墙技术简介� 防火墙原是指建筑物大厦用来防止火灾蔓延的隔断墙。从理论上讲，internet防火墙服务也属于类似的用来防止外界侵入的。它可以防 止internet上的各种危险(病毒、资源盗用等)传播到你的网络内部。而事实上，防火墙并不像现实生活中的防火墙，它有点像古代守护城池用的护城河，服务于以下多个目的：� 1)限定人们从一个特定的控制点进入；� 2)限定人们从一个特定的点离开；� 3)防止侵入者接近你的其他防御设施；� 4)有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。� 在现实生活中，internet防火墙常常被安装在受保护的内部网络上并接入internet。 所有来自internet的传输信息或你发出的信息都必须经过防火墙。这样，防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。从逻辑上讲，防火墙是起分隔、限制、分析的作用，这一点同样可以从图1中体会出来。那么，防火墙究竟是什么呢?实际上，防火墙是加强internet(内部网)之间安全防御的一个或一组系统，它由一组硬件设备(包括路由器、服务器)及相应软件构成。3. 防火墙技术与产品发展的回顾� 防火墙是网络安全策略的有机组成部分，它通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理。从总体上看，防火墙应该具有以下五大基本功能：� ●过滤进、出网络的数据；� ●管理进、出网络的访问行为；� ●封堵某些禁止行为；� ●记录通过防火墙的信息内容和活动；� ●对网络攻击进行检测和告警。� 为实现以上功能，在防火墙产品的开发中，人们广泛地应用了网络拓扑、计算机操作系统、路由、加密、访问控制、安全审计等成熟或先进的技术和手段。纵观防火墙近年来的发展，可以将其划分为如下四个阶段(即四代)。� 3.1 基于路由器的防火墙� 由于多数路由器本身就包含有分组过滤功能，故网络访问控制可能通过路控制来实现，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。第一代防火墙产品的特点是：� 1)利用路由器本身对分组的解析，以访问控制表(access list)方式实现对分组的过滤；� 2)过滤判断的依据可以是：地址、端口号、ip旗标及其他网络特征；� 3)只有分组过滤的功能，且防火墙与路由器是一体的。这样，对安全要求低的网络可以采用路由器附带防火墙功能的方法，而对安全性要求高的网络则需要单独利用一台路由器作为防火墙。� 第一代防火墙产品的不足之处十分明显，具体表现为：� ●路由协议十分灵活，本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。例如，在使用Ftp协议时，外部服务器容易从20号端口上与内部网相连，即使在路由器上设置了过滤规则，内部网络的20号端口仍可以由外部探寻。� ●路由器上分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性。作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。� ●路由器防火墙的最大隐患是：攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的，黑客(hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺防火墙。� ●路由器防火墙的本质缺陷是：由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由，而防火墙则要对访问行为实施静态的、固态的控制，这是一对难以调和的矛盾，防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。 � 可以说基于路由器的防火墙技术只是网络安全的一种应急措施，用这种权宜之计去对付黑客的攻击是十分危险的。 3.2 用户化的防火墙工具套� 为了弥补路由器防火墙的不足，很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络，从而推动了用户防火墙工具套的出现。� 作为第二代防火墙产品，用户化的防火墙工具套具有以下特征：� 1)将过滤功能从路由器中独立出来，并加上审计和告警功能；� 2)针对用户需求，提供模块化的软件包；� 3)软件可以通过网络发送，用户可以自己动手构造防火墙；� 4)与第一代防火墙相比，安全性提高了，价格也降低了。� 由于是纯软件产品，第二代防火墙产品无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求，并带来以下问题：� 配置和维护过程复杂、费时；� 对用户的技术要求高；� 全软件实现，使用中出现差错的情况很多。� 3.3 建立在通用操作系统上的防火墙� 基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品，它们具有如下一些特点：� 1)是批量上市的专用防火墙产品；� 2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能；� 3)装有专用的代理系统，监控所有协议的数据和指令；� 4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置； 5)安全性和速度大大提高。� 第三代防火墙有以纯软件实现的，也有以硬件方式实现的，它们已经得到了广大用户的认同。但随着安全需求的变化和使用时间的推延，仍表现出不少问题，比如：� 1)作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知，由于源码的保密，其安全性无从保证；� 2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商，通用操作系统厂商不会对操作系统的安全性负责；� 3)从本质上看，第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击，还要防止来自操作系统厂商的攻击；� 4)在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关且具有加密鉴别功能；� 5)透明性好，易于使用。� 4. 第四代防火墙的主要技术及功能� 第四代防火墙产品将网关与安全系统合二为一，具有以下技术功能。� 4.1 双端口或三端口的结构� 新一代防火墙产品具有两个或三个独立的网卡，内外两个网卡可不做ip转化而串接于内部与外部之间，另一个网卡可专用于对服务器的安全保护。 � 4.2 透明的访问方式� 以前的防火墙在访问方式上要么要求用户做系统登录，要么需通过socks等库路径修改客户机的应用。第四代防火墙利用了透明的代理系统技术，从而降低了系统登录固有的安全风险和出错概率。� 4.3 灵活的代理系统� 代理系统是一种将信息从防火墙的一侧传送到另一侧的软件模块，第四代防火墙采用了两种代理机制：一种用于代理从内部网络到外部网络的连接；另一种用于代理从外部网络到内部网络的连接。前者采用网络地址转接(nit)技术来解决，后者采用非保密的用户定制代理或保密的代理系统技术来解决。� 4.4 多级过滤技术� 为保证系统的安全性和防护水平，第四代防火墙采用了三级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤一级，能过滤掉所有的源路由分组和假冒ip地址；在应用级网关一级，能利用Ftp、smtp等各种网关，控制和监测internet提供的所有通用服务；在电路网关一级，实现内部主机与外部站点的透明连接，并对服务的通行实行严格控制。� 4.5 网络地址转换技术� 第四代防火墙利用nat技术能透明地对所有内部地址做转换，使得外部网络无法了解内部网络的内部结构，同时允许内部网络使用自己编的ip源地址和专用网络，防火墙能详尽记录每一个主机的通信，确保每个分组送往正确的地址。� 4.6 internet网关技术� 由于是直接串联在网络之中，第四代防火墙必须支持用户在internet互联的所有服务，同时还要防止与internet服务有关的安全漏洞，故它要能够以多种安全的应用服务器(包括ftp、finger、mail、ident、news、www等)来实现网关功能。为确保服务器的安全性，对所有的文件和命令均要利用“改变根系统调用(chroot)”做物理上的隔离。� 在域名服务方面，第四代防火墙采用两种独立的域名服务器：一种是内部dns服务器，主要处理内部网络和dns信息；另一种是外部dns服务器，专门用于处理机构内部向internet提供的部分dns信息。在匿名ftp方面，服务器只提供对有限的受保护的部分目录的只读访问。在www服务器中，只支持静态的网页，而不允许图形或cgi代码等在防火墙内运行。在finger服务器中，对外部访问，防火墙只提可由内部用户配置的基本的文本信息，而不提供任何与攻击有关的系统信息。smtp与pop邮件服务器要对所有进、出防火墙的邮件做处理，并利用邮件映射与标头剥除的方法隐除内部的邮件环境。ident服务器对用户连接的识别做专门处理，网络新闻服务则为接收来自isp的新闻开设了专门的磁盘空间。 4.7 安全服务器网络(ssn)� 为了适应越来越多的用户向internet上提供服务时对服务器的需要，第四代防火墙采用分别保护的策略对用户上网的对外服务器实施保护，它利用一张网卡将对外服务器作为一个独立网络处理，对外服务器既是内部网络的一部分，又与内部网关完全隔离，这就是安全服务器网络(ssn)技术。而对ssn上的主机既可单独管理，也可设置成通过Ftp、tnlnet等方式从内部网上管理。� ssn方法提供的安全性要比传统的“隔离区(dmz)”方法好得多，因为ssn与外部网之间有防火墙保护，ssn与风部网之间也有防火墙的保护，而dmz只是一种在内、外部网络网关之间存在的一种防火墙方式。换言之，一旦ssn受破坏，内部网络仍会处于防火墙的保护之下，而一旦dmz受到破坏，内部网络便暴露于攻击之下。� 4.8 用户鉴别与加密� 为了减低防火墙产品在tnlnet、ftp等服务和远程管理上的安全风险，鉴别功能必不可少。第四代防火墙采用一次性使用的口令系统来作为用户的鉴别手段，并实现了对邮件的加密。� 4.9 用户定制服务� 为了满足特定用户的特定需求，第四代防火墙在提供众多服务的同时，还为用户定制提供支持，这类选项有：通用tcp、出站udp、ftp、smtp等，如果某一用户需要建立一个数据库的代理，便可以利用这些支持，方便设置。� 4.10 审计和告警� 第四代防火墙产品采用的审计和告警功能十分健全，日志文件包括：一般信息、内核信息、核心信息、接收邮件、邮件路径、发送邮件、已收消息、已发消息、连接需求、已鉴别的访问、告警条件、管理日志、进站代理、ftp代理、出站代理、邮件服务器、名服务器等。告警功能会守住每一个tcp或udp探寻，并能以发出邮件、声响等多种方式报警。� 此外，第四代防火墙还在网络诊断、数据备份保全等方面具有特色。� 5． 第四代防火墙技术的实现方法 在第四代防火墙产品的设计与开发中，安全内核、代理系统、多级过滤、安全服务器、鉴别与加密是关键所在。� 5.1 安全内核的实现� 第四代防火墙是建立在安全操作系统之上的，安全操作系统来自对专用操作系统的安全加固和改造，从现在的诸多产品看，对安全操作系统内核的固化与改造主要从以下几个方面进行：� 1)取消危险的系统调用；� 2)限制命令的执行权限；� 3)取消ip的转发功能；� 4)检查每个分组的接口；� 5)采用随机连接序号；� 6)驻留分组过滤模块；� 7)取消动态路由功能；� 8)采用多个安全内核。� 5.2 代理系统的建立� 防火墙不允许任何信息直接穿过它，对所有的内外连接均要通过代理系统来实现，为保证整个防火墙的安全，所有的代理都应该采用改变根目录方式存在一个相对独立的区域以安全隔离。� 在所有的连接通过防火墙前，所有的代理要检查已定义的访问规则，这些规则控制代理的服务根据以下内容处理分组：� 1)源地址；� 2)目的地址；� 3)时间；� 4)同类服务器的最大数量。� 所有外部网络到防火墙内部或ssn的连接由进站代理处理，进站代理要保证内部主机能够了解外部主机的所有信息，而外部主机只能看到防火墙之外或ssn的地址。� 所有从内部网络ssn通过防火墙与外部网络建立的连接由出站代理处理，出站代理必须确保完全由它代表内部网络与外部地址相连，防止内部网址与外部网址的直接连接，同时还要处理内部网络ssn的连接。� 5.3 分组过滤器的设计� 作为防火墙的核心部件之一，过滤器的设计要尽量做到减少对防火墙的访问，过滤器在调用时将被下载到内核中执行，服务终止时，过滤规则会从内核中消除，所有的分组过滤功能都在内核中ip堆栈的深层运行，极为安全。分组过滤器包括以下参数。� 1)进站接口；� 2)出站接口；� 3)允许的连接；� 4)源端口范围；� 5)源地址；� 6)目的端口的范围等。� 对每一种参数的处理都充分体现设计原则和安全政策。� 5.4 安全服务器的设计� 安全服务器的设计有两个要点：第一，所有ssn的流量都要隔离处理，即从内部网和外部网而来的路由信息流在机制上是分离的；第二，ssn的作用类似于两个网络，它看上去像是内部网，因为它对外透明，同时又像是外部网络，因为它从内部网络对外访问的方式十分有限。� ssn上的每一个服务器都隐蔽于internet，ssn提供的服务对外部网络而言好像防火墙功能，由于地址已经是透明的，对各种网络应用没有限制。实现ssn的关键在于：� 1)解决分组过滤器与ssn的连接；� 2)支持通过防火对ssn的访问; 3)支持代理服务。 5.5鉴别与加密的考虑 鉴别与加密是防火墙识别用户、验证访问和保护信息的有效手段，鉴别机制除了提供安全保护之外，还有安全管理功能，目前国外防火墙产品中广泛使用令牌鉴别方式，具体方法有两种：一种是加密卡（cryptocard）;另一种是secure id,这两种都是一次姓口令的生成工具。 对信息内容的加密与鉴别测涉及加密算法和数字签名技术，除pem、pgp和kerberos外，目前国外防火墙产品中尚没有更好的机制出现，由于加密算法涉及国家安全和主权，各国有不同的要求。 6. 第四代防火墙的抗攻击能力 作为一种安全防护设备，防火墙在网络中自然是众多攻击者的目标，故抗攻击能力也是防火墙的必备功能。在internet环境中针对防火墙的攻击很多，下面从几种主要的攻击方法来评估第四代防火墙的抗攻击能力。 6.1 抗ip假冒攻击 ip假冒是指一个非法的主机假冒内部的主机地址，取服务器的“信任”，从而达到对网络的攻击目的。由于第四代防火墙已经将网内的实际地址隐蔽起来，外部用户很难知道内部的ip地址，因而难以攻击。 6.2 抗特洛伊木马攻击 特洛伊木马能将病毒或破坏性程序传入计算机网络，且通常是将这些恶意程序隐蔽在正常的程序之中，尤其是热门程序或游戏，一些用户下载病执行这一程序，其中的病毒便会发作。第四代防火墙是建立在安全的操作系统之上的，其内核中不能执行下载的程序，故而可以防止特洛伊木马的发生。必须指出的是，防火墙能抗特洛伊木马的攻击并并不表明其保护的某个主机也能防止这类攻击。事实上，内部用户可以通过防火墙下载程序，并执行下载的程序。 6.3 抗口令字探寻攻击 在网络中探寻口令的方法很多，最常见的是口令嗅探和口令解密。嗅探是通过监测网络通信，截获用户转给服务器的口令字，记录下来，以便使用；解密是指采用强力攻击、猜测或截获含有加密口令的文件，并设法解密。此外，攻击者还常常利用一些常用口令直接登录。 第四代防火墙采用了一次性口令字和禁此直接登录防火墙措施，能够有效防止对口令字的攻击。 6.4 抗网络安全性分析 网络安全性分析工具是提供管理人员分析网络安全性之用，一旦这类工具用作攻击网络的手段，则能够比较方便地探测到内部网络的安全缺陷和弱点所在。目前，sata软件可以从网上免费获得，internet scanner可以从市面上购买，这些分析工具给网路安全构成了直接的威胁。第四代防火墙采用了地主转换技术，将内部网络隐蔽起来，使网路安全分析工具无法从外部对内部网络做分析。 6.5 抗邮件攻击 邮件也是越来越突出的攻击方式，第四代防火墙不接收任何邮件，故难以采用这种方式对它攻击，同样值得一提的是，防火墙不接收邮件，并不表示它不让邮件通过，实际上用户仍可收发邮件，内部用户要防邮件，最终的解决办法是对邮件加密。 7. 防火墙技术展望 伴随着internet的飞速发展，防火墙技术产品的更新步伐必然会加强，而要全面展望防火墙技术的发展几乎是不可能的。但是，从产品及功能上，却又可以看出一些动向和趋势。下面诸点可能是下一步的走向和选择： 1）防火墙将从目前对子网或内部网管理的方式向远程上网集中管理是方式发展。 2）过滤深度会不断加强，从目前的地址、服务过滤，发展到url（页面）过滤、关键字过滤和对activex、java等的过滤，并逐渐有病毒扫描功能。 3）利用防火墙建立专用网是较长一段时间用户使用的主流，ip的加密需求越来越强，安全协议的开发是一大热点。� 4)单向防火墙(又叫做网络二极管)将作为一种产品门类而出现。� 5)对网络攻击的检测和各种告警将成为防火墙的重要功能。 6)安全管理工具不断完善，特别是可以活动的日志分析工具等将成为防火墙产品中的一部分。� 另外值得一提的是，伴随着防火墙技术的不断发展，人们选择防火墙的标准将主要集中在易于管理、应用透明性、鉴别与加密功能、操作环境和硬件要求、vpn的功能与ca的功能、接口的数量、成本等几个方面。
随着计算机网络的发展，上网的人数不断地增大，网上的资源也不断地增加，网络的开放性、共享性、互连程度也随着扩大。网络安全产品也被人们重视起来。防火墙作为最早出现的网络安全产品和使用量最大的安全产品，也受到用户和研发机构的青睐。防火墙技术是近年来发展起来的一种保护计算机网络安全的技术性措施。防火墙实际上是一种访问控制技术，在某个机构的网络和不安全的网络之间设置障碍，阻止对信息资源的非法访问, 也可以使用防火墙阻止保密信息从受保护网络上被非法输出。换言之，防火墙是一道门槛, 控制进出两个方向的通信。通过限制与网络或某一特定区域的通信, 以达到防止非法用户侵犯受保护网络的目的。防火墙不是一个单独的计算机程序或设备。在理论上，防火墙是由软件和硬件两部分组成，用来阻止所有网络间不受欢迎的信息交换，而允许那些可接受的通信。 随着Internet/Intranet技术的飞速发展，网络安全问题必将愈来愈引起人们的重视。防火墙技术作为目前用来实现网络安全措施的一种主要手段，它主要是用来拒绝未经授权用户的访问，阻止未经授权用户存取敏感数据，同时允许合法用户不受妨碍的访问网络资源。如果使用得当，可以在很大程度上提高网络安全。 [正文] 1 引言 网络已经成为了人类所构建的最丰富多彩的虚拟世界，网络的迅速发展，给我们的工作和学习生活带来了巨大的改变。我们通过网络获得信息，共享资源。如今， Internet遍布世界任何一个角落，并且欢迎任何一个人加入其中，相互沟通，相互交流。随着网络的延伸，安全问题受到人们越来越多的关注。在网络日益复杂化，多样化的今天，如何保护各类网络和应用的安全，如何保护信息安全，将作为本次论文设计的的重点。 几乎所有接触网络的人都知道网络中有一些费尽心机闯入他人计算机系统的人，他们利用各种网络和系统的漏洞，非法获得未授权的访问信息。不幸的是如今攻击网络系统和窃取信息已经不需要什么高深的技巧。网络中有大量的攻击工具和攻击文章等资源，可以任意使用和共享。不需要去了解那些攻击程序是如何运行的，只需要简单的执行就可以给网络造成巨大的威胁。甚至部分程序不需要人为的参与，非常智能化的扫描和破坏整个网络。这种情况使得近几年的攻击频率和密度显著增长，给网络安全带来越来越多的安全隐患。有人曾提出过如果把每个单独的系统配置好，其实也能经受住攻击。遗憾的是很多系统在缺省情况下都是脆弱的。最显著的例子就是Windows系统，我们不得不承认在Windows 2003以前的时代， Windows默认开放了太多不必要的服务和端口，共享信息没有合理配置与审核。如果管理员通过安全部署，包括删除多余的服务和组件，严格执行NTFS权限分配，控制系统映射和共享资源的访问，以及帐户的加固和审核，补丁的修补等。但是致命的一点是，该服务器系统无法在安全性，可用性和功能上进行权衡和妥协。因此，如何保护企业内部网络中的资源及信息不受外部攻击者肆意破坏或盗窃，是企业网络安全需要解决的重要问题。 防火墙就是保护网络安全最主要的手段之一，它是设置在被保护网络与外部网络之间的一道屏障，以防止不可预测的、潜在破坏的非法入侵。它通过监测、限制、修改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外屏蔽网络内部的结构、信息和运行情况，以此来实现内部网络的安全保护。 ......
随着internet的迅猛发展，安全性已经成为网络互联技术中最关键的问题。本文——计算机与信息技术论文Internet防火墙技术综述，全面介绍了internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；同时简要描述了internet防火墙技术的发展趋势。 关键词：internet 网路安全 防火墙 过滤 地址转换 1． 引言 防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以internet网络为最甚。internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的�1.6�亿美元上升到今年的9.8亿美元。� 为了更加全面地了解internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。� 2. internet防火墙技术简介� 防火墙原是指建筑物大厦用来防止火灾蔓延的隔断墙。从理论上讲，internet防火墙服务也属于类似的用来防止外界侵入的。它可以防 止internet上的各种危险(病毒、资源盗用等)传播到你的网络内部。而事实上，防火墙并不像现实生活中的防火墙，它有点像古代守护城池用的护城河，服务于以下多个目的：� 1)限定人们从一个特定的控制点进入；� 2)限定人们从一个特定的点离开；� 3)防止侵入者接近你的其他防御设施；� 4)有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。� 在现实生活中，internet防火墙常常被安装在受保护的内部网络上并接入internet。 所有来自internet的传输信息或你发出的信息都必须经过防火墙。这样，防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。从逻辑上讲，防火墙是起分隔、限制、分析的作用，这一点同样可以从图1中体会出来。那么，防火墙究竟是什么呢?实际上，防火墙是加强internet(内部网)之间安全防御的一个或一组系统，它由一组硬件设备(包括路由器、服务器)及相应软件构成。3. 防火墙技术与产品发展的回顾� 防火墙是网络安全策略的有机组成部分，它通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理。从总体上看，防火墙应该具有以下五大基本功能：� ●过滤进、出网络的数据；� ●管理进、出网络的访问行为；� ●封堵某些禁止行为；� ●记录通过防火墙的信息内容和活动；� ●对网络攻击进行检测和告警。� 为实现以上功能，在防火墙产品的开发中，人们广泛地应用了网络拓扑、计算机操作系统、路由、加密、访问控制、安全审计等成熟或先进的技术和手段。纵观防火墙近年来的发展，可以将其划分为如下四个阶段(即四代)。� 3.1 基于路由器的防火墙� 由于多数路由器本身就包含有分组过滤功能，故网络访问控制可能通过路控制来实现，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。第一代防火墙产品的特点是：� 1)利用路由器本身对分组的解析，以访问控制表(access list)方式实现对分组的过滤；� 2)过滤判断的依据可以是：地址、端口号、ip旗标及其他网络特征；� 3)只有分组过滤的功能，且防火墙与路由器是一体的。这样，对安全要求低的网络可以采用路由器附带防火墙功能的方法，而对安全性要求高的网络则需要单独利用一台路由器作为防火墙。� 第一代防火墙产品的不足之处十分明显，具体表现为：� ●路由协议十分灵活，本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。例如，在使用Ftp协议时，外部服务器容易从20号端口上与内部网相连，即使在路由器上设置了过滤规则，内部网络的20号端口仍可以由外部探寻。� ●路由器上分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性。作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。� ●路由器防火墙的最大隐患是：攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的，黑客(hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺防火墙。� ●路由器防火墙的本质缺陷是：由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由，而防火墙则要对访问行为实施静态的、固态的控制，这是一对难以调和的矛盾，防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。 � 可以说基于路由器的防火墙技术只是网络安全的一种应急措施，用这种权宜之计去对付黑客的攻击是十分危险的。 3.2 用户化的防火墙工具套� 为了弥补路由器防火墙的不足，很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络，从而推动了用户防火墙工具套的出现。� 作为第二代防火墙产品，用户化的防火墙工具套具有以下特征：� 1)将过滤功能从路由器中独立出来，并加上审计和告警功能；� 2)针对用户需求，提供模块化的软件包；� 3)软件可以通过网络发送，用户可以自己动手构造防火墙；� 4)与第一代防火墙相比，安全性提高了，价格也降低了。� 由于是纯软件产品，第二代防火墙产品无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求，并带来以下问题：� 配置和维护过程复杂、费时；� 对用户的技术要求高；� 全软件实现，使用中出现差错的情况很多。� 3.3 建立在通用操作系统上的防火墙� 基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品，它们具有如下一些特点：� 1)是批量上市的专用防火墙产品；� 2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能；� 3)装有专用的代理系统，监控所有协议的数据和指令；� 4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置； 5)安全性和速度大大提高。� 第三代防火墙有以纯软件实现的，也有以硬件方式实现的，它们已经得到了广大用户的认同。但随着安全需求的变化和使用时间的推延，仍表现出不少问题，比如：� 1)作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知，由于源码的保密，其安全性无从保证；� 2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商，通用操作系统厂商不会对操作系统的安全性负责；� 3)从本质上看，第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击，还要防止来自操作系统厂商的攻击；� 4)在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关且具有加密鉴别功能；� 5)透明性好，易于使用。� 4. 第四代防火墙的主要技术及功能� 第四代防火墙产品将网关与安全系统合二为一，具有以下技术功能。� 4.1 双端口或三端口的结构� 新一代防火墙产品具有两个或三个独立的网卡，内外两个网卡可不做ip转化而串接于内部与外部之间，另一个网卡可专用于对服务器的安全保护。 � 4.2 透明的访问方式� 以前的防火墙在访问方式上要么要求用户做系统登录，要么需通过socks等库路径修改客户机的应用。第四代防火墙利用了透明的代理系统技术，从而降低了系统登录固有的安全风险和出错概率。� 4.3 灵活的代理系统� 代理系统是一种将信息从防火墙的一侧传送到另一侧的软件模块，第四代防火墙采用了两种代理机制：一种用于代理从内部网络到外部网络的连接；另一种用于代理从外部网络到内部网络的连接。前者采用网络地址转接(nit)技术来解决，后者采用非保密的用户定制代理或保密的代理系统技术来解决。� 4.4 多级过滤技术� 为保证系统的安全性和防护水平，第四代防火墙采用了三级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤一级，能过滤掉所有的源路由分组和假冒ip地址；在应用级网关一级，能利用Ftp、smtp等各种网关，控制和监测internet提供的所有通用服务；在电路网关一级，实现内部主机与外部站点的透明连接，并对服务的通行实行严格控制。� 4.5 网络地址转换技术� 第四代防火墙利用nat技术能透明地对所有内部地址做转换，使得外部网络无法了解内部网络的内部结构，同时允许内部网络使用自己编的ip源地址和专用网络，防火墙能详尽记录每一个主机的通信，确保每个分组送往正确的地址。� 4.6 internet网关技术� 由于是直接串联在网络之中，第四代防火墙必须支持用户在internet互联的所有服务，同时还要防止与internet服务有关的安全漏洞，故它要能够以多种安全的应用服务器(包括ftp、finger、mail、ident、news、www等)来实现网关功能。为确保服务器的安全性，对所有的文件和命令均要利用“改变根系统调用(chroot)”做物理上的隔离。� 在域名服务方面，第四代防火墙采用两种独立的域名服务器：一种是内部dns服务器，主要处理内部网络和dns信息；另一种是外部dns服务器，专门用于处理机构内部向internet提供的部分dns信息。在匿名ftp方面，服务器只提供对有限的受保护的部分目录的只读访问。在www服务器中，只支持静态的网页，而不允许图形或cgi代码等在防火墙内运行。在finger服务器中，对外部访问，防火墙只提可由内部用户配置的基本的文本信息，而不提供任何与攻击有关的系统信息。smtp与pop邮件服务器要对所有进、出防火墙的邮件做处理，并利用邮件映射与标头剥除的方法隐除内部的邮件环境。ident服务器对用户连接的识别做专门处理，网络新闻服务则为接收来自isp的新闻开设了专门的磁盘空间。 4.7 安全服务器网络(ssn)� 为了适应越来越多的用户向internet上提供服务时对服务器的需要，第四代防火墙采用分别保护的策略对用户上网的对外服务器实施保护，它利用一张网卡将对外服务器作为一个独立网络处理，对外服务器既是内部网络的一部分，又与内部网关完全隔离，这就是安全服务器网络(ssn)技术。而对ssn上的主机既可单独管理，也可设置成通过Ftp、tnlnet等方式从内部网上管理。� ssn方法提供的安全性要比传统的“隔离区(dmz)”方法好得多，因为ssn与外部网之间有防火墙保护，ssn与风部网之间也有防火墙的保护，而dmz只是一种在内、外部网络网关之间存在的一种防火墙方式。换言之，一旦ssn受破坏，内部网络仍会处于防火墙的保护之下，而一旦dmz受到破坏，内部网络便暴露于攻击之下。� 4.8 用户鉴别与加密� 为了减低防火墙产品在tnlnet、ftp等服务和远程管理上的安全风险，鉴别功能必不可少。第四代防火墙采用一次性使用的口令系统来作为用户的鉴别手段，并实现了对邮件的加密。� 4.9 用户定制服务� 为了满足特定用户的特定需求，第四代防火墙在提供众多服务的同时，还为用户定制提供支持，这类选项有：通用tcp、出站udp、ftp、smtp等，如果某一用户需要建立一个数据库的代理，便可以利用这些支持，方便设置。� 4.10 审计和告警� 第四代防火墙产品采用的审计和告警功能十分健全，日志文件包括：一般信息、内核信息、核心信息、接收邮件、邮件路径、发送邮件、已收消息、已发消息、连接需求、已鉴别的访问、告警条件、管理日志、进站代理、ftp代理、出站代理、邮件服务器、名服务器等。告警功能会守住每一个tcp或udp探寻，并能以发出邮件、声响等多种方式报警。� 此外，第四代防火墙还在网络诊断、数据备份保全等方面具有特色。� 5． 第四代防火墙技术的实现方法 在第四代防火墙产品的设计与开发中，安全内核、代理系统、多级过滤、安全服务器、鉴别与加密是关键所在。� 5.1 安全内核的实现� 第四代防火墙是建立在安全操作系统之上的，安全操作系统来自对专用操作系统的安全加固和改造，从现在的诸多产品看，对安全操作系统内核的固化与改造主要从以下几个方面进行：� 1)取消危险的系统调用；� 2)限制命令的执行权限；� 3)取消ip的转发功能；� 4)检查每个分组的接口；� 5)采用随机连接序号；� 6)驻留分组过滤模块；� 7)取消动态路由功能；� 8)采用多个安全内核。� 5.2 代理系统的建立� 防火墙不允许任何信息直接穿过它，对所有的内外连接均要通过代理系统来实现，为保证整个防火墙的安全，所有的代理都应该采用改变根目录方式存在一个相对独立的区域以安全隔离。� 在所有的连接通过防火墙前，所有的代理要检查已定义的访问规则，这些规则控制代理的服务根据以下内容处理分组：� 1)源地址；� 2)目的地址；� 3)时间；� 4)同类服务器的最大数量。� 所有外部网络到防火墙内部或ssn的连接由进站代理处理，进站代理要保证内部主机能够了解外部主机的所有信息，而外部主机只能看到防火墙之外或ssn的地址。� 所有从内部网络ssn通过防火墙与外部网络建立的连接由出站代理处理，出站代理必须确保完全由它代表内部网络与外部地址相连，防止内部网址与外部网址的直接连接，同时还要处理内部网络ssn的连接。� 5.3 分组过滤器的设计� 作为防火墙的核心部件之一，过滤器的设计要尽量做到减少对防火墙的访问，过滤器在调用时将被下载到内核中执行，服务终止时，过滤规则会从内核中消除，所有的分组过滤功能都在内核中ip堆栈的深层运行，极为安全。分组过滤器包括以下参数。� 1)进站接口；� 2)出站接口；� 3)允许的连接；� 4)源端口范围；� 5)源地址；� 6)目的端口的范围等。� 对每一种参数的处理都充分体现设计原则和安全政策。� 5.4 安全服务器的设计� 安全服务器的设计有两个要点：第一，所有ssn的流量都要隔离处理，即从内部网和外部网而来的路由信息流在机制上是分离的；第二，ssn的作用类似于两个网络，它看上去像是内部网，因为它对外透明，同时又像是外部网络，因为它从内部网络对外访问的方式十分有限。� ssn上的每一个服务器都隐蔽于internet，ssn提供的服务对外部网络而言好像防火墙功能，由于地址已经是透明的，对各种网络应用没有限制。实现ssn的关键在于：� 1)解决分组过滤器与ssn的连接；� 2)支持通过防火对ssn的访问; 3)支持代理服务。 5.5鉴别与加密的考虑 鉴别与加密是防火墙识别用户、验证访问和保护信息的有效手段，鉴别机制除了提供安全保护之外，还有安全管理功能，目前国外防火墙产品中广泛使用令牌鉴别方式，具体方法有两种：一种是加密卡（cryptocard）;另一种是secure id,这两种都是一次姓口令的生成工具。 对信息内容的加密与鉴别测涉及加密算法和数字签名技术，除pem、pgp和kerberos外，目前国外防火墙产品中尚没有更好的机制出现，由于加密算法涉及国家安全和主权，各国有不同的要求。 6. 第四代防火墙的抗攻击能力 作为一种安全防护设备，防火墙在网络中自然是众多攻击者的目标，故抗攻击能力也是防火墙的必备功能。在internet环境中针对防火墙的攻击很多，下面从几种主要的攻击方法来评估第四代防火墙的抗攻击能力。 6.1 抗ip假冒攻击 ip假冒是指一个非法的主机假冒内部的主机地址，取服务器的“信任”，从而达到对网络的攻击目的。由于第四代防火墙已经将网内的实际地址隐蔽起来，外部用户很难知道内部的ip地址，因而难以攻击。 6.2 抗特洛伊木马攻击 特洛伊木马能将病毒或破坏性程序传入计算机网络，且通常是将这些恶意程序隐蔽在正常的程序之中，尤其是热门程序或游戏，一些用户下载病执行这一程序，其中的病毒便会发作。第四代防火墙是建立在安全的操作系统之上的，其内核中不能执行下载的程序，故而可以防止特洛伊木马的发生。必须指出的是，防火墙能抗特洛伊木马的攻击并并不表明其保护的某个主机也能防止这类攻击。事实上，内部用户可以通过防火墙下载程序，并执行下载的程序。 6.3 抗口令字探寻攻击 在网络中探寻口令的方法很多，最常见的是口令嗅探和口令解密。嗅探是通过监测网络通信，截获用户转给服务器的口令字，记录下来，以便使用；解密是指采用强力攻击、猜测或截获含有加密口令的文件，并设法解密。此外，攻击者还常常利用一些常用口令直接登录。 第四代防火墙采用了一次性口令字和禁此直接登录防火墙措施，能够有效防止对口令字的攻击。 6.4 抗网络安全性分析 网络安全性分析工具是提供管理人员分析网络安全性之用，一旦这类工具用作攻击网络的手段，则能够比较方便地探测到内部网络的安全缺陷和弱点所在。目前，sata软件可以从网上免费获得，internet scanner可以从市面上购买，这些分析工具给网路安全构成了直接的威胁。第四代防火墙采用了地主转换技术，将内部网络隐蔽起来，使网路安全分析工具无法从外部对内部网络做分析。 6.5 抗邮件攻击 邮件也是越来越突出的攻击方式，第四代防火墙不接收任何邮件，故难以采用这种方式对它攻击，同样值得一提的是，防火墙不接收邮件，并不表示它不让邮件通过，实际上用户仍可收发邮件，内部用户要防邮件，最终的解决办法是对邮件加密。 7. 防火墙技术展望 伴随着internet的飞速发展，防火墙技术产品的更新步伐必然会加强，而要全面展望防火墙技术的发展几乎是不可能的。但是，从产品及功能上，却又可以看出一些动向和趋势。下面诸点可能是下一步的走向和选择： 1）防火墙将从目前对子网或内部网管理的方式向远程上网集中管理是方式发展。 2）过滤深度会不断加强，从目前的地址、服务过滤，发展到url（页面）过滤、关键字过滤和对activex、java等的过滤，并逐渐有病毒扫描功能。 3）利用防火墙建立专用网是较长一段时间用户使用的主流，ip的加密需求越来越强，安全协议的开发是一大热点。� 4)单向防火墙(又叫做网络二极管)将作为一种产品门类而出现。� 5)对网络攻击的检测和各种告警将成为防火墙的重要功能。 6)安全管理工具不断完善，特别是可以活动的日志分析工具等将成为防火墙产品中的一部分。� 另外值得一提的是，伴随着防火墙技术的不断发展，人们选择防火墙的标准将主要集中在易于管理、应用透明性、鉴别与加密功能、操作环境和硬件要求、vpn的功能与ca的功能、接口的数量、成本等几个方面。
网络安全是一个不容忽视的问题，当人们在享受网络带来的方便与快捷的同时，也要时时面对网络开放带来的数据安全方面的新挑战和新危险。为了保障网络安全，当园区网与外部网连接时，可以在中间加入一个或多个中介系统，防止非法入侵者通过网络进行攻击，非法访问，并提供数据可靠性、完整性以及保密性等方面的安全和审查控制，这些中间系统就是防火墙（Firewall）技术。它通过监测、限制、修改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外屏蔽网络内部的结构、信息和运行情况、阻止外部网络中非法用户的攻击、访问以及阻挡病毒的入侵，以此来实现内部网络的安全运行。2 防火墙的概述及其分类 网络安全的重要性越来越引起网民们的注意，大大小小的单位纷纷为自己的内部网络“筑墙”、防病毒与防黑客成为确保单位信息系统安全的基本手段。防火墙是目前最重要的一种网络防护设备，是处于不同网络（如可信任的局域内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合。它是不同网络或网络安全域之间信息的惟一出入口，能根据企业的安全策略控制（允许、拒绝、监测）出入网络的信息流，且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务，实现网络和信息安全的基础设施。2.1 概述 在逻辑上，防火墙其实是一个分析器，是一个分离器，同时也是一个限制器，它有效地监控了内部网间或Internet之间的任何活动，保证了局域网内部的安全。 1）什么是防火墙 古时候，人们常在寓所之间砌起一道砖墙，一旦火灾发生，它能够防止火势蔓延到别的寓所。现在，如果一个网络接到了Internet上面，它的用户就可以访问外部世界并与之通信。但同时，外部世界也同样可以访问该网络并与之交互。为安全起见，可以在该网络和Internet之间插入一个中介系统，竖起一道安全屏障。这道屏障的作用是阻断来自外部通过网络对本网络的威胁和入侵，提供扼守本网络的安全和审计的关卡，它的作用与古时候的防火砖墙有类似之处，因此就把这个屏障叫做“防火墙”。 防火墙可以是硬件型的，所有数据都首先通过硬件芯片监测；也可以是软件型的，软件在计算机上运行并监控。其实硬件型也就是芯片里固化了UNIX系统软件，只是它不占用计算机CPU的处理时间，但价格非常高，对于个人用户来说软件型更加方便实在。 2）防火墙的功能 防火墙只是一个保护装置，它是一个或一组网络设备装置。它的目的就是保护内部网络的访问安全。它的主要任务是允许特别的连接通过，也可以阻止其它不允许的连接。其主体功能可以归纳为如下几点： ·根据应用程序访问规则可对应用程序联网动作进行过滤； ·对应用程序访问规则具有学习功能； ·可实时监控，监视网络活动； ·具有日志，以记录网络访问动作的详细信息； ·被拦阻时能通过声音或闪烁图标给用户报警提示。 3）防火墙的使用 由于防火墙的目的是保护一个网络不受来自另一个网络的攻击。因此，防火墙通常使用在一个被认为是安全和可信的园区网与一个被认为是不安全与不可信的网络之间，阻止别人通过不安全与不可信的网络对本网络的攻击，破坏网络安全，限制非法用户访问本网络，最大限度地减少损失。2.2 防火墙的分类 市场上的硬件防火墙产品非常之多，分类的标准比较杂，从技术上通常将其分为“包过滤型”、“代理型”和“监测型”等类型。 1）包过滤型 包过滤型产品是防火墙的初级产品，其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的，数据被分割成为一定大小的数据包，每一个数据包中都会包含一些特定信息，如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP(传输控制协议/用户数据报协议)源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点，一旦发现来自危险站点的数据包，防火墙便会将这些数据拒之门外。 2）代理型 代理型防火墙也可以被称为代理服务器，它的安全性要高于包过滤型产品，并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间，完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看，代理服务器相当于一台真正的服务器；而从服务器来看，代理服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时，首先将数据请求发给代理服务器，代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据，然后由代理服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道，外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。 3）监测型 监测型防火墙是新一代的产品，这一技术实际上已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测，在对这些数据加以分析的基础上，监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时，这种监测型防火墙产品一般还带有分布式探测器，这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中，不仅能够检测来自网络外部的攻击，同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计，在针对网络系统的攻击中，有相当比例的攻击来自网络内部。因此，监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义，而且在安全性上也超越了前两代产品。3 防火墙的作用、特点及优缺点 防火墙通常使用在一个可信任的内部网络和不可信任的外部网络之间，阻断来自外部通过网络对局域网的威胁和入侵，确保局域网的安全。与其它网络产品相比，有着其自身的专用特色，但其本身也有着某些不可避免的局限。下面对其在网络系统中的作用、应用特点和其优缺点进行简单的阐述。3.1 防火墙的作用 防火墙可以监控进出网络的通信量，仅让安全、核准了的信息进入，同时又抵制对园区网构成威胁的数据。随着安全性问题上的失误和缺陷越来越普遍，对网络的入侵不仅来自高超的攻击手段，也有可能来自配置上的低级错误或不合适的口令选择。因此，防火墙的作用是防止不希望的、未授权的通信进出被保护的网络，迫使单位强化自己的安全策略。一般的防火墙都可以达到如下目的：一是可以限制他人进入内部网络，过滤掉不安全服务和非法用户；二是防止入侵者接近防御设施；三是限定用户访问特殊站点；四是为监视Internet安全提供方便。3.2 防火墙的特点 我们在使用防火墙的同时，对性能、技术指标和用户需求进行分析。包过滤防火墙技术的特点是简单实用，实现成本较低，在应用环境比较简单的情况下，能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。包过滤技术是一种基于网络层的安全技术，只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断，无法识别基于应用层的恶意侵入，如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒；代理型防火墙的特点是安全性较高，可以针对应用层进行侦测和扫描，对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。当然代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置，大大增加了系统管理的复杂性；虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙，但由于监测型防火墙技术的实现成本较高，也不易管理，所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代代理型产品为主，但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙。 防火墙一般具有如下显著特点： ·广泛的服务支持 通过动态的、应用层的过滤能力和认证相结合，可以实现WWW浏览器、HTTP服务器、FTP等； ·对私有数据的加密支持 保证通过Internet进行虚拟私人网络和商业活动不受损坏； ·客户端只允许用户访问指定的网络或选择服务 企业本地网、园区网与分支机构、商业伙伴和移动用户等安全通信的信息； ·反欺 欺是从外部获取网络访问权的常用手段，它使数据包类似于来自网络内部。防火墙能监视这样的数据包并能丢弃； ·C/S模式和跨平台支持 能使运行在一个平台的管理模块控制运行在另一个平台的监视模块。3.3 防火墙的优势和存在的不足 防火墙在确保网络的安全运行上发挥着重要的作用。但任何事物都不是完美无缺的，对待任何事物必须一分为二，防火墙也不例外。在充分利用防火墙优点为我们服务的同时，也不得不面对其自身弱点给我们带来的不便。 1） 防火墙的优势 （1）防火墙能够强化安全策略。因为网络上每天都有上百万人在收集信息、交换信息，不可避免地会出现个别品德不良或违反规则的人。防火墙就是为了防止不良现象发生的“交通警察”，它执行站点的安全策略，仅仅允许“认可的”和符合规则的请求通过。 （2）防火墙能有效地记录网络上的活动。因为所有进出信息都必须通过防火墙，所以防火墙非常适合用于收集关于系统和网络使用和误用的信息。作为访问的唯一点，防火墙能在被保护的网络和外部网络之间进行记录。 （3）防火墙限制暴露用户点。防火墙能够用来隔开网络中的两个网段，这样就能够防止影响一个网段的信息通过整个网络进行传播。 （4）防火墙是一个安全策略的检查站。所有进出的信息都必须通过防火墙，防火墙便成为安全问题的检查点，使可疑的访问被拒绝于门外。 2） 防火墙存在的不足 （1）不能防范恶意的知情者。防火墙可以禁止系统用户经过网络连接发送专有的信息，但用户可以将数据复制到磁盘、磁带上，放在公文包中带出去。如果入侵者已经在防火墙内部，防火墙是无能为力的。内部用户可以偷窃数据，破坏硬件和软件，并且巧妙地修改程序而不接近防火墙。对于来自知情者的威胁，只能要求加强内部管理。 （2）不能防范不通过它的连接。防火墙能够有效地防止通过它传输的信息，然而它却不能防止不通过它而传输的信息。例如，如果站点允许对防火墙后面的内部系统进行拨号访问，那么防火墙绝对没有办法阻止入侵者进行拨号入侵。 （3）不能防备全部的威胁。防火墙被用来防备已知的威胁，如果是一个很好的防火墙设计方案，就可以防备新的威胁，但没有一台防火墙能自动防御所有新的威胁。4 防火墙的管理与维护 如果已经设计好了一个防火墙，使它满足了你的机构的需要，接下来的工作就是防火墙的管理与维护了。在防火墙设计建造完成以后，使它正常运转还要做大量的工作。值得注意的是，这里许多维护工作是自动进行的。管理与维护工作主要有4个方面，它们分别是：建立防火墙的安全策略、日常管理、监控系统、保持最新状态。4.1 建立防火墙的安全策略 要不要制定安全上的策略规定是一个有争议的问题。有些人认为制定一套安全策略是相当必须的，因为它可以说是一个组织的安全策略轮廓，尤其在网络上以及网络系统管理员对于安全上的顾虑并没有明确的策略时。 安全策略也可以称为访问上的控制策略。它包含了访问上的控制以及组织内其他资源使用的种种规定。访问控制包含了哪些资源可以被访问，如读取、删除、下载等行为的规范，以及哪些人拥有这些权力等信息。
自己写才是王道
随着internet的迅猛发展，安全性已经成为网络互联技术中最关键的问题。本文——计算机与信息技术论文Internet防火墙技术综述，全面介绍了internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；同时简要描述了internet防火墙技术的发展趋势。 关键词：internet 网路安全 防火墙 过滤 地址转换 1． 引言 防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以internet网络为最甚。internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的�1.6�亿美元上升到今年的9.8亿美元。� 为了更加全面地了解internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。� 2. internet防火墙技术简介� 防火墙原是指建筑物大厦用来防止火灾蔓延的隔断墙。从理论上讲，internet防火墙服务也属于类似的用来防止外界侵入的。它可以防 止internet上的各种危险(病毒、资源盗用等)传播到你的网络内部。而事实上，防火墙并不像现实生活中的防火墙，它有点像古代守护城池用的护城河，服务于以下多个目的：� 1)限定人们从一个特定的控制点进入；� 2)限定人们从一个特定的点离开；� 3)防止侵入者接近你的其他防御设施；� 4)有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。� 在现实生活中，internet防火墙常常被安装在受保护的内部网络上并接入internet。 所有来自internet的传输信息或你发出的信息都必须经过防火墙。这样，防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。从逻辑上讲，防火墙是起分隔、限制、分析的作用，这一点同样可以从图1中体会出来。那么，防火墙究竟是什么呢?实际上，防火墙是加强internet(内部网)之间安全防御的一个或一组系统，它由一组硬件设备(包括路由器、服务器)及相应软件构成。3. 防火墙技术与产品发展的回顾� 防火墙是网络安全策略的有机组成部分，它通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理。从总体上看，防火墙应该具有以下五大基本功能：� ●过滤进、出网络的数据；� ●管理进、出网络的访问行为；� ●封堵某些禁止行为；� ●记录通过防火墙的信息内容和活动；� ●对网络攻击进行检测和告警。� 为实现以上功能，在防火墙产品的开发中，人们广泛地应用了网络拓扑、计算机操作系统、路由、加密、访问控制、安全审计等成熟或先进的技术和手段。纵观防火墙近年来的发展，可以将其划分为如下四个阶段(即四代)。� 3.1 基于路由器的防火墙� 由于多数路由器本身就包含有分组过滤功能，故网络访问控制可能通过路控制来实现，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。第一代防火墙产品的特点是：� 1)利用路由器本身对分组的解析，以访问控制表(access list)方式实现对分组的过滤；� 2)过滤判断的依据可以是：地址、端口号、ip旗标及其他网络特征；� 3)只有分组过滤的功能，且防火墙与路由器是一体的。这样，对安全要求低的网络可以采用路由器附带防火墙功能的方法，而对安全性要求高的网络则需要单独利用一台路由器作为防火墙。� 第一代防火墙产品的不足之处十分明显，具体表现为：� ●路由协议十分灵活，本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。例如，在使用Ftp协议时，外部服务器容易从20号端口上与内部网相连，即使在路由器上设置了过滤规则，内部网络的20号端口仍可以由外部探寻。� ●路由器上分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性。作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。� ●路由器防火墙的最大隐患是：攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的，黑客(hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺防火墙。� ●路由器防火墙的本质缺陷是：由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由，而防火墙则要对访问行为实施静态的、固态的控制，这是一对难以调和的矛盾，防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。 � 可以说基于路由器的防火墙技术只是网络安全的一种应急措施，用这种权宜之计去对付黑客的攻击是十分危险的。 3.2 用户化的防火墙工具套� 为了弥补路由器防火墙的不足，很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络，从而推动了用户防火墙工具套的出现。� 作为第二代防火墙产品，用户化的防火墙工具套具有以下特征：� 1)将过滤功能从路由器中独立出来，并加上审计和告警功能；� 2)针对用户需求，提供模块化的软件包；� 3)软件可以通过网络发送，用户可以自己动手构造防火墙；� 4)与第一代防火墙相比，安全性提高了，价格也降低了。� 由于是纯软件产品，第二代防火墙产品无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求，并带来以下问题：� 配置和维护过程复杂、费时；� 对用户的技术要求高；� 全软件实现，使用中出现差错的情况很多。� 3.3 建立在通用操作系统上的防火墙� 基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品，它们具有如下一些特点：� 1)是批量上市的专用防火墙产品；� 2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能；� 3)装有专用的代理系统，监控所有协议的数据和指令；� 4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置； 5)安全性和速度大大提高。� 第三代防火墙有以纯软件实现的，也有以硬件方式实现的，它们已经得到了广大用户的认同。但随着安全需求的变化和使用时间的推延，仍表现出不少问题，比如：� 1)作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知，由于源码的保密，其安全性无从保证；� 2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商，通用操作系统厂商不会对操作系统的安全性负责；� 3)从本质上看，第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击，还要防止来自操作系统厂商的攻击；� 4)在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关且具有加密鉴别功能；� 5)透明性好，易于使用。� 4. 第四代防火墙的主要技术及功能� 第四代防火墙产品将网关与安全系统合二为一，具有以下技术功能。� 4.1 双端口或三端口的结构� 新一代防火墙产品具有两个或三个独立的网卡，内外两个网卡可不做ip转化而串接于内部与外部之间，另一个网卡可专用于对服务器的安全保护。 � 4.2 透明的访问方式� 以前的防火墙在访问方式上要么要求用户做系统登录，要么需通过socks等库路径修改客户机的应用。第四代防火墙利用了透明的代理系统技术，从而降低了系统登录固有的安全风险和出错概率。� 4.3 灵活的代理系统� 代理系统是一种将信息从防火墙的一侧传送到另一侧的软件模块，第四代防火墙采用了两种代理机制：一种用于代理从内部网络到外部网络的连接；另一种用于代理从外部网络到内部网络的连接。前者采用网络地址转接(nit)技术来解决，后者采用非保密的用户定制代理或保密的代理系统技术来解决。� 4.4 多级过滤技术� 为保证系统的安全性和防护水平，第四代防火墙采用了三级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤一级，能过滤掉所有的源路由分组和假冒ip地址；在应用级网关一级，能利用Ftp、smtp等各种网关，控制和监测internet提供的所有通用服务；在电路网关一级，实现内部主机与外部站点的透明连接，并对服务的通行实行严格控制。� 4.5 网络地址转换技术� 第四代防火墙利用nat技术能透明地对所有内部地址做转换，使得外部网络无法了解内部网络的内部结构，同时允许内部网络使用自己编的ip源地址和专用网络，防火墙能详尽记录每一个主机的通信，确保每个分组送往正确的地址。� 4.6 internet网关技术� 由于是直接串联在网络之中，第四代防火墙必须支持用户在internet互联的所有服务，同时还要防止与internet服务有关的安全漏洞，故它要能够以多种安全的应用服务器(包括ftp、finger、mail、ident、news、www等)来实现网关功能。为确保服务器的安全性，对所有的文件和命令均要利用“改变根系统调用(chroot)”做物理上的隔离。� 在域名服务方面，第四代防火墙采用两种独立的域名服务器：一种是内部dns服务器，主要处理内部网络和dns信息；另一种是外部dns服务器，专门用于处理机构内部向internet提供的部分dns信息。在匿名ftp方面，服务器只提供对有限的受保护的部分目录的只读访问。在www服务器中，只支持静态的网页，而不允许图形或cgi代码等在防火墙内运行。在finger服务器中，对外部访问，防火墙只提可由内部用户配置的基本的文本信息，而不提供任何与攻击有关的系统信息。smtp与pop邮件服务器要对所有进、出防火墙的邮件做处理，并利用邮件映射与标头剥除的方法隐除内部的邮件环境。ident服务器对用户连接的识别做专门处理，网络新闻服务则为接收来自isp的新闻开设了专门的磁盘空间。 4.7 安全服务器网络(ssn)� 为了适应越来越多的用户向internet上提供服务时对服务器的需要，第四代防火墙采用分别保护的策略对用户上网的对外服务器实施保护，它利用一张网卡将对外服务器作为一个独立网络处理，对外服务器既是内部网络的一部分，又与内部网关完全隔离，这就是安全服务器网络(ssn)技术。而对ssn上的主机既可单独管理，也可设置成通过Ftp、tnlnet等方式从内部网上管理。� ssn方法提供的安全性要比传统的“隔离区(dmz)”方法好得多，因为ssn与外部网之间有防火墙保护，ssn与风部网之间也有防火墙的保护，而dmz只是一种在内、外部网络网关之间存在的一种防火墙方式。换言之，一旦ssn受破坏，内部网络仍会处于防火墙的保护之下，而一旦dmz受到破坏，内部网络便暴露于攻击之下。� 4.8 用户鉴别与加密� 为了减低防火墙产品在tnlnet、ftp等服务和远程管理上的安全风险，鉴别功能必不可少。第四代防火墙采用一次性使用的口令系统来作为用户的鉴别手段，并实现了对邮件的加密。� 4.9 用户定制服务� 为了满足特定用户的特定需求，第四代防火墙在提供众多服务的同时，还为用户定制提供支持，这类选项有：通用tcp、出站udp、ftp、smtp等，如果某一用户需要建立一个数据库的代理，便可以利用这些支持，方便设置。� 4.10 审计和告警� 第四代防火墙产品采用的审计和告警功能十分健全，日志文件包括：一般信息、内核信息、核心信息、接收邮件、邮件路径、发送邮件、已收消息、已发消息、连接需求、已鉴别的访问、告警条件、管理日志、进站代理、ftp代理、出站代理、邮件服务器、名服务器等。告警功能会守住每一个tcp或udp探寻，并能以发出邮件、声响等多种方式报警。� 此外，第四代防火墙还在网络诊断、数据备份保全等方面具有特色。� 5． 第四代防火墙技术的实现方法 在第四代防火墙产品的设计与开发中，安全内核、代理系统、多级过滤、安全服务器、鉴别与加密是关键所在。� 5.1 安全内核的实现� 第四代防火墙是建立在安全操作系统之上的，安全操作系统来自对专用操作系统的安全加固和改造，从现在的诸多产品看，对安全操作系统内核的固化与改造主要从以下几个方面进行：� 1)取消危险的系统调用；� 2)限制命令的执行权限；� 3)取消ip的转发功能；� 4)检查每个分组的接口；� 5)采用随机连接序号；� 6)驻留分组过滤模块；� 7)取消动态路由功能；� 8)采用多个安全内核。� 5.2 代理系统的建立� 防火墙不允许任何信息直接穿过它，对所有的内外连接均要通过代理系统来实现，为保证整个防火墙的安全，所有的代理都应该采用改变根目录方式存在一个相对独立的区域以安全隔离。� 在所有的连接通过防火墙前，所有的代理要检查已定义的访问规则，这些规则控制代理的服务根据以下内容处理分组：� 1)源地址；� 2)目的地址；� 3)时间；� 4)同类服务器的最大数量。� 所有外部网络到防火墙内部或ssn的连接由进站代理处理，进站代理要保证内部主机能够了解外部主机的所有信息，而外部主机只能看到防火墙之外或ssn的地址。� 所有从内部网络ssn通过防火墙与外部网络建立的连接由出站代理处理，出站代理必须确保完全由它代表内部网络与外部地址相连，防止内部网址与外部网址的直接连接，同时还要处理内部网络ssn的连接。� 5.3 分组过滤器的设计� 作为防火墙的核心部件之一，过滤器的设计要尽量做到减少对防火墙的访问，过滤器在调用时将被下载到内核中执行，服务终止时，过滤规则会从内核中消除，所有的分组过滤功能都在内核中ip堆栈的深层运行，极为安全。分组过滤器包括以下参数。� 1)进站接口；� 2)出站接口；� 3)允许的连接；� 4)源端口范围；� 5)源地址；� 6)目的端口的范围等。� 对每一种参数的处理都充分体现设计原则和安全政策。� 5.4 安全服务器的设计� 安全服务器的设计有两个要点：第一，所有ssn的流量都要隔离处理，即从内部网和外部网而来的路由信息流在机制上是分离的；第二，ssn的作用类似于两个网络，它看上去像是内部网，因为它对外透明，同时又像是外部网络，因为它从内部网络对外访问的方式十分有限。� ssn上的每一个服务器都隐蔽于internet，ssn提供的服务对外部网络而言好像防火墙功能，由于地址已经是透明的，对各种网络应用没有限制。实现ssn的关键在于：� 1)解决分组过滤器与ssn的连接；� 2)支持通过防火对ssn的访问; 3)支持代理服务。 5.5鉴别与加密的考虑 鉴别与加密是防火墙识别用户、验证访问和保护信息的有效手段，鉴别机制除了提供安全保护之外，还有安全管理功能，目前国外防火墙产品中广泛使用令牌鉴别方式，具体方法有两种：一种是加密卡（cryptocard）;另一种是secure id,这两种都是一次姓口令的生成工具。 对信息内容的加密与鉴别测涉及加密算法和数字签名技术，除pem、pgp和kerberos外，目前国外防火墙产品中尚没有更好的机制出现，由于加密算法涉及国家安全和主权，各国有不同的要求。 6. 第四代防火墙的抗攻击能力 作为一种安全防护设备，防火墙在网络中自然是众多攻击者的目标，故抗攻击能力也是防火墙的必备功能。在internet环境中针对防火墙的攻击很多，下面从几种主要的攻击方法来评估第四代防火墙的抗攻击能力。 6.1 抗ip假冒攻击 ip假冒是指一个非法的主机假冒内部的主机地址，取服务器的“信任”，从而达到对网络的攻击目的。由于第四代防火墙已经将网内的实际地址隐蔽起来，外部用户很难知道内部的ip地址，因而难以攻击。 6.2 抗特洛伊木马攻击 特洛伊木马能将病毒或破坏性程序传入计算机网络，且通常是将这些恶意程序隐蔽在正常的程序之中，尤其是热门程序或游戏，一些用户下载病执行这一程序，其中的病毒便会发作。第四代防火墙是建立在安全的操作系统之上的，其内核中不能执行下载的程序，故而可以防止特洛伊木马的发生。必须指出的是，防火墙能抗特洛伊木马的攻击并并不表明其保护的某个主机也能防止这类攻击。事实上，内部用户可以通过防火墙下载程序，并执行下载的程序。 6.3 抗口令字探寻攻击 在网络中探寻口令的方法很多，最常见的是口令嗅探和口令解密。嗅探是通过监测网络通信，截获用户转给服务器的口令字，记录下来，以便使用；解密是指采用强力攻击、猜测或截获含有加密口令的文件，并设法解密。此外，攻击者还常常利用一些常用口令直接登录。 第四代防火墙采用了一次性口令字和禁此直接登录防火墙措施，能够有效防止对口令字的攻击。 6.4 抗网络安全性分析 网络安全性分析工具是提供管理人员分析网络安全性之用，一旦这类工具用作攻击网络的手段，则能够比较方便地探测到内部网络的安全缺陷和弱点所在。目前，sata软件可以从网上免费获得，internet scanner可以从市面上购买，这些分析工具给网路安全构成了直接的威胁。第四代防火墙采用了地主转换技术，将内部网络隐蔽起来，使网路安全分析工具无法从外部对内部网络做分析。 6.5 抗邮件攻击 邮件也是越来越突出的攻击方式，第四代防火墙不接收任何邮件，故难以采用这种方式对它攻击，同样值得一提的是，防火墙不接收邮件，并不表示它不让邮件通过，实际上用户仍可收发邮件，内部用户要防邮件，最终的解决办法是对邮件加密。 7. 防火墙技术展望 伴随着internet的飞速发展，防火墙技术产品的更新步伐必然会加强，而要全面展望防火墙技术的发展几乎是不可能的。但是，从产品及功能上，却又可以看出一些动向和趋势。下面诸点可能是下一步的走向和选择： 1）防火墙将从目前对子网或内部网管理的方式向远程上网集中管理是方式发展。 2）过滤深度会不断加强，从目前的地址、服务过滤，发展到url（页面）过滤、关键字过滤和对activex、java等的过滤，并逐渐有病毒扫描功能。 3）利用防火墙建立专用网是较长一段时间用户使用的主流，ip的加密需求越来越强，安全协议的开发是一大热点。� 4)单向防火墙(又叫做网络二极管)将作为一种产品门类而出现。� 5)对网络攻击的检测和各种告警将成为防火墙的重要功能。 6)安全管理工具不断完善，特别是可以活动的日志分析工具等将成为防火墙产品中的一部分。� 另外值得一提的是，伴随着防火墙技术的不断发展，人们选择防火墙的标准将主要集中在易于管理、应用透明性、鉴别与加密功能、操作环境和硬件要求、vpn的功能与ca的功能、接口的数量、成本等几个方面。
随着计算机网络的发展，上网的人数不断地增大，网上的资源也不断地增加，网络的开放性、共享性、互连程度也随着扩大。网络安全产品也被人们重视起来。防火墙作为最早出现的网络安全产品和使用量最大的安全产品，也受到用户和研发机构的青睐。防火墙技术是近年来发展起来的一种保护计算机网络安全的技术性措施。防火墙实际上是一种访问控制技术，在某个机构的网络和不安全的网络之间设置障碍，阻止对信息资源的非法访问, 也可以使用防火墙阻止保密信息从受保护网络上被非法输出。换言之，防火墙是一道门槛, 控制进出两个方向的通信。通过限制与网络或某一特定区域的通信, 以达到防止非法用户侵犯受保护网络的目的。防火墙不是一个单独的计算机程序或设备。在理论上，防火墙是由软件和硬件两部分组成，用来阻止所有网络间不受欢迎的信息交换，而允许那些可接受的通信。 随着Internet/Intranet技术的飞速发展，网络安全问题必将愈来愈引起人们的重视。防火墙技术作为目前用来实现网络安全措施的一种主要手段，它主要是用来拒绝未经授权用户的访问，阻止未经授权用户存取敏感数据，同时允许合法用户不受妨碍的访问网络资源。如果使用得当，可以在很大程度上提高网络安全。 [正文] 1 引言 网络已经成为了人类所构建的最丰富多彩的虚拟世界，网络的迅速发展，给我们的工作和学习生活带来了巨大的改变。我们通过网络获得信息，共享资源。如今， Internet遍布世界任何一个角落，并且欢迎任何一个人加入其中，相互沟通，相互交流。随着网络的延伸，安全问题受到人们越来越多的关注。在网络日益复杂化，多样化的今天，如何保护各类网络和应用的安全，如何保护信息安全，将作为本次论文设计的的重点。 几乎所有接触网络的人都知道网络中有一些费尽心机闯入他人计算机系统的人，他们利用各种网络和系统的漏洞，非法获得未授权的访问信息。不幸的是如今攻击网络系统和窃取信息已经不需要什么高深的技巧。网络中有大量的攻击工具和攻击文章等资源，可以任意使用和共享。不需要去了解那些攻击程序是如何运行的，只需要简单的执行就可以给网络造成巨大的威胁。甚至部分程序不需要人为的参与，非常智能化的扫描和破坏整个网络。这种情况使得近几年的攻击频率和密度显著增长，给网络安全带来越来越多的安全隐患。有人曾提出过如果把每个单独的系统配置好，其实也能经受住攻击。遗憾的是很多系统在缺省情况下都是脆弱的。最显著的例子就是Windows系统，我们不得不承认在Windows 2003以前的时代， Windows默认开放了太多不必要的服务和端口，共享信息没有合理配置与审核。如果管理员通过安全部署，包括删除多余的服务和组件，严格执行NTFS权限分配，控制系统映射和共享资源的访问，以及帐户的加固和审核，补丁的修补等。但是致命的一点是，该服务器系统无法在安全性，可用性和功能上进行权衡和妥协。因此，如何保护企业内部网络中的资源及信息不受外部攻击者肆意破坏或盗窃，是企业网络安全需要解决的重要问题。 防火墙就是保护网络安全最主要的手段之一，它是设置在被保护网络与外部网络之间的一道屏障，以防止不可预测的、潜在破坏的非法入侵。它通过监测、限制、修改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外屏蔽网络内部的结构、信息和运行情况，以此来实现内部网络的安全保护。 ......
随着当今计算机科技的快速发展，人们也越来越重视计算机网络的安全问题。下面是我为大家推荐的计算机网络安全 毕业 论文，供大家参考。计算机网络安全毕业论文篇一：《现阶段计算机安全面临的挑战》 【摘要】随着现代科技的进步和发展，现代信息技术也逐渐得到更加广泛的应用，给人们的生活和工作都带来了方便和快捷，同时计算机安全问题直接影响到计算机用户的信息安全问题。本文就针对新时期的计算机安全存在的问题进行了分析和研究。 【关键词】新时期;计算机安全问题及解决策略;挑战 0引言 随着计算机运用到各个领域，计算机用户的数量逐渐增多，这就涉及到越来越多的重要信息被计算机存储下来，所以对于计算机安全问题的解决以及预防是刻不容缓的任务。计算机容易受到黑客、病毒的侵入，而这些不仅会影响到计算机的安全，更加会影响到用户信息的安全，会给用户造成极大的危害，所以计算机的安全问题必须值得深思和研究。 1计算机安全的定义以及组成部分 计算机安全其实就是为数据处理系统而采取的技术的和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件、数据不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改、显露。计算机安全主要分为两大板块，一个是计算机网络，另一个是计算机内置系统。其中，遭到数据破坏最多的就是计算机网络，所以我们要重点探讨计算机网络安全问题。计算机内置系统其实就是指在计算机运行过程中能够保证计算机正常运行和保障使用过程中用户的安全问题，以及计算机本身的安全问题。其中能否使计算机安全运行跟计算机安装的系统有密切关系;使用过程中用户的安全问题跟电磁波有密切关系，在强电磁波的情况下使用计算机就容易造成人员的安全问题;计算机本身的安全问题就是指计算机使用时周围的环境问题，要排除计算机受到外界客观因素的破坏。计算机网络是不受地区的限制，不管是在哪里，计算机都有可能遭到黑客的袭击和侵害，因为计算机网络是与国际相通的，所以，计算机网络安全是所有使用计算机用户应当承担的责任。经过最近几年的发现，计算机遭到黑客破坏发生的频率越来越高，所以我们必须重视计算机的安全问题，避免计算机受到安全问题。 2计算机安全需要解决的问题 2.1计算机的硬件安全问题 目前新时期计算机要解决的问题主要分为四种：一是，芯片问题，就是说将一些具有很大安全隐患的芯片植入到计算机的核心部分，而这些芯片一旦被植入到计算机就能开启接受病毒信号的指令，从而破坏计算机的核心内容，达到盗取数据的目的，最糟糕的情况就是能够使整个计算机处于瘫痪状态。二是，泄漏电磁，因为计算机在使用时会向外辐射强大的电磁波，正是因为计算机在使用时有这个功能，导致一些不法分子就利用计算机这一特点把强大的电磁波还原，这样就能达到盗取信息和数据的目的。三是，硬件遭到破坏，典型的特征就是出现硬件损坏和存储器不能正常使用，或者计算机本身数据备份的功能不能正常使用，这就导致了数据不能够被使用和存储。虽然计算机本身是有加固技术，但是加固技术仍然存在一些局限性，所以也就不能更好地保护计算机硬件。 2.2计算机网络和软件问题 随着计算机网络的普及和推广，越来越多的人使用计算机网络，但是计算机网络和软件也存在许多问题。典型表现就是：信息被修改、冒用身份、盗取信息和故意破坏等等。其主要表现形式是：一是，电脑出现病毒，一些软件自带一些病毒，而这些病毒能够自己窃取用户的数据以及删除用户电脑中重要的资料等等;二是，特洛伊或者后门木马病毒，这些病毒都是表面似乎是合法程序，其实是用表面掩盖事实，从而用不正规手段秘密窃取用户数据;三是，遭到窃听，是指用户在进行信息传输的时候被不法分子获取;四是，资料和信息篡改，将用户储存的资料经过传输后，不法分子就将这些资料进行篡改;五是，伪装，一些不法分子披着自己是合法的用户的外衣，进入到程序从而窃取资料;六是，拦截服务，是指用户在传输资料和信息给对方的时候被不法分子拦截下来，然后将信息截取，就会造成信息的丢失以及系统的终止。由此可见，计算机网络安全问题遭到威胁的方式多种多样，并且这些影响安全的方式也越来越隐蔽，这就需要我们要重视计算机安全问题，并且应对这些安全问题找到一些解决问题的 方法 。 3解决计算机安全问题的策略 3.1掌握计算机维护常识 要对计算机安全进行有效的防护就要求计算机使用者具备一些保护计算机安全的基本常识，做一个文明的计算机使用者，为了避免用户的不恰当操作导致的计算机安全问题，从而使计算机发挥它更大的作用，为人们服务，需要做到以下几点：第一，要注意观察计算机使用时的温度，正常情况下是在10℃到35℃，在夏季使用计算机时，要注意计算机的散热和降温，保持计算机的出风口畅通;第二，在没有使用计算机时，要将计算机电源关掉并且拔掉电源线，这是为了避免因为电流过大容易烧坏电脑;第三，计算机不能长时间在强电磁波环境中使用，保护计算机安全。 3.2植入认证技术 在计算机中植入认证技术，就是要验证发送信息的用户的身份和接受信息用户的身份。这种技术是为了避免在信息传输中的数据被篡改，主要分为数字签名和数字证书两种。所以，在计算机中植入这种技术是为了提高信息传输工作中的安全性。一种数字签名，就是指发送和接受信息双方的散列值达到一致时，身份就能被确认。另外一种就是指在发送和接受信息双方要通过权威证书提供的密码，才能进去系统提取信息。 3.3善于使用防火墙 防火墙是位于计算机和网络之间的一道保护墙，不管是计算机发送信息还是接受信息都是要经过防火墙，而防火墙能够对信息进行扫描和排除一些带有病毒的信息，避免一些信息在计算机上扩散，从而破坏计算机上其他软硬件，这样从很大程度上保护了计算机网络安全，所以使用计算机的用户一定要安装防火墙，从而达到保护计算机安全的目的。 3.4保护计算机硬件安全 要保护计算机硬件安全，才能保证计算机能够正常运行。目前，计算机硬件市场比较混乱，这就要求选择计算机硬件的消费者要选择性价比比较高的硬件，实在不知道怎么选择可以询问一些计算机专业人士的意见，这样就保证计算机硬件的质量，从而提高计算机安全性能。 4结束语 综上所述，计算机安全问题的存在威胁着计算机用户的信息，严重的会造成不可挽回的损失，所以，我们要重视计算机安全保护工作，这就需要多方面的支持和努力，才能保证计算机安全。 计算机网络安全毕业论文篇二：《计算机安全技术的加密技术管理》 【摘要】信息技术革命以来，以计算机技术、互联网技术、多媒体技术为核心的信息技术飞速发展。计算机已经渗入到人们的日常生活的生产实践中，可以说是互联网以成为社会的必需品，因此人们对于计算机的信息安全要求也越来越高。保障计算机的信息安全，防止信息泄露有众多的软件以及计算机技术可以实现，但是大部分用户对于计算机知识了解较少。所以，计算机加密技术成为最容易普及并且有较明显效果的技术。本文将重点探讨计算机加密技术在计算机安全方面的应用。 【关键词】计算机安全;加密技术;应用 信息革命的不断发展，计算机互联网的不断普及，为人们提供了众多的方便的同时也增加了个人信息被窃用的危险。个人隐私安全急需保障。个人信息安全与我们息息相关，常见的有游戏账号被盗、QQ账号被盗、计算机文件泄露等。数据加密是最为重要的计算机安全技术，本文将对计算机加密技术进行探讨以更好的促进加密技术的普及，为计算机用户提供相关意见，保障个人信息的安全。 1计算机加密技术 1.1计算机加密技术的概念 计算机加密技术就是针对原本公开的文件、数据或者信息制定一定的计算机程序语言，将其成为一段在正常情况下不可读的代码。计算机用户只有输入正确的代码才能正确运算算法。现在也有一些较为流行的加密软件对电脑信息进行管理，软件加密就是利用密码学的加密方法，通过对软件进行设置让软件中的指令代码和数据等信息进行交换，能够使得非法用户不通过跟踪执行的程序，防止未授权者对软件进行非法窃取、非法拷贝、非法使用、改写、删除等。将密码学应用到信息网络之中能够保障用户在进行网络数据传输过程中数据信息不被窃取或者改写，防止电子欺。确保计算机系统、网络系统的安全。保证用户数据信息的一致性、真实性、完整性和保密性。 1.2计算机加密的必要性 互联网是一个开放的世界也是一个虚拟的世界，因此难以规范，容易产生众多的违规和违法行为，让网络世界变得不安全。如何在一个开放的网络系统中确保数据信息的安全成为网络信息传播参与者必须要面对和解决的问题。计算机技术在不断地发展和普及，越来越多的人们增加了对计算机知识的了解，一些人能够通过自学掌握破解计算机密码的技术或者制造病毒程序毁坏电脑。例如2007年的“熊猫烧香”病毒，通过互联网传播，迅速导致了大量的计算机用户电脑失灵，电脑数据信息丢失，造成了重大的经济损失。面对现今的网络现状选择数据加密来确保传输文件的安全是无可厚非的。计算机用户要想级享受着互联网带来的方便又要保障数据信息的安全只有通过数据加密技术才能更有效的达到要求。 2加密技术的应用 2.1硬件加密 硬件加密主要是通过电脑硬件的设置来保证数据传输的安全。通过加强计算机防火墙的配置来提高计算机的安全性。计算机防火墙设置较为简单方便，对于局域网和互联网都能够起到很大的作用。现在，较多的数据交换都是通过U盘或者USB及并行口的方式进行。要保障这些数据不会从USB及并行口里流失就需要对这些数据交流接口进行进行加密。只有符合密钥的数据才能够通过这些数据接口进行读取数据，通过密钥对数据进行筛选既能够防止一些计算机的数据信息被盗取也能够防止外来的数据对计算机造成威胁。 2.2光盘加密 光盘加密主要是为了防止盗版，过去，很多的数据信息都是通过光盘刻录软件进行刻录，如果通过加密技术对光盘数据进行加密那么也只有通过密钥才能够读取光盘的数据信息。并且在对光盘进行读取时需要在一个特殊的软件界面中，只能够通过光盘查看浏览，但是无法对光盘进行复制，有效的防止了光盘的数据信息被拷贝。但是随着科技的不断进步，数据存储设备不断更新，光盘由于容量较小且携带不方便等弊端，人们对它的使用也越来越少，光盘加密技术使用的也越来越少。 2.3压缩包加密 目前，使用最为广泛的压缩工具是ZIP和RAR两种，这是最为常用的数据加密工作，这两种加密工具都自带有密码设置功能，计算机用户能够通过设置密码，在对压缩包进行解密时只需要获得这个密码就能够读取压缩包内的数据。这与在邮件传输过程中的加密是类似的，这项加密技术较为简单易懂，所以使用也更为广泛。在对这些压缩包进行加密的同时还能够缩小压缩文件所占用的空间，提高计算机空间的利用率。另一方面，计算机用户在进行密钥设置时并不需要设置多个密钥，可以通过一个密钥分发中心KDC平台进行管理，在这个平台中的用户之间的数据传递会通过KDC生成标签和随机会话密码进行加密，并且这种密钥只有相互之间才知道。 3结束语 计算机加密技术使用较为简单方便，能够满足一般的大众需求，但是对于一些高级的病毒软件还是过于简单。密码技术只有和信息安全技术、访问控制技术、网络监控技术等相结合才能够提高加密技术的能力，同时还需要加强对互联网的监管，打击网络犯罪行为。 参考文献 [1]范秋生.数据加密技术在计算机安全中的应用[J].煤炭技术，2013. [2]刘云志.浅析计算机网络安全技术及其存在的问题[J].信息系统工程，2012. [3]李殿勋.试析数据加密技术在计算机网络安全中的应用[J].中国科技博览，2012 计算机网络安全毕业论文篇三：《计算机网络信息安全》 摘 要：生活在当今网络信息时代，网络信息的安全问题倍受关注。人们越来越担心存储的信息遭受破坏或被他人盗窃，信息处理的过程中是否会出现故障，和已发出的信息完整与否、是否准确送达对方等问题。信息与网络安全不仅直接关系到整个通信过程的可靠性、可用性、数据的保密性，并且涉及用户服务的问题屡见不鲜，计算机网络信息安全面临着空前绝后的挑战，社会各界对计算机网络信息安全问题绝对不容忽视，应引起社会各方的高度关注，并采取有效的预防和应急 措施 ，从而确保信息与网络安全性，保证计算机网络安全、顺利运行。 关键词：计算机网络 信息安全 黑客入侵 1 网络信息安全的概念 1.1 信息安全 防止任何对数据进行未授权访问的措施，或者防止造成信息有意无意泄露、破坏、丢失等问题的发生，让数据处于远离危险、免于威胁的状态或特性。 1.2 网络安全 计算机网络环境下的信息安全。 2 网络信息安全三大要素 (1)完整性：信息不被意外或蓄意地删除、修改、伪造、乱序、重放、插入等破坏的特性。信息在存储或传输时不被修改、破坏，不出现信息包的丢失、乱序等。 (2)保密性：对信息资源开发范围的控制，采用数据加密、访问控制、防计算机电磁泄漏等，是最重要的一个特性。 (3)可用性：得到授权的实体在需要时可访问资源和服务。可用性是指无论何时，只要用户需要，信息系统必须是可用的，也就是说信息系统不能拒绝服务。随着信息时代的告诉发展，计算机网络信息安全的概念和内涵都在不断衍变，由于出发点和侧重点有所不同，因此得出的结论也不尽相同。除此之外，在针对某特定的安全应用的情况下，这些关于信息安全的概念也许并不能完全地包含所有情况。 3 破坏网络安全的因素 3.1 人为因素和自然灾害因素 (1)人为因素是指人为入侵和攻击、破坏网络系统正常运行。一些"黑客”利用计算机病毒在网络中可以传播的便利条件，破坏单位或者个人的计算机系统、窃取秘密资料和帐户密码，从事各种违法犯罪活动。 (2)自然灾害因素主要是指火灾、水灾、风暴、雷电、地震等破坏，以及环境(温度、湿度、震动、冲击、污染)的影响。此类不安全因素的特点是：突发性、自然性、非针对性。这种不安全因素对网络信息的完整性和可用性威胁最大，而对网络信息的保密性影响却较小，因为在一般情况下，物理上的破坏将销毁网络信息本身。解决此类不安全隐患的有效方法是采取各种防护措施、制定安全规章、随时备份数据等。 (3)由于网络自身存在安全隐患而导致网络系统产生隐患的不安全因素有：网络 操作系统 的脆弱性、数据库管理 系统安全 的脆弱性、网络资源共享、计算机病毒等。 3.2 网络操作系统的脆弱性 网络操作系统是计算机网络最基本的软件。在网络上传输文件，加载与安装程序，包括可执行的文件;它可以创建进程，甚至可以在网络的节点上进行远程的创建和激活;操作系统中有一些守护进程，实际上是一些系统进程，其总是在等待一些条件的出现;操作系统都提供远程调用(Remote Procedure Call，简称RPC)服务，而提供的安全验证功能却很有限;操作系统提供网络文件系统(NetworkFile System，简称NFS)服务， NFS系统是一个基于RPC的网络文件系统。 在UNIX与WindowsNT中的Daemon软件实际上是一些系统进程，它们通常总是在等待一些条件的出现，倘若满足要求的条件出现，此程序会继续运行下去。这类软件正是被"黑客"所看中并且加以利用的。更令人担忧的是Daemon软件具有与操作系统核心层软件同等的权限。 3.3 数据库管理系统安全的脆弱性 由于数据库管理系统(DBMS)对数据库的管理是建立在分级管理概念上的，由此可见DBMS的安全性。除此之外， DBMS与网络操作系统之间存在不少接口，它的安全必须与操作系统的安全配套，这必然是一个先天性不足，仅靠后天的预防还是难以避免。由于DBMS是在操作系统上运行的所以，这种安全性弱点是无法克服的。 3.4 网络资源共享 计算机网络系统的最大优势是实现网络系统资源共享，硬件、软件、数据等资源共享。这种共享是一把双刃剑，带有两面性，一方面既给用户带来方便的同时，另一方面也为非法用户窃取信息、破坏信息创造了便利条件。非法用户或者黑客可以通过终端或结点进行非法手段或者非法侵害 3.5 计算机网络病毒 由于计算机网络在当代社会工作和生活中的广泛应用， 计算机病毒对计算机及网络的攻击也与日俱增，而且破坏性日益严重。一旦病毒发作， 它能冲击内存， 影响性能， 修改数据或删除文件。一些病毒甚至能擦除硬盘或使硬盘不可访问， 甚至破坏电脑的硬件设施。病毒的最大危害是使整个网络陷于瘫痪， 网络资源无法访问。由此可见， 计算机病毒对电脑和计算机网络的威胁非常严重，不可忽视。 4 解决措施 4.1 防火墙技术 防火墙是一种用来加强网络之间访问控制、防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络， 访问内部网络资源， 保护内部网络环境的特殊网络互联设备。 防火墙的控制功能主要是控制允许信任地址或不信任地址进入。在各类网络安全技术使用中 ，防火墙的使用率最高达到 76 .5 %。防火墙具有价格比较便宜 ，易安装 ，并可在线升级等特点，所以它的使用比例较高。防火墙可以监控进出网络的通信数据，从而完成仅让安全、核准的信息进入，同时又抵制对企业构成威胁的数据。 4.2 网络信息数据的加密技术 加密技术的出现为全球电子商务提供了保证，保证网上电子交易的顺利、安全进行，由此可见完善的对称加密和非对称加密技术依然是21世纪的主要任务。对称加密是常规的以口令为基础的技术，加密运算与解密运算使用同样的密钥。不对称加密，即加密密钥不同于解密密钥，加密密钥公之于众，谁都可以用，解密密钥只有解密人自己知道。 在信息化高速发展的现代社会，网络安全一直是一个综合性的课题。维护网络信息安全不仅需要先进的科学技术，也离不开社会各界的支持和配合，创造和维护良好的网络环境，与此同时还要加快网络信息安全技术手段的研究和创新，进而使网络信息资源能更安全可靠的服务广大用户。 猜你喜欢： 1. 计算机网络安全技术论文赏析 2. 计算机网络安全方面的论文 3. 计算机网络系统安全论文精选范文 4. 计算机网络安全的相关论文 5. 计算机网络信息安全的论文
计算机编程专业的同学们，大家毕业时，应该要书写一份专业论文。以下是我精心准备的浅谈宏程序编程论文，大家可以参考以下内容哦!
摘 要：随着现代制造技术的发展和数控机床的日益普及，数控加工得到广泛的应用，越来越多的人正在学习和使用数控编程。目前在我国的数控行业中，对于简单的二维加工编程，大多数人习惯使用手工编程(这里所指的手工编程实际是指普通程序编程)，而对于曲面类的零件加工一般都是使用自动编程(此处所指的自动编程主要是指CAD/CAM软件自动编程)来实现的，而使用宏程序编程的人少之又少，甚至有人根本不知道。那么宏程序是什么呢?宏程序到底有什么作用呢?本文就此问题进行讨论。
关键词：普通程序编程 宏程序编程 CAD/CAM软件编程
1 数控编程的种类和概念
数控编程一般分为两类：即手工编程和CAD/CAM自动编程，采用哪种编程方法应根据具体的零件加工形状的难易程度而定。
1.1 手工编程
手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、程序输入数控系统到程序校验都由人工完成。手工编程又可分为普通程序编程和宏程序编程。所谓普通程序编程，其实是相对于宏程序编程而言的，它是大多数人经常使用的手工编程方法，这种编程方法是使用ISO代码或其它标准代码指令编程，每个代码的功能是固定的，由系统生产厂家开发，使用者只需也只能按照规定编程，所有的参数坐标都是事先定好的。但有时候这些固定格式的指令不能满足用户灵活的需求，如图1所示的孔系，如果加工时孔的数量、分布直径等随时依据情况变化时，使用固定坐标的程序显然不够灵活。因此，数控系统提供了用户宏程序，使编程更具灵活性。
1.2 CAD/CAM自动编程
CAD/CAM自动编程也叫计算机辅助数控编程，它是以待加工零件CAD模型为基础的一种集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法。它的编程过程是借助于自动编程软件，在电脑上进行零件加工建模，选择机床和刀具，确定刀具运动方式、切削加工参数，自动生成刀具轨迹和程序代码。最后经过后置处理，按照所使用机床规定的文件格式生成加工程序。通过串行通信的方式，将加工程序传送到数控机床的数控单元。目前主要自动编程软件有UG、Cimatron、MasterCAM、CATIA、CAXA等。
2 宏程序编程和普通程序编程的比较
2.1 程序比较
用户宏程序和普通程序存在一定的区别，表1是它们的简要对比。
2.2 功能比较
普通程序编程对于较简单的二维加工具有灵活、方便、快捷的优点，但对于某些二维加工却显得臃长，如用数控铣床加工图2所示的平底圆槽，假设现有铣刀为Φ16，由外向里加工，行距为12 mm，只加工一层2 mm深，下面按FANUC0i系统分别用普通程序和宏程序进行编程。
普通程序编程如下：
00001 M03S800
G54G90G00X52.Y0Z100 Z5
G01Z-2F40 G02I-52F200
G01X40 G02I-40
G01X28 G02I-28
G01X16 G02I-16
G01X4 G02I-4
G00Z100 M30
宏程序编程如下：
00002 G01X#1F200
M03S800 G02I[-#1]
G54G90G00X52Y0Z100 #1=#1-12
Z5 END 1
G01Z-2F40 G00Z100.
#1=52 M30
WHILE[#1 GT 6] DO 1
由上面可以看出，宏程序编程要比普通程序编程显得简洁、灵活，因为若随着加工圆槽的半径变大、刀具半径变小，普通程序编程的程序会越来越长，修改也很不方便，而宏程序编程的程序不会变长，只要改变几个相应的参数，或把这几个参数也设为变量将更加简便。
另外，对于一些有规律的可以用公式表达的曲线或曲面，普通程序编程是望尘莫及的，而宏程序编程更显出其独特的优势。如图3所示的椭圆槽加工，普通程序编程难以完成，而用宏程序编程则较容易。
假设现有铣刀为Φ8，由外向里加工，行距为6 mm，只加工一层2 mm深，下面按FANUC0i系统用宏程序进行编程。
宏程序编程： WHILE[#1 LE 360]DO 1
O0003 #4=#2*COS[#1]
M03S800 #5=#2*SIN[#1]
G54G90G00X36Y0Z100 G01X#4 Y#5F200
Z10 #1=#1+1
G01Z-2F40 END 1
#2=36 #2=#2-6
#3=26 #3=#3-6
WHILE[#3GE 0]DO 2 END 2
G01X#2F200 G00 Z100
#1=0 M30
3 宏程序编程的特点
宏程序编程的最大特点，就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序表示出来，具有极好的易读性和易修改性，编写出的程序非常简洁，逻辑严密，通用性极强，而且机床在执行此类程序时，较执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷，反应更迅速。
宏程序具有灵活性、通用性和智能性等特点，例如对于规则曲面的编程来说，使用CAD/CAM软件编程一般都具有工作量大，程序庞大，加工参数不易修改等缺点，只要任何一样加工参数发生变化，再智能的软件也要根据变化后的加工参数重新计算道刀具轨迹，尽管计算速度非常快，但始终是个比较麻烦的过程。而宏程序则注重把机床功能参数与编程语言结合，而且灵活的参数设置也使机床具有最佳的工作性能，同时也给予操作工人极大的自由调整空间。 从模块化加工的角度看，宏程序最具有模块化的思想和资质条件，编程人员只需要根据零件几何信息和不同的数学模型即可完成相应的模块化加工程序设计，应用时只需要把零件信息、加工参数等输入到相应模块的调用语句中，就能使编程人员从繁琐的、大量重复性的编程工作中解脱出来，有一劳永逸的效果。
另外，由于宏程序基本上包含了所有的加工信息(如所使用刀具的几何尺寸信息等)，而且非常简明、直观，通过简单地存储和调用，就可以很方便地重现当时的加工状态，给周期性的生产特别是不定期的间隔式生产带来了极大的便利。
4 宏程序和CAD/CAM软件生成程序的加工性能比较
任何数控加工只要能够用宏程序完整地表达，即使再复杂，其程序篇幅都比较短，一般很少超过60行，至多不过2KB。
一方面，宏程序天生短小精悍，即使是最廉价的数控系统，其内部程序存储空间也会有10KB左右，完全容纳得下任何复杂的宏程序，因此不像CAD/CAM软件那样需考虑机床与外部电脑的传输速度对实际加工速度的影响问题。
另一方面，为了对复杂的加工运动进行描述，宏程序必然会最大限度地使用数控系统内部的各种指令代码，例如直线插补G01指令和圆弧插补G02/G03指令等。因此机床在执行宏程序时，数控系统的计算机可以直接进行插补运算，且运算速度极快，再加上伺服电机和机床的迅速响应，使得加工效率极高。
而对于CAD/CAM软件生成的程序，情况要复杂得多。
再举一个简单的例子，如用铣刀以螺旋方式加工内圆孔，使用宏程序不仅非常简短，而且机床实际运行时，执行进给速度F=2000 mm/min都可以保持非常均匀、快速的螺旋运动;而在Cimatron软件中，即使通过使用外部用户功能生成相似的刀具轨迹，但刀具轨迹是根据给定的误差值用G01逐段逼近实现的，其程序就比宏程序大两个数量级，而且即使把整个程序都存入到机床的控制系统中，当机床运行时的实际速度上不去，进给速度小于600 mm/min时还不明显，如果F设定为1000 mm/min左右，就可以看到机床在明显的“颤抖”。
5 结语
综上所述，宏程序能简化二维编程中普通程序编程的繁琐问题，能解决二维编程中普通程序编程不能解决的有规律的曲线和曲面编程问题。另外，在加工有规律的曲面时，宏程序能克服CAD/CAM软件编程所无法避免的加工问题。所以，宏程序编程具有普通程序编程和CAD/CAM软件编程无法替代的作用。
参考文献
[1] 陈海舟.数控铣削加工宏程序及其应用实例.
[2] 谢晓红.数控车削编程与加工技术.
[3] 张英伟.数控铣削编程与加工技术.
摘 要：网络发展的早期，人们更多地强调网络的方便性和可用性，而忽略了网络的安全性。当网络仅仅用来传送一般性信息的时候，当网络的覆盖面积仅仅限于一幢大楼、一个校园的时候，安全问题并没有突出地表现出来。但是，当在网络上运行关键性的如银行业务等，当企业的主要业务运行在网络上，当政府部门的活动正日益网络化的时候，计算机网络安全就成为一个不容忽视的问题。
随着技术的发展，网络克服了地理上的限制，把分布在一个地区、一个国家，甚至全球的分支机构联系起来。它们使用公共的传输信道传递敏感的业务信息，通过一定的方式可以直接或间接地使用某个机构的私有网络。组织和部门的私有网络也因业务需要不可避免地与外部公众网直接或间接地联系起来，以上因素使得网络运行环境更加复杂、分布地域更加广泛、用途更加多样化，从而造成网络的可控制性急剧降低，安全性变差。
随着组织和部门对网络依赖性的增强，一个相对较小的网络也突出地表现出一定的安全问题，尤其是当组织的部门的网络就要面对来自外部网络的各种安全威胁，即使是网络自身利益没有明确的安全要求，也可能由于被攻击者利用而带来不必要的法律纠纷。网络黑客的攻击、网络病毒的泛滥和各种网络业务的安全要求已经构成了对网络安全的迫切需求。
本文对现有网络安全的威胁以及表现形式做了分析与比较，特别对为加强安全应采取的应对措施做了较深入讨论，并描述了本研究领域的未来发展走向。
关键词 网络安全;信息网络;网络技术;安全性
一、绪论
1.1 课题背景
随着计算机网络技术的飞速发展，信息网络已经成为社会发展的重要保证。信息网络涉及到国家的政府、军事、文教等诸多领域，存储、传输和处理的许多信息是政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研数据等重要的信息。其中有很多是敏感信息，甚至是国家机密，所以难免会吸引来自世界各地的各种人为攻击(例如信息泄漏、信息窃取、数据篡改、数据删添、计算机病毒等)。
通常利用计算机犯罪很难留下犯罪证据，这也大大刺激了计算机高技术犯罪案件的发生。计算机犯罪率的迅速增加，使各国的计算机系统特别是网络系统面临着很大的威胁，并成为严重的社会问题之一，从而构成了对网络安全的迫切需求。
1.1.1计算机网络安全威胁及表现形式
计算机网络具有组成形式多样性、终端分布广泛性、网络的开放性和互联性等特征，这使得网络容易受到来自黑客、恶意软件、病毒木马、钓鱼网站等的攻击。
1.1.1.1常见的计算机网络安全威胁
(1) 信息泄露
信息被透漏给非授权的实体。它破坏了系统的保密性。能够导致信息泄露的威胁有网络监听、业务流分析、电磁、射频截获、人员的有意或无意、媒体清理、漏洞利用、授权侵弛、物理侵入、病毒、术马、后门、流氓软件、网络钓鱼等。
(2) 完整性破坏
通过漏洞利用、物理侵犯、授权侵犯、病毒、木马、漏洞等方式文现。
(3) 拒绝服务攻击
对信息或资源可以合法地访问，却被非法地拒绝或者推迟与时间密切相关的操作。
(4) 网络滥用
合法用户滥用网络，引入不必要的安全威胁，包括非法外联、非法内联、移动风险、设备滥用、业务滥用。
1.1.1.2常见的计算机网络安全威胁的表现形式
(1) 自然灾害
计算机信息系统仅仅是一个智能的机器,易受自然灾害及环境(温度、湿度、振动、冲击、污染)的影响。目前,我们不少计算机房并没有防震、防火、防水、避雷、防电磁泄露或干扰等措施,接地系统也疏于周到考虑,抵御自然灾害和意外事故的能力较差。日常工作中因断电而设备损坏、数据丢失的现象时有发生。由于噪音和电磁辐射,导致网络信噪比下降,误码率增加,信息的安全性、完整性和可用性受到威胁。
(2) 网络软件的漏洞和“后门”
网络软件不可能是百分之百的无缺陷和无漏洞的,然而,这些漏洞和缺陷恰恰是黑客进行攻击的首选目标,曾经出现过的黑客攻入网络内部的事件,这些事件的大部分就是因为安全措施不完善所招致的苦果。另外,软件的“后门”都是软件公司的设计编程人员为了自便而设置的,一般不为外人所知,一旦“后门”洞开,其造成的后果将不堪设想。
(3) 黑客的威胁和攻击
这是计算机网络所面临的最大威胁。黑客攻击手段可分为非破坏性攻击和破坏性攻击两类。非破坏性攻击一般是为了扰乱系统的运行,并不盗窃系统资料,通常采用拒绝服务攻击或信息炸弹;破坏性攻击是以侵入他人电脑系统、盗窃系统保密信息、破坏目标系统的数据为目的。黑客们常用的攻击手段有获取口令、电子邮件攻击、特洛伊木马攻击、钓鱼网站的欺技术和寻找系统漏洞等。
(4) 垃圾邮件和间谍软件
一些人利用电子邮件地址的“公开性”和系统的“可广播性”进行商业、宗教、政治等活动,把自己的电子邮件强行“推入”别人的电子邮箱,强迫他人接受垃圾邮件。与计算机病毒不同,间谍软件的主要目的不在于对系统造成破坏,而是窃取系统或是用户信息。
(5) 计算机犯罪
计算机犯罪,通常是利用窃取口令等手段非法侵入计算机信息系统,传播有害信息,恶意破坏计算机系统,实施贪污、盗窃、和金融犯罪等活动。在一个开放的网络环境中,大量信息在网上流动,这为不法分子提供了攻击目标。他们利用不同的攻击手段,获得访问或修改在网中流动的敏感信息,闯入用户或政府部门的计算机系统,进行窥视、窃取、篡改数据。不受时间、地点、条件限制的网络,其“低成本和高收益”又在一定程度上刺激了犯罪的增长。使得针对计算机信息系统的犯罪活动日益增多。
(8) 计算机病毒
20世纪90年代,出现了曾引起世界性恐慌的“计算机病毒”,其蔓延范围广,增长速度惊人,损失难以估计。它像灰色的幽灵将自己附在其他程序上,在这些程序运行时进入到系统中进行扩散。计算机感染上病毒后,轻则使系统工作效率下降,重则造成系统死机或毁坏,使部分文件或全部数据丢失,甚至造成计算机主板等部件的损坏。
二、网络信息安全防范策略
2.1 防火墙技术
防火墙,是网络安全的屏障,配置防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。防火墙是指位于计算机和它所连接的网络之间的硬件或软件,也可以位于两个或多个网络之间,比如局域网和互联网之间,网络之间的所有数据流都经过防火墙。通过防火墙可以对网络之间的通讯进行扫描,关闭不安全的端口,阻止外来的DoS攻击,封锁特洛伊木马等,以保证网络和计算机的安全。一般的防火墙都可以达到以下目的:一是可以限制他人进入内部网络,过滤掉不安全服务和非法用户;二是防止入侵者接近你的防御设施;三是限定用户访问特殊站点;四是为监视Internet安全,提供方便。
2.2 数据加密技术
加密就是通过一种方式使信息变得混乱,从而使未被授权的人看不懂它。主要存在两种主要的加密类型:私匙加密和公匙加密。
2.2.1私匙加密
私匙加密又称对称密匙加密,因为用来加密信息的密匙就是解密信息所使用的密匙。私匙加密为信息提供了进一步的紧密性,它不提供认证,因为使用该密匙的任何人都可以创建加密一条有效的消息。这种加密方法的优点是速度很快,很容易在硬件和软件中实现。
2.2.2公匙加密
公匙加密比私匙加密出现得晚,私匙加密使用同一个密匙加密和解密,而公匙加密使用两个密匙,一个用于加密信息,另一个用于解密信息。公匙加密系统的缺点是它们通常是计算密集的,因而比私匙加密系统的速度慢得多,不过若将两者结合起来,就可以得到一个更复杂的系统。
2.3 访问控制
访问控制是网络安全防范和保护的主要策略,它的主要任务是保证网络资源不被非法使用和非常访问。访问控制决定了谁能够访问系统,能访问系统的何种资源以及如何使用这些资源。适当的访问控制能够阻止未经允许的用户有意或无意地获取数据。访问控制的手段包括用户识别代码、口令、登录控制、资源授权、授权核查、 日志和审计。它是维护网络安全,保护网络资源的主要手段,也是对付黑客的关键手段。
2.4 防御病毒技术
随着计算机技术的不断发展,计算机病毒变得越来越复杂和高级,对计算机信息系统构成极大的威胁。在病毒防范中普遍使用的防病毒软件,从功能上可以分为网络防病毒软件和单机防病毒软件两大类。单机防病毒软件一般安装在单台PC机上,即对本地和本地工作站连接的远程资源采用分析扫描的方式检测、清除病毒。网络防病毒软件则主要注重网络防病毒,一旦病毒入侵网络或者从网络向其他资源传染,网络防病毒软件会立刻检测到并加以删除。病毒的侵入必将对系统资源构成威胁,因此用户要做到“先防后除”。很多病毒是通过传输介质传播的,因此用户一定要注意病毒的介质传播。在日常使用计算机的过程中,应该养成定期查杀病毒的习惯。用户要安装正版的杀毒软件和防火墙,并随时升级为最新版本。还要及时更新windows操作系统的安装补丁,做到不登录不明网站等等。
2.5 安全技术走向
我国信息网络安全研究历经了通信保密、数据保护两个阶段，正在进入网络信息安全研究阶段，现已开发研制出防火墙、安全路由器、安全网关、黑客入侵检测、系统脆弱性扫描软件等。但因信息网络安全领域是一个综合、交错的学科领域，它综合了利用数学、物理、生化信息技术和计算机技术的诸多学科的长期积累和最新发展成果，提出系统的、完整的和协同的解决信息网络安全的方案，目前应从安全体系结构、安全协议、现代密码理论、信息分析和监控以及信息安全系统五个方面开展研究，各部分相互协同形成有机整体。
由于计算机运算速度的不断提高，各种密码算法面临着新的密码体制，如量子密码、DNA密码、混沌理论等密码新技术正处于探索之中。因此网络安全技术在21世纪将成为信息网络发展的关键技术
三、结 论
总的来说,网络安全不仅仅是技术问题,同时也是一个安全管理问题。我们必须综合考虑安全因素,制定合理的目标、技术方案和相关的配套法规等。世界上不存在绝对安全的网络系统,随着计算机网络技术的进一步发展,网络安全防护技术也必然随着网络应用的发展而不断发展。
参考文献
1、 葛秀慧.计算机网络安全管理[M ].北京:清华大学出版社,2008.
2、 张琳,黄仙姣.浅谈网络安全技术[J].电脑知识与技术,2006, (11).
二十一世纪的现在,计算机技术已经普及全球并且已经处在快速发展的阶段。当前世界已是信息化的世界,社会各行各业都有着计算机技术的影子。下文是我为大家搜集整理的关于计算机毕业论文3000字的内容，欢迎大家阅读参考!
浅谈网络安全治理路径
计算机网络无可厚非的是在世界发展史一个里程碑式的发明，计算机能够穿越时空，使我们的生产生活方便了很多，并且用计算机办公我成为了人们的首选，越来越深的影响着人们的生活。但是计算机网络的安全问题也同样的越来越深地影响着人们，使人们身处越来越危险的网络环境下，那么就应该赶紧地对网络安全进行管理。本文接下来将要沦述的就是解决这种网络安全问题所带来的恶性影响，还有其相应的管理手段和影响因素。
1当前网络安全威胁因素分析
现在，人们越来越多的运用网络，同时其安全问题也在日益严重。网络在这些威胁下使其收到极大的影响，不能发挥出其有益的运用，所以尽快解决网络安全问题极为重要。接下来就简析一下造成网络安全隐患的因素有哪些:
第一，当前网络所面对的最关键的问题是木马和病毒入侵。一些不法分子把各种信息资料当做病毒的载体，在这些信息中编写一些木马程序或者恶意的指令来破坏网络系统，对网络存在的漏洞进行入侵，从而破坏网络的一部分功能，甚至造成数据丢失，比如熊猫烧香病毒、特洛伊木马病毒等
木马程序病毒是一种窃取用户个人信息的程序，不法分子通过将程序编辑到计算机中，达到能够控制别人计算机的目的，从而进行信息的窃取和恶意操控
第二，垃圾信息的传播和非授权访问也是现在计算机网络急于解决的问题，因为其影响了计算机网络的安全。不法分子通过对计算机程序设计的精通来编制一些程序，运用这些程序来进行非法操作，侵染授权公司的网络，从而做到授权信息的窃取。但是一些垃圾信息的传播，是作为信息传播的介质，将程序编写到信息中，此信息一经浏览，程序就会强制性的写入到用户的计算机内，不法分子便会有机可乘，实行信息盗窃。
第三，电磁波的干扰，自然灾害的影响和计算机陈旧的因素也会影响到计算机网络，一旦受到这些因素的影响而产生了系统漏洞，便会给一些不法分子可乘之机，入侵计算机网络。
2 计算机网络实施安全管理的相关技术措施
当下，网络普及程度高，网络用户不断增加，对于网络使用的依赖程度也日益增加，网络安全不可忽视，保护私人信息安全，维护网络使用者的合法权益，防止利用网络犯罪等问题日益成为重要的议题。在新的信息时代中，如何对网络安全进行有效的保护和管理，是我们应该着重考虑的。以下是对于应对网络安全管理措施的具体介绍：
2.1 防火墙技术的应用
防火墙技术在计算机网络安全管理中的应用历史较久，这中技术的操作原理主要是通过控制访问量和筛选访问信息实现的，防护墙对于进入个人网络的信息进行筛选，利用特定的软硬件结合的方式，审视各种信息的安全程度，并进行严格的限定，增强网络内部抵御不安全信息的能力。防火墙技术只要是由不允许访问和不允许通过两个地址表构成，再利用 IP地址匹配和信息包过滤两种算法对网络进行安全保护，他的作用就是在内部网络和外部网络之间形成一个保护屏障，通过对外部信息进行安全筛选，限制危险程度高的信息进入内部网络，保护内部网络的相对安全。就当下而言，具体应用于防火墙的方法主要是代理服务器、动态以及静态分组过滤等。
2.2 数据加密技术的应用
数字化不断发展的当下，数据加密技术被广泛应用于计算机的信息安全管理工作之中，并成为众多安全措施中的关键技术，其特点就是网络保护人员设置的各种不同算法进行网络保护，具有低投入高收益的优势。举一个具体的实例，密钥管理之所以被广泛应用，是应为它的运行方式占据优势，网络保护人员运用独特的方法将访问系统的信息发乱，以至于未经授权的用户，无法破解该信息排布方式，从而无法完成非法访问。相比之下，公钥的使用是利用两条新的加密和解密程序对网络进行保护，私钥则是利用一条信息的加密和解密。这两者都是从保护网络安全出发，防止信息被非法分子利用为所欲为。
2.3 身份认证技术的应用
认证技术广泛应用于计算机安全防护，工作人员将独特的身份与客户绑定，使得符合身份认证要求的用户进入，而将不持有有效身份认证的用户阻止在外，避免非法分子的非法访问。在计算机的安全管理技术中，身份认证、授权访问、数字签名等的应用也有所体现。具体的操作说明如下：身份认证是网络用户自己设定属于自己的用户名和密码。在访问时需要登录进行核对，核对无误方可访问。
授权访问时针对部分用户而言的，系统仅仅授予一小部分用户特殊的访问权而不具有权限者，无法进行内容的浏览。数据签名是一种函数算法技术，通过用户设施个人私钥实现的。报文认证则是从双方文件传递的内容出发，在经过双方认证之后确认内容准确无误，未受到损害和破坏，从未送达受传者手中。
3结语
网络安全关乎每一位使用网络的用户，其所设计的安全面广泛，包括财产安全、人生安全等等，这就可以看出网络安全的重要性。这样给我们启示，需要我们每一位网络用户携手合作，关注网络安全，积极营造安全的网络环境。更重要的是，从事网络安全工作的专业人员，需要提高创新能力，研发应用相关治理网络的软件，联合网民利用入侵检测系统技术和虚拟专用技术，打击破坏网络安全的行为。
参考文献
[1] 白兆辉 . 浅析计算机网络安全防范的几种关键技术 [J]. 科技信息 ,2013,23.
[2] 戴锐 . 探析防火墙技术在计算机网络安全中的应用 [J]. 信息与电脑 ( 理论版 ),2011,11.
[3] 李传金 . 浅谈计算机网络安全的管理及其技术措施 [J]. 黑龙江科技信息 ,2011,26.
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随着internet的迅猛发展，安全性已经成为网络互联技术中最关键的问题。本文——计算机与信息技术论文Internet防火墙技术综述，全面介绍了internet防火墙技术与产品的发展历程；详细剖析了第四代防火墙的功能特色、关键技术、实现方法及抗攻击能力；同时简要描述了internet防火墙技术的发展趋势。 关键词：internet 网路安全 防火墙 过滤 地址转换 1． 引言 防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术，越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境之中，尤以internet网络为最甚。internet的迅猛发展，使得防火墙产品在短短的几年内异军突起，很快形成了一个产业：1995年，刚刚面市的防火墙技术产品市场量还不到1万套；到1996年底，就猛增到10万套；据国际权威商业调查机构的预测，防火墙市场将以173%的复合增长率增长，今年底将达到150万套，市场营业额将从1995年的�1.6�亿美元上升到今年的9.8亿美元。� 为了更加全面地了解internet防火墙及其发展过程，特别是第四代防火墙的技术特色，我们非常有必要从产品和技术角度对防火墙技术的发展演变做一个详细的考察。� 2. internet防火墙技术简介� 防火墙原是指建筑物大厦用来防止火灾蔓延的隔断墙。从理论上讲，internet防火墙服务也属于类似的用来防止外界侵入的。它可以防 止internet上的各种危险(病毒、资源盗用等)传播到你的网络内部。而事实上，防火墙并不像现实生活中的防火墙，它有点像古代守护城池用的护城河，服务于以下多个目的：� 1)限定人们从一个特定的控制点进入；� 2)限定人们从一个特定的点离开；� 3)防止侵入者接近你的其他防御设施；� 4)有效地阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。� 在现实生活中，internet防火墙常常被安装在受保护的内部网络上并接入internet。 所有来自internet的传输信息或你发出的信息都必须经过防火墙。这样，防火墙就起到了保护诸如电子邮件、文件传输、远程登录、在特定的系统间进行信息交换等安全的作用。从逻辑上讲，防火墙是起分隔、限制、分析的作用，这一点同样可以从图1中体会出来。那么，防火墙究竟是什么呢?实际上，防火墙是加强internet(内部网)之间安全防御的一个或一组系统，它由一组硬件设备(包括路由器、服务器)及相应软件构成。3. 防火墙技术与产品发展的回顾� 防火墙是网络安全策略的有机组成部分，它通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理。从总体上看，防火墙应该具有以下五大基本功能：� ●过滤进、出网络的数据；� ●管理进、出网络的访问行为；� ●封堵某些禁止行为；� ●记录通过防火墙的信息内容和活动；� ●对网络攻击进行检测和告警。� 为实现以上功能，在防火墙产品的开发中，人们广泛地应用了网络拓扑、计算机操作系统、路由、加密、访问控制、安全审计等成熟或先进的技术和手段。纵观防火墙近年来的发展，可以将其划分为如下四个阶段(即四代)。� 3.1 基于路由器的防火墙� 由于多数路由器本身就包含有分组过滤功能，故网络访问控制可能通过路控制来实现，从而使具有分组过滤功能的路由器成为第一代防火墙产品。第一代防火墙产品的特点是：� 1)利用路由器本身对分组的解析，以访问控制表(access list)方式实现对分组的过滤；� 2)过滤判断的依据可以是：地址、端口号、ip旗标及其他网络特征；� 3)只有分组过滤的功能，且防火墙与路由器是一体的。这样，对安全要求低的网络可以采用路由器附带防火墙功能的方法，而对安全性要求高的网络则需要单独利用一台路由器作为防火墙。� 第一代防火墙产品的不足之处十分明显，具体表现为：� ●路由协议十分灵活，本身具有安全漏洞，外部网络要探寻内部网络十分容易。例如，在使用Ftp协议时，外部服务器容易从20号端口上与内部网相连，即使在路由器上设置了过滤规则，内部网络的20号端口仍可以由外部探寻。� ●路由器上分组过滤规则的设置和配置存在安全隐患。对路由器中过滤规则的设置和配置十分复杂，它涉及到规则的逻辑一致性。作用端口的有效性和规则集的正确性，一般的网络系统管理员难于胜任，加之一旦出现新的协议，管理员就得加上更多的规则去限制，这往往会带来很多错误。� ●路由器防火墙的最大隐患是：攻击者可以“假冒”地址。由于信息在网络上是以明文方式传送的，黑客(hacker)可以在网络上伪造假的路由信息欺防火墙。� ●路由器防火墙的本质缺陷是：由于路由器的主要功能是为网络访问提供动态的、灵活的路由，而防火墙则要对访问行为实施静态的、固态的控制，这是一对难以调和的矛盾，防火墙的规则设置会大大降低路由器的性能。 � 可以说基于路由器的防火墙技术只是网络安全的一种应急措施，用这种权宜之计去对付黑客的攻击是十分危险的。 3.2 用户化的防火墙工具套� 为了弥补路由器防火墙的不足，很多大型用户纷纷要求以专门开发的防火墙系统来保护自己的网络，从而推动了用户防火墙工具套的出现。� 作为第二代防火墙产品，用户化的防火墙工具套具有以下特征：� 1)将过滤功能从路由器中独立出来，并加上审计和告警功能；� 2)针对用户需求，提供模块化的软件包；� 3)软件可以通过网络发送，用户可以自己动手构造防火墙；� 4)与第一代防火墙相比，安全性提高了，价格也降低了。� 由于是纯软件产品，第二代防火墙产品无论在实现上还是在维护上都对系统管理员提出了相当复杂的要求，并带来以下问题：� 配置和维护过程复杂、费时；� 对用户的技术要求高；� 全软件实现，使用中出现差错的情况很多。� 3.3 建立在通用操作系统上的防火墙� 基于软件的防火墙在销售、使用和维护上的问题迫使防火墙开发商很快推出了建立在通用操作系统上的商用防火墙产品。近年来市场上广泛使用的就是这一代产品，它们具有如下一些特点：� 1)是批量上市的专用防火墙产品；� 2)包括分组过滤或者借用路由器的分组过滤功能；� 3)装有专用的代理系统，监控所有协议的数据和指令；� 4)保护用户编程空间和用户可配置内核参数的设置； 5)安全性和速度大大提高。� 第三代防火墙有以纯软件实现的，也有以硬件方式实现的，它们已经得到了广大用户的认同。但随着安全需求的变化和使用时间的推延，仍表现出不少问题，比如：� 1)作为基础的操作系统及其内核往往不为防火墙管理者所知，由于源码的保密，其安全性无从保证；� 2)由于大多数防火墙厂商并非通用操作系统的厂商，通用操作系统厂商不会对操作系统的安全性负责；� 3)从本质上看，第三代防火墙既要防止来自外部网络的攻击，还要防止来自操作系统厂商的攻击；� 4)在功能上包括了分组过滤、应用网关、电路级网关且具有加密鉴别功能；� 5)透明性好，易于使用。� 4. 第四代防火墙的主要技术及功能� 第四代防火墙产品将网关与安全系统合二为一，具有以下技术功能。� 4.1 双端口或三端口的结构� 新一代防火墙产品具有两个或三个独立的网卡，内外两个网卡可不做ip转化而串接于内部与外部之间，另一个网卡可专用于对服务器的安全保护。 � 4.2 透明的访问方式� 以前的防火墙在访问方式上要么要求用户做系统登录，要么需通过socks等库路径修改客户机的应用。第四代防火墙利用了透明的代理系统技术，从而降低了系统登录固有的安全风险和出错概率。� 4.3 灵活的代理系统� 代理系统是一种将信息从防火墙的一侧传送到另一侧的软件模块，第四代防火墙采用了两种代理机制：一种用于代理从内部网络到外部网络的连接；另一种用于代理从外部网络到内部网络的连接。前者采用网络地址转接(nit)技术来解决，后者采用非保密的用户定制代理或保密的代理系统技术来解决。� 4.4 多级过滤技术� 为保证系统的安全性和防护水平，第四代防火墙采用了三级过滤措施，并辅以鉴别手段。在分组过滤一级，能过滤掉所有的源路由分组和假冒ip地址；在应用级网关一级，能利用Ftp、smtp等各种网关，控制和监测internet提供的所有通用服务；在电路网关一级，实现内部主机与外部站点的透明连接，并对服务的通行实行严格控制。� 4.5 网络地址转换技术� 第四代防火墙利用nat技术能透明地对所有内部地址做转换，使得外部网络无法了解内部网络的内部结构，同时允许内部网络使用自己编的ip源地址和专用网络，防火墙能详尽记录每一个主机的通信，确保每个分组送往正确的地址。� 4.6 internet网关技术� 由于是直接串联在网络之中，第四代防火墙必须支持用户在internet互联的所有服务，同时还要防止与internet服务有关的安全漏洞，故它要能够以多种安全的应用服务器(包括ftp、finger、mail、ident、news、www等)来实现网关功能。为确保服务器的安全性，对所有的文件和命令均要利用“改变根系统调用(chroot)”做物理上的隔离。� 在域名服务方面，第四代防火墙采用两种独立的域名服务器：一种是内部dns服务器，主要处理内部网络和dns信息；另一种是外部dns服务器，专门用于处理机构内部向internet提供的部分dns信息。在匿名ftp方面，服务器只提供对有限的受保护的部分目录的只读访问。在www服务器中，只支持静态的网页，而不允许图形或cgi代码等在防火墙内运行。在finger服务器中，对外部访问，防火墙只提可由内部用户配置的基本的文本信息，而不提供任何与攻击有关的系统信息。smtp与pop邮件服务器要对所有进、出防火墙的邮件做处理，并利用邮件映射与标头剥除的方法隐除内部的邮件环境。ident服务器对用户连接的识别做专门处理，网络新闻服务则为接收来自isp的新闻开设了专门的磁盘空间。 4.7 安全服务器网络(ssn)� 为了适应越来越多的用户向internet上提供服务时对服务器的需要，第四代防火墙采用分别保护的策略对用户上网的对外服务器实施保护，它利用一张网卡将对外服务器作为一个独立网络处理，对外服务器既是内部网络的一部分，又与内部网关完全隔离，这就是安全服务器网络(ssn)技术。而对ssn上的主机既可单独管理，也可设置成通过Ftp、tnlnet等方式从内部网上管理。� ssn方法提供的安全性要比传统的“隔离区(dmz)”方法好得多，因为ssn与外部网之间有防火墙保护，ssn与风部网之间也有防火墙的保护，而dmz只是一种在内、外部网络网关之间存在的一种防火墙方式。换言之，一旦ssn受破坏，内部网络仍会处于防火墙的保护之下，而一旦dmz受到破坏，内部网络便暴露于攻击之下。� 4.8 用户鉴别与加密� 为了减低防火墙产品在tnlnet、ftp等服务和远程管理上的安全风险，鉴别功能必不可少。第四代防火墙采用一次性使用的口令系统来作为用户的鉴别手段，并实现了对邮件的加密。� 4.9 用户定制服务� 为了满足特定用户的特定需求，第四代防火墙在提供众多服务的同时，还为用户定制提供支持，这类选项有：通用tcp、出站udp、ftp、smtp等，如果某一用户需要建立一个数据库的代理，便可以利用这些支持，方便设置。� 4.10 审计和告警� 第四代防火墙产品采用的审计和告警功能十分健全，日志文件包括：一般信息、内核信息、核心信息、接收邮件、邮件路径、发送邮件、已收消息、已发消息、连接需求、已鉴别的访问、告警条件、管理日志、进站代理、ftp代理、出站代理、邮件服务器、名服务器等。告警功能会守住每一个tcp或udp探寻，并能以发出邮件、声响等多种方式报警。� 此外，第四代防火墙还在网络诊断、数据备份保全等方面具有特色。� 5． 第四代防火墙技术的实现方法 在第四代防火墙产品的设计与开发中，安全内核、代理系统、多级过滤、安全服务器、鉴别与加密是关键所在。� 5.1 安全内核的实现� 第四代防火墙是建立在安全操作系统之上的，安全操作系统来自对专用操作系统的安全加固和改造，从现在的诸多产品看，对安全操作系统内核的固化与改造主要从以下几个方面进行：� 1)取消危险的系统调用；� 2)限制命令的执行权限；� 3)取消ip的转发功能；� 4)检查每个分组的接口；� 5)采用随机连接序号；� 6)驻留分组过滤模块；� 7)取消动态路由功能；� 8)采用多个安全内核。� 5.2 代理系统的建立� 防火墙不允许任何信息直接穿过它，对所有的内外连接均要通过代理系统来实现，为保证整个防火墙的安全，所有的代理都应该采用改变根目录方式存在一个相对独立的区域以安全隔离。� 在所有的连接通过防火墙前，所有的代理要检查已定义的访问规则，这些规则控制代理的服务根据以下内容处理分组：� 1)源地址；� 2)目的地址；� 3)时间；� 4)同类服务器的最大数量。� 所有外部网络到防火墙内部或ssn的连接由进站代理处理，进站代理要保证内部主机能够了解外部主机的所有信息，而外部主机只能看到防火墙之外或ssn的地址。� 所有从内部网络ssn通过防火墙与外部网络建立的连接由出站代理处理，出站代理必须确保完全由它代表内部网络与外部地址相连，防止内部网址与外部网址的直接连接，同时还要处理内部网络ssn的连接。� 5.3 分组过滤器的设计� 作为防火墙的核心部件之一，过滤器的设计要尽量做到减少对防火墙的访问，过滤器在调用时将被下载到内核中执行，服务终止时，过滤规则会从内核中消除，所有的分组过滤功能都在内核中ip堆栈的深层运行，极为安全。分组过滤器包括以下参数。� 1)进站接口；� 2)出站接口；� 3)允许的连接；� 4)源端口范围；� 5)源地址；� 6)目的端口的范围等。� 对每一种参数的处理都充分体现设计原则和安全政策。� 5.4 安全服务器的设计� 安全服务器的设计有两个要点：第一，所有ssn的流量都要隔离处理，即从内部网和外部网而来的路由信息流在机制上是分离的；第二，ssn的作用类似于两个网络，它看上去像是内部网，因为它对外透明，同时又像是外部网络，因为它从内部网络对外访问的方式十分有限。� ssn上的每一个服务器都隐蔽于internet，ssn提供的服务对外部网络而言好像防火墙功能，由于地址已经是透明的，对各种网络应用没有限制。实现ssn的关键在于：� 1)解决分组过滤器与ssn的连接；� 2)支持通过防火对ssn的访问; 3)支持代理服务。 5.5鉴别与加密的考虑 鉴别与加密是防火墙识别用户、验证访问和保护信息的有效手段，鉴别机制除了提供安全保护之外，还有安全管理功能，目前国外防火墙产品中广泛使用令牌鉴别方式，具体方法有两种：一种是加密卡（cryptocard）;另一种是secure id,这两种都是一次姓口令的生成工具。 对信息内容的加密与鉴别测涉及加密算法和数字签名技术，除pem、pgp和kerberos外，目前国外防火墙产品中尚没有更好的机制出现，由于加密算法涉及国家安全和主权，各国有不同的要求。 6. 第四代防火墙的抗攻击能力 作为一种安全防护设备，防火墙在网络中自然是众多攻击者的目标，故抗攻击能力也是防火墙的必备功能。在internet环境中针对防火墙的攻击很多，下面从几种主要的攻击方法来评估第四代防火墙的抗攻击能力。 6.1 抗ip假冒攻击 ip假冒是指一个非法的主机假冒内部的主机地址，取服务器的“信任”，从而达到对网络的攻击目的。由于第四代防火墙已经将网内的实际地址隐蔽起来，外部用户很难知道内部的ip地址，因而难以攻击。 6.2 抗特洛伊木马攻击 特洛伊木马能将病毒或破坏性程序传入计算机网络，且通常是将这些恶意程序隐蔽在正常的程序之中，尤其是热门程序或游戏，一些用户下载病执行这一程序，其中的病毒便会发作。第四代防火墙是建立在安全的操作系统之上的，其内核中不能执行下载的程序，故而可以防止特洛伊木马的发生。必须指出的是，防火墙能抗特洛伊木马的攻击并并不表明其保护的某个主机也能防止这类攻击。事实上，内部用户可以通过防火墙下载程序，并执行下载的程序。 6.3 抗口令字探寻攻击 在网络中探寻口令的方法很多，最常见的是口令嗅探和口令解密。嗅探是通过监测网络通信，截获用户转给服务器的口令字，记录下来，以便使用；解密是指采用强力攻击、猜测或截获含有加密口令的文件，并设法解密。此外，攻击者还常常利用一些常用口令直接登录。 第四代防火墙采用了一次性口令字和禁此直接登录防火墙措施，能够有效防止对口令字的攻击。 6.4 抗网络安全性分析 网络安全性分析工具是提供管理人员分析网络安全性之用，一旦这类工具用作攻击网络的手段，则能够比较方便地探测到内部网络的安全缺陷和弱点所在。目前，sata软件可以从网上免费获得，internet scanner可以从市面上购买，这些分析工具给网路安全构成了直接的威胁。第四代防火墙采用了地主转换技术，将内部网络隐蔽起来，使网路安全分析工具无法从外部对内部网络做分析。 6.5 抗邮件攻击 邮件也是越来越突出的攻击方式，第四代防火墙不接收任何邮件，故难以采用这种方式对它攻击，同样值得一提的是，防火墙不接收邮件，并不表示它不让邮件通过，实际上用户仍可收发邮件，内部用户要防邮件，最终的解决办法是对邮件加密。 7. 防火墙技术展望 伴随着internet的飞速发展，防火墙技术产品的更新步伐必然会加强，而要全面展望防火墙技术的发展几乎是不可能的。但是，从产品及功能上，却又可以看出一些动向和趋势。下面诸点可能是下一步的走向和选择： 1）防火墙将从目前对子网或内部网管理的方式向远程上网集中管理是方式发展。 2）过滤深度会不断加强，从目前的地址、服务过滤，发展到url（页面）过滤、关键字过滤和对activex、java等的过滤，并逐渐有病毒扫描功能。 3）利用防火墙建立专用网是较长一段时间用户使用的主流，ip的加密需求越来越强，安全协议的开发是一大热点。� 4)单向防火墙(又叫做网络二极管)将作为一种产品门类而出现。� 5)对网络攻击的检测和各种告警将成为防火墙的重要功能。 6)安全管理工具不断完善，特别是可以活动的日志分析工具等将成为防火墙产品中的一部分。� 另外值得一提的是，伴随着防火墙技术的不断发展，人们选择防火墙的标准将主要集中在易于管理、应用透明性、鉴别与加密功能、操作环境和硬件要求、vpn的功能与ca的功能、接口的数量、成本等几个方面。
Windows简单防火墙的设计与实现包括论文,设计,论文字数:10976,页数:25 摘 要随着互连网的高速发展，网络给我们带来了极大的方便。人们的学习、工作以及生活越来越依赖于计算机网络，随之也出现了许多网络安全问题，因此当前网络安全产品备受人们的重视。防火墙是保障系统安全的一种有效手段，它可以将个人电脑与不完全的网络隔离开，按照预先设定的规则决定是否允许数据包通过，以此保障了个人电脑的安全。本毕业设计是基于Windows 2000操作系统、DDK for Windows2000工具开发包及Visual C++6.0平台开发的简单防火墙系统。系统主要分为两个模块：过滤钩子驱动模块和用户操作界面模块。过滤钩子驱动模块主要功能是注册过滤钩子回调函数，并按照用户提供的过滤规则进行数据包的过滤；用户操作界面模块的主要功能是实现用户添加、删除过滤规则，同时允许用户以文件的形式保存所添加的过滤规则。关键词：防火墙；包过滤；钩子；回调函数The Design and Realization of Simple Firewall for WindowsAbstractWith the rapid development of Internet, it brings us great convenience. We become more and more dependent on the Internet, but it brought a lot of questions of network security, thereby the products of network security attract much attention. Firewall is an effective means to secure the system. It can separate personal computer from unsafe network, according to the preset rules to decide whether to let the packet through. It guarantees the safety of personal computer.This paper is based on Windows 2000, DDK for Windows 2000 and Visual C++6.0 platform to develop simple firewall system. There are two parts in the system, which are hook filter driver module and the module of user interface. The main function of hook filter driver module is to register hook callback function and filter packet according to rules. The main function of user interface module is to add or delete filter rules, and save filter rules as file.Key words: firewall; packet-filtering; hook; callback function目 录1 引言 11.1 课题背景 11.2 国内外研究现状 11.3 本课题研究的意义 11.4 本课题的研究方法 22 相关理论技术基础 22.1 防火墙技术简介 22.1.1 防火墙简介 22.1.2防火墙分类 22.1.3 防火墙的局限性 32.2 Visual C++6.0相关技术简介 33 总体设计方案 43.1 设计过程 43.2 设计方案 44 过滤钩子驱动的实现 54.1 Filter_Hook Driver概述 54.2 过滤钩子驱动的实现 64.2.1 创建内核模式驱动 64.2.2 设置和清除过滤钩子 84.2.3 过滤器钩子的I/O控制 104.2.4过滤函数实现 115 客户端应用程序 125.1 界面设计 125.2 编码规则 145.3 主要的类 145.4 核心代码 145.4.1开始过滤和停止过滤 155.4.2安装和卸载过滤条件 165.4.3文件存储 17结 论 18参考文献 18致 谢 19声 明 20以上回答来自:
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