پایان نامه بررسی دیوار آتش مبتنی بر سیستم عامل لینوکس

دسته: فنی و مهندسی 

پایان نامه بررسی دیوار آتش مبتنی بر سیستم عامل لینوکس در 105 صفحه ورد قابل ویرایش

قیمت فایل فقط 6,000 تومان

پایان نامه بررسی دیوار آتش مبتنی بر سیستم عامل لینوکس در 105 صفحه ورد قابل ویرایش  

پیشگفتار:

این قابلیت که بتوان یک کامپیوتر را در هر کجا به کامپیوتری دیگر در جایی دیگر متصل کرد، به منزلة یک سکة دو رو است؛ برای اشخاصی که در منزل هستند گردش در اینترنت بسیار لذت بخش است در حالی که برای مدیران امنیت در سازمان ها، یک کابوس وحشتناک به حساب می‎آید.

«دیوار آتش» پیاده سازی مدرنی از روش قدیمی حصارهای امنیتی است: خندقی عمیق دور تا دور قلعه حفر می کردند. این الگو همه را مجبور می‌کند تا برای ورود یا خروج از قلعه، از یک پل متحرک و واحد بگذرند و بتوان همه را توسط پلیس حراست بازرسی کرد. در دنیای شبکه های کامپیوتری، همین راهکار ممکن خواهد بود: یک سازمان می‎تواند هر تعداد شبکة محلی داشته باشد که به صورت دلخواه به هم متصل شده اند، اما تمام ترافیک ورودی یا خروجی سازمان صرفاً از طریق یک پل متحرک (همان دیوار آتش) میسر است.

مطالب این پایان نامه در دو فصل تنظیم شده است. فصل اول به معرفی دیوارهای آتش می پردازد. در این فصل، مطالبی از قبیل اثرات مثبت و منفی دیوار آتش، تواناییها و ناتواناییهای آن، نحوة عملکرد دیوارهای آتش، انواع دیوار آتش، معماری های دیوار آتش و نحوة انتخاب، پیاده سازی و آزمایش یک دیوار آتش بررسی می‎شوند. این فصل،‌ یک دید جامع در مورد نحوة انتخاب دیوار آتش منطبق با سیاست امنیتی سازمان می‎دهد. فصل دوم به پیاده سازی نرم افزاری یک دیوار آتش فیلتر کنندة بسته با استفاده از ابزار ارائه شده در سیستم عامل لینوکس، یعنی iptables می پردازد. در این فصل، مطالبی از قبیل نحوة پیکربندی سیستم مبتنی بر لینوکس به عنوان یک مسیریاب، جداول و زنجیرها، قوانین و تطبیق ها و اهداف، پیکربندی iptables، مشخصات فیلترسازی، تعمیم ها، مشخصات هدف، ترکیب NAT با فیلترسازی بسته و نحوة ذخیره و بازیابی دستورات iptables بررسی می‎شوند. این فصل، نحوة نوشتن قوانین دیوار آتش فیلتر کنندة بسته را به منظور کنترل مناسب ترافیک ورودی یا خروجی توضیح می‎دهد.

فهرست مطالب

فهرست مطالب....................................................................................................... 3

فهرست شکل ها.................................................................................................... 9

فهرست جدول ها................................................................................................... 11

چکیده (فارسی)...................................................................................................... 12

فصل اول: دیوارهای آتش شبکه.......................................................................... 13

1-1 : مقدمه................................................................................................. 14

1-2 : یک دیوار آتش چیست؟..................................................................... 15

1-3 : دیوارهای آتش چه کاری انجام می دهند؟........................................ 16

1-3-1 : اثرات مثبت.......................................................................... 16

1-3-2 : اثرات منفی.......................................................................... 17

1-4 : دیوارهای آتش، چه کارهایی را نمی توانند انجام دهند؟................... 18

1-5 : چگونه دیوارهای آتش عمل می‌کنند؟................................................ 20

1-6 : انواع دیوارهای آتش......................................................................... 21

1-6-1 : فیلتر کردن بسته................................................................. 22

1-6-1-1 : نقاط قوت.............................................................. 24

1-6-1-2 : نقاط ضعف........................................................... 25

1-6-2 : بازرسی هوشمند بسته........................................................ 28

1-6-2-1 : نقاط قوت.............................................................. 31

1-6-2-2 : نقاط ضعف........................................................... 32

1-6-3 : دروازة برنامه های کاربردی و پراکسیها........................... 32

1-6-3-1 : نقاط قوت.............................................................. 35

1-6-3-2 : نقاط ضعف........................................................... 36

1-6-4 : پراکسیهای قابل تطبیق........................................................ 38

1-6-5 : دروازة سطح مداری........................................................... 39

1-6-6 : وانمود کننده ها................................................................... 40

1-6-6-1 : ترجمة آدرس شبکه.............................................. 40

1-6-6-2 : دیوارهای آتش شخصی........................................ 42

1-7 : جنبه های مهم دیوارهای آتش کارآمد.............................................. 42

1-8 : معماری دیوار آتش........................................................................... 43

1-8-1 : مسیریاب فیلترکنندة بسته.................................................... 43

1-8-2 : میزبان غربال شده یا میزبان سنگر.................................... 44

1-8-3 : دروازة دو خانه ای............................................................. 45

1-8-4 : زیر شبکة غربال شده یا منطقة غیرنظامی.......................... 46

1-8-5 : دستگاه دیوار آتش.............................................................. 46

1-9 : انتخاب و پیاده سازی یک راه حل دیوار آتش................................... 48

1-9-1 : آیا شما نیاز به یک دیوار آتش دارید؟................................ 48

1-9-2 : دیوار آتش، چه چیزی را باید کنترل یا محافظت کند؟........ 49

1-9-3 : یک دیوار آتش، چه تأثیری روی سازمان، شبکه و کاربران

           خواهد گذاشت؟..................................................................... 50

1-10 : سیاست امنیتی ............................................................................... 51

1-10-1 : موضوعات اجرایی............................................................ 52

1-10-2 : موضوعات فنی................................................................. 53

1-11 : نیازهای پیاده سازی....................................................................... 54

1-11-1 : نیازهای فنی...................................................................... 54

1-11-2 : معماری............................................................................. 54

1-12 : تصمیم گیری................................................................................... 55

1-13 : پیاده سازی و آزمایش................................................................... 56

1-13-1 : آزمایش، آزمایش، آزمایش!.............................................. 57

1-14 : خلاصه ........................................................................................... 58

فصل دوم: پیاده سازی دیوار آتش با استفاده از iptables................................. 60

2-1 : مقدمه................................................................................................. 61

2-2 : واژگان علمی مربوط به فیلترسازی بسته......................................... 62

2-3 : انتخاب یک ماشین برای دیوار آتش مبتنی بر لینوکس...................... 65

2-4 : به کار بردن IP Forwarding و Masquerading.................................. 65

2-5 : حسابداری بسته................................................................................ 70

2-6 : جداول و زنجیرها در یک دیوار آتش مبتنی بر لینوکس.................... 70

2-7 : قوانین................................................................................................ 74

2-8 : تطبیق ها............................................................................................ 75

2-9 : اهداف................................................................................................ 75

2-10 : پیکربندی iptables............................................................................ 76

2-11 : استفاده از iptables.......................................................................... 77

2-11-1 : مشخصات فیلترسازی...................................................... 78

2-11-1-1 : تعیین نمودن آدرس IP مبدأ و مقصد................. 78

2-11-1-2 : تعیین نمودن معکوس......................................... 79

2-11-1-3 : تعیین نمودن پروتکل........................................... 79

2-11-1-4 : تعیین نمودن یک رابط........................................ 79

2-11-1-5 : تعیین نمودن قطعه ها......................................... 80

2-11-2 : تعمیم هایی برای iptables (تطبیق های جدید)................... 82

2-11-2-1 : تعمیم های TCP.................................................. 82

2-11-2-2 : تعمیم های UDP................................................. 86

2-11-2-3 : تعمیم های ICMP............................................... 86

2-11-2-4 : تعمیم های تطبیق دیگر........................................ 87        

2-11-3 : مشخصات هدف............................................................... 92

2-11-3-1 : زنجیرهای تعریف شده توسط کاربر................. 92

2-11-3-2 : هدف های تعمیمی .............................................. 92

2-11-4 : عملیات روی یک زنجیر کامل........................................... 94        

2-11-4-1 : ایجاد یک زنجیر جدید......................................... 94

2-11-4-2 : حذف یک زنجیر ................................................. 94

2-11-4-3 : خالی کردن یک زنجیر ....................................... 95

2-11-4-4 : فهرست گیری از یک زنجیر .............................. 95

2-11-4-5 : صفر کردن شمارنده ها..................................... 95

2-11-4-6 : تنظیم نمودن سیاست.......................................... 95        

2-11-4-7 : تغییر دادن نام یک زنجیر................................... 96

2-12 : ترکیب NAT  با فیلترسازی بسته.................................................... 96

2-12-1 : ترجمة آدرس شبکه.......................................................... 96

2-12-2 : NAT مبدأ و Masquerading.............................................. 98        

2-12-3 : NAT مقصد...................................................................... 99

2-13 : ذخیره نمودن و برگرداندن قوانین................................................. 101

2-14 : خلاصه............................................................................................ 102

نتیجه گیری............................................................................................................ 105

پیشنهادات.............................................................................................................. 105

فهرست شکل ها

فصل اول

شکل 1-1 : نمایش دیوار آتش شبکه........................................................... 15

شکل 1-2 : مدل OSI................................................................................... 22

شکل 1-3 : دیوار آتش از نوع فیلترکنندة بسته........................................... 23

شکل 1-4 : لایه های OSI در فیلتر کردن بسته.......................................... 23

شکل 1-5 : لایه های OSI در بازرسی هوشمند بسته................................ 28

شکل 1-6 : دیوار آتش از نوع بازرسی هوشمند بسته............................... 30

شکل 1-7 : لایة مدل OSI در دروازة برنامة کاربردی............................... 33

شکل 1-8 : دیوار آتش از نوع دروازة برنامة کاربردی............................. 34

شکل 1-9 : مسیریاب فیلتر کنندة بسته........................................................ 44

شکل 1-10 : دیوار آتش میزبان غربال شده یا میزبان سنگر..................... 45

شکل 1-11 : دروازة دو خانه ای................................................................ 46

شکل 1-12 : زیر شبکة غربال شده یا منطقة غیرنظامی............................. 46

شکل 1-13 : دستگاه دیوار آتش................................................................. 47

فصل دوم

 شکل 2-1 : یک سیستم مبتنی بر لینوکس که به عنوان یک مسیریاب به

       جلو برنده پیکربندی شده است............................................................ 67

شکل 2-2 : تغییر شکل شبکة 10.1.2.0 به عنوان آدرس 66.1.5.1    IP....... 69

شکل 2-3 : مسیر حرکت بستة شبکه برای filtering................................... 72

شکل 2-4 : مسیر حرکت بستة شبکه برای Nat.......................................... 73

شکل 2-5 : مسیر حرکت بستة شبکه برای mangling................................. 73

فهرست جدول ها

فصل اول

فصل دوم

جدول 2-1 : جداول و زنجیرهای پیش فرض............................................. 71

جدول 2-2 : توصیف زنجیرهای پیش فرض.............................................. 71

جدول 2-3 : هدف های پیش فرض............................................................. 76

جدول 2-4 : حالت های ردیابی ارتباط........................................................ 91

جدول 2-5 : سطوح ثبت وقایع.................................................................... 93

جدول 2-6 : ماجول های کمکی NAT......................................................... 97

چکیده:

          تأمین امنیت شبکه، بخش حساسی از وظایف هر مدیر شبکه محسوب می‎شود. از آنجاییکه ممکن است محافظت های متفاوتی موردنیاز باشد، لذا مکانیزم های گوناگونی هم برای تأمین امنیت در شبکه وجود دارد. یکی از این مکانیزم ها استفاده از دیوار آتش می‎باشد. مدیر شبکه باید درک بالایی از انواع دیوار آتش، نقاط قوت و ضعف هر نوع، حملات تهدید کنندة هر نوع، معماری های دیوار آتش، تأثیرات آن بر شبکه و کاربران، سیاست امنیتی سازمان و همچنین نیازهای فنی پیاده سازی داشته باشد تا بتواند راه حل مناسب را انتخاب و به درستی پیاده سازی نماید و سپس آنرا مورد آزمایش قرار دهد. در همین راستا، سیستم عامل «Linux» برای پیاده سازی نرم افزاری دیوار آتش فیلتر کنندة بسته، ابزاری را به نام «iptables» در اختیار کاربر قرار می‎دهد تا با استفاده از دستورات این ابزار بتواند قوانین و فیلترهای موردنیاز را برای کنترل مطلوب دسترسی، خواه از داخل شبکه به خارج و خواه بالعکس، پیکربندی نماید.

فصل اول: دیوارهای آتش شبکه

1-1 : مقدمه

امروزه با وجود طیف گستردة راه حل‌های دیوار آتش، انتخاب و پیاده سازی دیوار آتش به فرایندی زمان گیر مبدل شده است. روش جذاب در راه حل‌های دیوار آتشی که به بازار عرضه شده اند، به همراه ادعاهای نصب و مدیریت آسان، ممکن است سازمانها را به سمتی سوق دهد که بدون آنکه به طور کامل نیاز به راه حل دیوار آتش را بررسی نمایند، تصمیم به پیاده سازی آن بگیرند. با اتخاذ تصمیمات عجولانه، سازمانها اثراتی را که یک راه حل دیوار آتش بر شبکة موجود و کاربران آنها می‌گذارد، نادیده می‌گیرند.

چه متغیرهایی باید در هنگام تعیین نیاز به یک دیوار آتش، مورد توجه قرار گیرند؟ سازمانهایی که اتصال به اینترنت یا هر شبکة نامطمئن دیگر دارند، ممکن است نیاز به پیاده سازی یک راه حل دیوار آتش داشته باشند. به هر حال، این سازمانها باید اثراتی را که یک دیوار آتش بر سرویسهای شبکه، منابع و کاربران آن خواهد گذاشت مورد توجه قرار دهند و نحوة قرارگیری دیوار آتش براساس نیازهای تجاری خاص آنها و زیربنای شبکه را در نظر بگیرند. سازمانها باید نیازهای ویژة خود را مشخص کنند، زیربنای فعلی شبکة خود را تجزیه و تحلیل نمایند و از اطلاعات بدست آمده به عنوان مبنایی برای تصمیمات خود استفاده کنند. در برخی موارد، ممکن است بعد از بررسی تمام متغیرها، دریابند که یک راه حل دیوار آتش، ضروری نیست و یا پیاده سازی آن غیرعملی است.

1-2 : یک دیوار آتش چیست؟

دیوارهای آتش شبکه، سدی مابین شبکه‌ها به وجود می‌آورند که از ترافیک (traffic) ناخواسته یا بدون مجوز (unauthorized) جلوگیری می‌کند.

تعریف: دیوار آتش شبکه، سیستم یا گروهی از سیستمهاست که با استفاده از قوانین (rules) یا فیلترهای از پیش پیکربندی شده، دسترسی مابین دوشبکه- یک شبکة مطمئن (Trusted) و یک شبکة نامطمئن (Untrusted)- را کنترل می‌کند.

شکل 1-1: نمایش دیوار آتش شبکه

ممکن است دیوارهای آتش، فقط از یک مسیریاب (router)، چندین مسیریاب، یک سیستم میزبان یا چندین میزبان اجرا کنندة نرم افزار دیوار آتش، دستگاههای سخت افزاری مخصوصی که برای تأمین سرویسهای دیوار آتش طراحی شده اند، یا هر ترکیبی از آنها تشکیل شده باشد. این موارد از نظر طراحی، کاربردی بودن، معماری و هزینه متغیر هستند. بنابراین، برای پیاده سازی موفق یک راه حل دیوار آتش در یک سازمان، مهم است که دریابیم که هر راه حل دیوار آتشی چه کاری می‌تواند انجام دهد و چه کاری نمی‌تواند انجام دهد. راه حلهای دیوار آتش می‌توانند هم اثرات مثبت بر شبکه بگذارند و هم اثرات منفی.

1-3 : دیوارهای آتش چه کاری انجام می‌دهند؟

1-3-1 : اثرات مثبت

اگر دیوارهای آتش، به درستی پیاده سازی شوند می‌توانند دسترسی به شبکه و از شبکه را کنترل کنند. دیوارهای آتش طوری می‌توانند پیکربندی شوند که از دسترسی کابران بیرونی یا بدون مجوز به شبکه‌ها و سرویسهای داخلی یا محرمانه جلوگیری نمایند؛ و نیز می‌توانند طوری پیکربندی شوند که از دسترسی کاربران داخلی به شبکه‌ها و سرویس‌های بیرونی یا بدون مجوز جلوگیری کنند. برخی از دیوارهای آتش می‌توانند داخل یک سازمان طوری قرار بگیرند که دسترسی به سرویسها را مابین بخشها و دیگر شبکه‌های محرمانه کنترل کنند.

-11-1-2 : تعیین نمودن معکوس

          بسیاری از نشانه ها (flags)، مانند -s یا -d می‎توانند قبل از آرگومانهای خود یک علامت "!" (یعنی نقیض) داشته باشند تا آدرس های غیر از آدرس داده شده را تطبیق دهند. به عنوان مثال، -s   ! localhost   هر بسته ای را که از localhost نیاید تطبیق می‎دهد.

2-11-1-3 : تعیین نمودن پروتکل

          پروتکل را می‎توان با استفاده از نشانة -p یا --protocol تعیین نمود. پروتکل می‎تواند یا شمارة معادل یک پروتکل باشد مانند 23 برای پروتکل TCP و یا یک نام مانند TCP ، UDP یا ICMP. بزرگ یا کوچک بودن حروف اهمیتی ندارد، پس هردوی tcp و TCP درست هستند. پیشوند "!" را می‎توان برای معکوس کردن، قبل از نام پروتکل قرار داد. به عنوان مثال -p    ! TCP برای مشخص کردن بسته های غیر TCP است.

2-11-1-4 : تعیین نمودن یک رابط (interface) 

گزینه های -i یا --in-interface و -o یا --out-interface  نام رابطی را مشخص می‌کنند که باید تطبیق یابد. یک رابط، وسیلة فیزیکی است که بسته، به آن وارد می‎شود
(-i) یا از آن خارج می‎شود (-o). با استفاده از دستور ifconfig می‎توان فهرست رابط هایی را که فعال هستند، مشاهده نمود.

ایرادی ندارد که رابطی را تعیین کنیم که در حال حاضر موجود نیست. قانون، چیزی را مطابق نخواهد یافت تا زمانیکه رابط نصب شود. این مورد برای پیوندهای
dial-up که از پروتکل نقطه به نقطه (ppp) استفاده می‌کنند بسیار مفید خواهد بود. اولین رابط از این نوع را با ppp0 نشان می‎دهیم.

اگر در انتهای نام رابط یک علامت  " + " قرار دهیم، تمام رابط هایی که نامشان با آن رشته شروع می‎شود، تطبیق خواهند یافت چه در حال حاضر موجود باشند و چه نباشند. به عنوان مثال، برای تعیین قانونی که تمام رابط های ppp را تطبیق خواهد کرد، از گزینة‌  -i  ppp+   استفاده می‎شود.

قیمت فایل فقط 6,000 تومان