安全技术
一、安全技术的概括
- 入侵检测系统（Intrusion Detection Systems）：特点是不阻断任何网络访问，量化、定位来自内外网络的威胁情况，主要以提供报警和事后监督为主，提供有针对性的指导措施和安全决策依据,类 似于监控系统一般采用旁路部署（默默的看着你）方式。
- 入侵防御系统（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析数据包的内容如：溢出攻击、拒绝服务攻击、木马、蠕虫、系统漏洞等进行准确的分析判断，在判定为攻击行为后立即予以 阻断，主动而有效的保护网络的安全，一般采用在线部署方式。（必经之路）
- 防火墙（ FireWall ）：隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默 认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略,会将希望外网访问的主机放在DMZ (demilitarized zone)网络中
- 防水墙 广泛意义上的防水墙：防水墙（Waterwall），与防火墙相对，是一种防止内部信息泄漏的安全产品。 网络、外设接口、存储介质和打印机构成信息泄漏的全部途径。防水墙针对这四种泄密途径，在事前、事 中、事后进行全面防护。其与防病毒产品、外部安全产品一起构成完整的网络安全体系。
二、什么是防火墙
所谓防火墙也称之为防护墙，它是一种位于内部网络与外部网络之间的网络安全系统。一项信息安全的防护系统。按照给定的规则，允许或者限制网络报文通过。
硬件防⽕墙：通过硬件和软件的组合，基于硬件的防⽕墙保护整个内部网络安全。（例如 华为E9000） 软件防⽕墙：通过纯软件，单独使⽤软件系统来完成防⽕墙功能，保护安装它的系统。
大型公司都是以硬件防火墙为主，软件防火墙为辅。软件防火墙根据情况来决定是否开启，如果服务器性能不够，可能会关闭软件防火墙。
iptables是Linux系统的防火墙， IP信息包过滤系统，它实际上由两个组件netfilter和iptables组成。
主要工作在网络层，针对IP数据包。体现在对包内的IP地址、端口、协议等信息的处理上。属于典型的包过滤防火墙（或称为网络层防火墙）。
三、防火墙的划分
按保护范围划分：
- 主机防火墙：服务范围为当前一台主机
- 网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网
按实现方式划分:
- 硬件防火墙：在专用硬件级别实现部分功能的防火墙；另一个部分功能基于软件实现，如：华为， 山石hillstone,天融信，启明星辰，绿盟，深信服, PaloAlto , fortinet, Cisco, Checkpoint， NetScreen(Juniper2004年40亿美元收购)等
- 软件防火墙：运行于通用硬件平台之上的防火墙的应用软件，Windows 防火墙 ISA --> Forefront
按网络协议划分：
- 网络层防火墙：OSI模型下四层，又称为包过滤防火墙
- 应用层防火墙/代理服务器：proxy 代理网关，OSI模型七层
iptables防火墙
一、Linux防火墙的基本认识
Linux系统的防火墙：IP信息包过滤系统，它实际上由两个组件netfilter和iptables组成。主要工作在网络层，针对IP数据包。体现在对包内的IP地址、端口、协议等信息的处理上。
- 通信五元素：源/目的端口、源/目的IP、协议（TCP、UDP、SCTP）
- 通信四元素：源/目的端口、源/目的IP
netfilter：
属于的“内核态”（Kernel Space， 又称为内核空间）的防火墙功能体系。 是内核的一部分，由一些数据包过滤表组成，这些表包含内核用来控制数据包过滤处理的规则集。
iptables：
属于“用户态”（User Space，又称为用户空间）的防火墙管理体系。 是一种用来管理Linux防火墙的命令程序，它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易，通常位于/sbin/iptables目录下。
1. iptables中的四表
| 表名 | 作用 |
|---|---|
| raw | 确定是否对该数据包进行状态跟踪。包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING |
| mangle | 修改数据包内容，用来做流量整形，给数据包设置标记。包含五个规则链，INPUT、 OUTPUT、 FORWARD、 PREROUTING、 POSTROUTING |
| nat | 负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口（通信五元素）。包含三个规则链，OUTPUT、 PREROUTING、 POSTROUTING |
| filter | 负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个规则链，INPUT、 FORWARD、 OUTPUT |
2. iptables中的五链
| 链名 | 作用 |
|---|---|
| INPUT | 处理入站数据包，匹配目标IP为本机的数据包。 |
| OUTPUT | 处理出站数据包，一般不在此链上做配置。 |
| FORWARD | 处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。 |
| PREROUTING | 在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网服务器的IP和端口映射到路由器的外网IP和端口上。 |
| POSTROUTING | 在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网IP地址上网。 |
3. 四表五链的关系
netfilter/iptables后期简称为iptables。iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、 nat和filter四个规则表。
表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务。
规则表的作用：容纳各种规则链。
规则链的作用：容纳各种防火墙的规则。
二、数据包到达防火墙的匹配流程
规则表中的优先顺序：raw >mangle>nat>filter
规则链之间的匹配顺序
主机型防火墙：
入站数据（来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机）： PREROUTING --> INPUT -->本机的应用程序
出站数据（从防火墙本机向外部地址发送的数据包）：本机的应用程序---->OUTPUT ----->POSTROUTING
网络型防火墙：
转发数据（需要经过防火墙转发的数据包)：PREROUTING -->FORWARD -->POSTROUTING
规则链内的匹配顺序
自上向下按顺序依次进行检查，找到相匹配的规则即停止（LOG策略例外，表示记录相关日志）
若在该链内找不到相匹配的规则，则按该链的默认策略处理（未修改的状况下，默认策略为允许）
三、内核中数据包的传输过程
当一个数据包进入网卡时，数据包首先进入PREROUTING链，内核根据数据包目的IP判断是否需要转送出去。
如果数据包是进入本机的，数据包就会到达INPUT链。数据包到达INPUT链后， 任何进程都会收到它。本机上运行的程序可以发送数据包，这些数据包经过OUTPUT链，然后返回给发送方。
如果数据包是要转发出去的，且内核允许转发，数据包就会经过FORWARD链，然后到达POSTROUTING链输出。
四、iptables的安装
Centos 7默认使用firewalld防火墙，没有安装 iptables，若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装iptables。
准备工作：安装iptables和iptables-services，并启动服务iptables.services。
五、使用iptables命令行配置规则
iptables命令格式：
iptables [-t 表名] 管理选项 [链名] [匹配条件] [-j 控制类型]
注意：
- 不指定表名时，默认指filter表
- 不指定链名时，默认指表内的所有链
- 除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件
- 控制类型使用大写字母，其余均为小写
常用的管理选项：
| 选项 | 作用 |
|---|---|
| -A | 在指定链的末尾追加（--append）一条新的规则 |
| -I | 在指定链的开头插入（--insert）一条新的规则，未指定序号时默认作为第一条规则 |
| -R | 修改、替换（--replace）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容 |
| -P | 设置指定链的默认策略(--policy） |
| -D | 删除（--delete）指定链中的某一条规则，可指定规则序号或具体内容 |
| -F | 清空（--flush）指定链中的所有规则，若未指定链名，则清空表中的所有链 |
| -L | 列出（--list）指定链中所有的规则，若未指定链名，则列出表中的所有链 |
| -n | 使用数字形式(--numeric）显示输出结果，如显示IP地址而不是主机名 |
| -v | 显示详细信息，包括每条规则的匹配包数量和匹配字节数 |
| --line-numbers | 查看规则时，显示规则的序号 |
匹配条件：
| 匹配的条件 | 作用 |
|---|---|
| -p | 指定要匹配的数据包的协议类型 |
| -s | 指定要匹配的数据包的源IP地址 |
| -d** | 指定要匹配的数据包的目的IP地址 |
| -i | 指定数据包进入本机的网络接口 |
| -o | 指定数据包离开本机做使用的网络接口 |
| –sport | 指定源端口号 |
| –dport | 指定目的端口号 |
控制类型：
| 控制类型 | 效果 |
|---|---|
| ACCEPT | 允许数据包通过(默认) |
| DROP | 直接丢弃数据包，不给出任何回应信息 |
| REJECT | 拒绝数据包通过，会给数据发送端一个响应信息 |
| SNAT | 修改数据包的源地址 |
| DNAT | 修改数据包的目的地址 |
| MASQUERADE | 伪装成一个非固定公网IP地址 |
| LOG | 在/var/log/messages文件中记录日志信息，然后将数据包传递给下一条规则。LOG只是一种辅助动作，并没有真正处理数据包 |
DROP 和REJECT的区别：前者是直接丢弃传输过来的数据包，并且不给予回应，使访问主机卡在访问页面没有任何提示。后者是拒绝该数据包的通过，并且给予访问主机提示，该访问被拒绝。
1.查看iptables的规则
1）列出(fliter)表中的所有链：iptables -L
2）数字形式列出(fliter)表中的所有链：iptables -vnL
2.添加新的防火墙规则
添加规则的两个常用选项：
- -A，在末尾追加规则。
- -I，在指定位置前插入规则。如果不指定，则在首行插入。
末尾追加规则：
iptables -F的清空虽然方便但是一定要在 规则表的默认策略为允许的时候使用，如果默认为drop会导致远程连接中止，只有重启原服务器才能解决
如果仅仅只需要清空一条链的规则，还要保存其他链的规则，就要指定链来清除（-t）
示例：在filter表中的INPUT链增加一个拒绝icmp协议的规则， 即不允许其他主机ping本机。REJECT即拒绝数据包通过，会给数据发送端一个响应信息。
在指定链的序号上追加规则：
3.删除规则
-D删除规则：
- 根据序号删除规则
- 精准匹配设置的规则进行删除，按照内容删除，如果有两个重复的规则，则删除序号较小的
示例：根据序号删除规则
示例：根据内容删除规则
注意：iptables -F清空规则
4.修改规则
-
-R 直接修改。但一般不用这种形式。
-
可以先添加一条新规则，之后再删除旧规则。这样比较保险。
5.设置默认策略 -P
未修改的状况下，默认策略为ACCEPT（允许）。
注意：
将默认策略修改为DROP前，一定要检查清楚链内是否设置了允许tcp协议22端口进行连接的规则。否则一旦修改为DROP，会导致ssh断连。
六、匹配条件
1.通用匹配
可直接使用， 不依赖于其他条件或扩展包括网络协议、IP地址、网络接口等条件。
| 协议匹配 | -p 协议名 |
|---|---|
| 地址匹配 | -s 源地址、-d 目的地址 。可以是IP、网段、域名、空(任何地址) |
| 接口匹配 | -i 入站网卡、-o 出站网卡 |
! 取反时需要注意。
示例：设置“不是icmp的都放通”，即放通的协议中不包括icmp，这条规则没有针对icmp。那么icmp协议会向下查找匹配，如果匹配不到规则，那么就会取默认策略ACCEPT，则此时其他主机可以ping通本机。
示例：拒绝192.168.100.101发来的数据包。使用192.168.100.101这台机器ping本机，ping不通。REJECT拒绝后，会显示回应信息。
2.隐式匹配
要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类 型等条件。
端口匹配
端口匹配：--sport 源端口、--dport 目的端口。
可以是个别端口或者端口范围。
| 格式 | 含义 |
|---|---|
| --sport 1000 | 匹配源端口是1000的数据包 |
| --sport 1000:3000 | 匹配源端口是1000-3000的数据包 |
| --sport 1000: | 匹配源端口是1000及以上的数据包 |
| --sport :3000 | 匹配源端口是3000及以下的数据包 |
注意：--sport 和 --dport 必须配合 -p <协议类型> 使用
示例：放通从TCP协议的20端口和21端口传入的数据包。
TCP标记匹配
--tcp-flags TCP标记
示例：TCP三次握手时的第一次握手，放行SYN为1的报文，拒绝其他包。
ICMP类型匹配
--icmp-type ICMP类型
ICMP类型可以是字符串、数字代码:
| ICMP类型 | 含义 |
|---|---|
| Echo-Request （代码为8） | 表示请求 |
| Echo- -Reply （代码为0） | 表示回显 |
| Dest ination-Unreachable （代码为3） | 表示目标不可达 |
注： 其他可用的icmp协议类型，可以执行iptables -p icmp -h 查看帮助信息。
--icmp-type 8 //表示请求（ping），即其他主机向本机请求（ping本机）
--icmp-type 0 //表示回显（pong），即本机向其他主机发数据包（本机ping其他主机）
--icmp-type 3 //当本机ping不通其他主机时，提示目标不可达。
示例：丢弃icmp协议的请求，禁止其他主机ping本机，但本机可以ping其他主机。
3.显式匹配
要求以“-m扩展模块”的形式明确指出类型，包括多端口、MAC地址、IP范围、数据包状态等条件
多端口匹配
格式：
- -m multiport --sport 源端口列表
- -m multiport --dport 目的端口列表
iptables -A INPUT -p tcp -m multiport --dport 80,22,21,20,53 -j ACCEPT
iptables -A INPUT -p udp -m multiport --dport 53 -j ACCEPT
IP范围匹配
格式：
- -m iprange --src-range 源IP范围
- -m iprange --dst-range 目的IP范围
iptables -A FORWARD -p udp -m iprange --src-range 192.168.72.100-192.168.72.200 -j DROP
# 禁止转发源地址位于192.168.72.100——192.168.72.200的udp数据包
MAC地址匹配
格式：
-m mac -- -mac- source MAC地址
iptables -A FORWARD -m mac --mac-source xx:xx:xx:xx:xx:xx -j DROP
#禁止来自某MAC地址的数据包通过本机转发
状态匹配
格式：
-m state --state连接状态
常见的连接状态：
| 状态 | 含义 |
|---|---|
| NEW | 主机连接目标主机,在目标主机上看到的第一个想要连接的包 |
| ESTABLISHED | 主机已与目标主机进行通信,判断标准只要目标主机回应了第一个包,就进入该状态 |
| RELATED | 主机已与目标主机进行通信,目标主机发起新的链接方式，一般与ESTABLISHED配合使用 |
| INVALID | 无效的封包,例如数据破损的封包状态 |
七、总结
Linux防火墙的两个组件：
- 内核态 netilter（保存包过滤处理的规则集）
- 用户态 iptables（防火墙规则管理工具）
数据包五要素：
源IP，目的IP，源端口，目的端口 ，协议UDP/TCP
四表：
- raw 对数据包进行状态跟踪
- mangle 修改数据包内容，给数据包设置标记
- nat 地址转换，转换源/目的IP或者端口
- fileter 过滤数据包 放行 丢弃
五链：
- INPUT 入站
- OUTPUT 出站
- FORWARD 转发
- PREROUTING 路由前修改目的地址
- POSTROUTING 路由后修改源IP
匹配顺序：
1）数据包到达防火墙时，规则表之间的优先顺序：raw >mangle > nat > filter。
2）规则链之间的匹配顺序：
主机型防火墙
- 入站数据（来自外界的数据包，且目标地址是防火墙本机）：PREROUTING --> INPUT -->本机的应用程序
- 出站数据（从防火墙本机向外部地址发送的数据包）：本机的应用程序---->OUTPUT ----->POSTROUTING；
网络型防火墙
- 转发数据（需要经过防火墙转发的数据包)：PREROUTING -->FORWARD -->POSTROUTING
3）链中的规则集：从上往下一次匹配，匹配到规则即停止，若都没有匹配到则按默认策略处理
管理选项：
iptables [-t 表名] 管理选项 [链名] [匹配条件] [-j 控制类型]
- 增：-A 在末尾添加，-I 在指定位置插入
- 删：-D 删除指定规则，-F 清空所有规则
- 改：-R，或者-A 添加后 -D 删除
- 查：-nL 以数字形式显示，--line-numbers 显示规则的序号
- 设置默认规则：-P
注意：
删除规则前，以及将默认规则修改为DROP之前，一定要先想清楚会不会导致ssh断连。
匹配条件：
- -p tcp|udp|icmp
- -s 源IP
- -d 目的IP
- -i 入站网卡
- -o 出站网卡
