Universidad de Concepción
Facultad de Ingeniería

SISTEMAS DE SEGURIDAD FIREWALL

                                        Grupo12                                                                                                             

Integrantes:


           Felipe Acuña L.

           Gino Núñez R.
           Alvaro Ortiz R.
           Daniel Sáez I.

 

Asignatura: Sistemas de Computación
Profesor: Yussef   Farrán  L.

Ayudante: Johanna Schorwer 

 
Sumario

Muchos de los problemas de seguridad que aparecieron con la interconexión de redes en el surgimiento de Internet pueden ser remediados o atenuados mediante el uso de determinadas técni-cas y controles.

En este trabajo trataremos un sistema de seguridad muy potente llamado firewall (muralla de fuego).  Desarrollaremos la idea que existe detrás de este sistema, analizaremos sus funciones y las distintas arquitecturas que se dan comúnmente, recomendaciones para su uso efectivo y el estado actual en el mercado.

Creemos que este tema es de máximo interés debido a que la seguridad de la red en que manejamos toda nuestra información es de vital importancia, significa muchos días de trabajo  y en definitiva mucho dinero, que desafortunadamente siempre tendrá amenazas que no se deben pasar por alto.

Contenidos

Glosario

Accountig
        Registro o contabilidad de las operaciones

Back door
        Un agujero de seguridad en un sistema que permite el acceso continuo de un intruso.

Filtrado de paquetes
        Característica que permite a un ruteador realizar decisiones del tipo pasa no-pasa para cada paquete IP, basándose en la información contenida en el header del mismo.

Firewall
        Sistema o grupo de ellos enfocados hacia una política de control de acceso entre la red de la organización e Internet.

Datagrama
        Paquete de IP que contiene toda la información de control de la conexión y el segmento de datos TCP/UDP

Dial-up
        Acceso por la red telefónica.

Header
        Encabezado de los paquetes de IP.

Hosts
        En líneas generales, computador independiente conectado a la red

Proxy Server
        Servicio de propósito especial, código de aplicación instalado en un firewall. El proxy server permite que el administrador de la red permita o rechace determinados servicios de una aplicación en particular.

Servidor de Bastión
        Un firewall especialmente diseñado y armado para proteger contra ataques externos.

Acrónimos

ARP           Address Resolution Protocol
DMZ          Zona Desmilitarizada
FTP            File Transfer Protocol
IAP            Internet Access Provider
ICMP         Internet Control Messaje Protocol
IP               Internet Protocol
PPP            Protocolo punto a punto
NFS           Network File System
NIC           Network Information Center
NIS           Network Information Service
OSI           Organization Standards International
RPC          Remote Process Control
SGID        Switch Group Identification
SUID        Switch User Identification
TCP          Transmission Control Protocol
UDP         User Datagrama Protocol
WWW     World Wide Web

Introducción

Objetivos

A través de la realización del presente informe se buscaron los siguientes objetivos:

• Introducir el concepto de firewalls. Esto incluye entender como funciona, para qué sirve y el por qué de su necesidad.
  
• Crear conciencia de la necesidad en lo que a seguridad respecta del uso de barreras de protección a partir de que todas las redes corporativas de una organización que hoy por hoy se encuentran conectadas al mundo exterior a través de Internet, y por consiguiente expuestas a múltiples intentos de accesos no autorizados.
  
• Reconocer los diferentes tipos de firewalls en cuanto al nivel que protegen
  
• Informar de las diferentes configuraciones y arquitecturas que se pueden establecer mediante el uso de los firewalls, como así también mostrarle ventajas y desventajas de cada una de ellas. También incluimos en este punto una serie de consejos en cuanto a configuración, que si bien para un administrador experimentado puede resultar triviales, no dejan de ser rele-vantes como carácter informativo y de referencia para aquel que se inicia en este tema.
  
• Señalar brevemente el estado de este tema como producto en el mercado.

Conceptos Generales

Con un firewall podemos implementar un nivel de seguridad apropiado permitiendo al mismo tiempo el acceso a los vitales servicios de Internet. Un firewall es un sistema o un grupo de sistemas que implementan una política de control de acceso entre dos o más redes. Podemos imaginarlo como compuesto por dos grandes módulos; uno destinado a bloquear los accesos y el otro a permitirlos. El firewall constituye la herramienta pero se desprende que debemos tener muy claro que tipo de control de acceso debemos implementar, y a su vez esto constituye un subconjunto de la política de seguridad para una  compañía.

También podemos agregar que un firewall es una técnica que permite aislar mediante una serie de normas una red local de otra red, generalmente internet.
                
El firewall proporciona un único punto de chequeo que preserva a la intranet del ataque de    intrusos que pudieran accederla. Nos permite monitorear la seguridad a través de sus alarmas y logs, los cuales deben ser revisados periódicamente pues debemos poder determinar hipotéticos intentos de acceso ya que el mismo firewall puede ser violado y una vez que esto sucede estamos sin protección. Como agregados a su función primordial los firewalls proveen dos funciones extras; el servicio de NAT-Network Address Translator que permite que un servidor de mi intranet se presente en Internet con un número de IP válido sin necesidad de reconfigurarlo, y por otro lado ofrece un punto de logeo y monitoreo del uso de Internet en cuanto a requerimientos para poder determinar anchos de bandas, problemas de saturación del vínculo, etc.

Como se dijo un firewall es parte de una política y no podemos dejarle librada toda la responsabilidad cuando tenemos accesos de tipo PPP por ejemplo, o un empleado divulga la información; este tipo de casos están denotando la existencia de back-doors  evidentemente muy apetecibles como objetivo de cualquier ataque. Otro punto importante es que a pesar de que la información pase por un firewall este no nos puede garantizar 100% la ausencia de virus, pues su inmensa variedad hace imposible que se pueda analizar cada uno de  los paquetes que pasan a través de él. Por último, si bien en la actualidad el tema está lo suficientemente tratado, existen aplicaciones que pueden estar mal diseñadas y que permiten que se puedan transmitir paquetes no deseados encapsulados dentro de los mensajes que trafican; este era el caso de viejas versiones del sendmail, por ejemplo. Por todo esto la utilización de un firewall no constituye la totalidad para resolver los problemas de seguridad de Internet.

El firewall ira recibiendo y examinando los paquetes entre ambas redes y mediante una política establecida por reglas podrá, entre otras, aceptar, rechazar o denegar el curso de un paquete.
Generalmente, las reglas tendrán presente el origen y destino del paquete y el servicio  TCP /IP.
           
Podemos citar algunos ejemplos de usos más comunes de firewalls. La protección ante la utilización de servicios vulnerables; expusimos la vulnerabilidad de algunas aplicaciones, entre las cuales podemos encontrar en la actualidad el NFS y NIS, por dar un ejemplo. Este tipo de servicios es vulnerable a los ataques; no podemos optar por deshabilitarlos pues son muy útiles en la intranet con lo cual con la utilización de un firewall estaríamos filtrando todos los accesos externos a este tipo de servicios. Por otro lado se puede administrar un control de acceso; esto se tra-duce en implementar políticas que permitan el acceso a algunos servidores y a otros no. Además la utilización de un firewall nos permite perfeccionar el control de la seguridad en cuanto a su centralización, pues además de todo el subsistema de auditoria podríamos concentrar todos los add-on de software de seguridad en un punto central en lugar de implementarlo en cada hosts ( sumando a esto el mantenimiento que ello implica ). Otras soluciones de este tipo como por ejemplo Kerberos obligan a hacer actualizaciones hosts por hosts y si bien en algunos casos son las soluciones más adecuadas los firewalls tienden a simplificar esta tarea. Como una actividad secundaria podemos citar el hecho de que si todo el tráfico hacia Internet pasa por un firewall esto me permite a partir de su accounting determinar el grado de uso del vínculo de red y proyectar crecimiento; este último punto debe estar soportado por otras herramientas.

Simplificando lo anteriormente dicho podemos mencionar tres casos en donde los sistemas firewall son necesarios:

1. Mantener a los usuarios no autorizados fuera.
2. Establecer para los usuarios del sistema un uso controlado de internet.
3.   Permitir el acceso a internet a varios equipos utilizando una dirección IP real.
 

Tipos y Diseños de Firewalls

Usos Frecuentes, Problemas y Diseños Básicos

La desventaja más obvia del uso de firewalls es que puede bloquear servicios que los usuarios quieran usar, tal como TELNET, FTP, X WINDOWS, NFS, etc.. De todas maneras este tipo de restricciones no son atribuciones solo aplicables en los firewalls pues puede ser implementada en los hosts localmente. En realidad se debe intentar conseguir un balance que satisfaga los requerimientos de seguridad como las necesidades de los usuarios.

Otro punto ha tener muy en cuenta y que más de una vez se deja de lado es que la configuración de un firewall si bien tiene muchísimas ventajas del lado de un único punto de control de la segu-ridad, ese punto puede constituir un cuello de botella para el tráfico de red.

Cuando se decide instalar un firewall el primer y más importante punto tiene que ver con la deci-sión política de cómo se quiere operar el sistema: todo aquellos no especificado se bloquea; este política pretende que el firewall bloquee todo el tráfico, y las aplicaciones que se deseen “dejar pasar” deberán ser especificadas una por una y con el razonable fundamento del caso. Este tipo de decisión es altamente recomendada, pues crea un ambiente muy seguro en el cual solo algunos servicios “selectos” son soportados. Por el otro lado y totalmente opuesta a la primera se en-cuentra la política de permitir todo aquello que no este negado. Esta política supone que el firewall dejará pasar todo el tráfico salvo aquellos servicios que se han considerado “peligrosos” y que se configurarán caso por caso. Este tipo de decisión crea un ambiente más flexible, con más servicios disponibles para los usuarios.

Probablemente la decisión tenga más que ver con cuestiones políticas que con un diseño técnico.
El segundo punto es determinar el nivel de auditoria y control a implementar y por último el tema financiero. En este aspecto, el financiero, podemos encontrar soluciones que no nos costarán nada en cuestión de dinero y aquellas que rondan los U$S 100000, pero no solo debemos tener en cuenta este costo inicial sino el costo de mantenimiento.

Tipos Básicos

Conceptualmente hay dos tipos de firewalls, nivel de red y nivel de aplicación.
Los firewalls de nivel de red toman sus acciones en función del origen, la dirección de destino y el port en cada paquete IP. Los modernos firewalls de este tipo se han sofisticado y mantienen información respecto del estado de las conexiones que están activas a través de él, etc. Este tipo de firewall tiende a ser muy rápidos y son transparentes al usuario.

Los firewalls de nivel de aplicación por lo general son hosts corriendo proxy servers, que no permiten el tráfico directo entre redes, manteniendo una elaborada auditoria y logeo del tráfico que pasa a través de él. Este tipo de firewall puede ser utilizado para realizar las tareas relativas al NAT, debido a que como las comunicaciones van de un lado hacia el otro se puede enmascarar la ubicación original. Este tipo tiende a proveer una auditoría más detallada y un mayor grado de seguridad que los de nivel de red.

Los ruteadores de filtro de paquetes, que corresponden al primer grupo, realizan una decisión del tipo pasa no pasa para cada paquete que recibe. El ruteador examina cada datagrama para determinar si se aplican sus reglas de filtrado. Las reglas de filtrado se basan en la información contenida en el header del paquete. Esta información consiste en el IP de origen, la IP de destino, el protocolo encapsulado ( TCP, UDP, ICMP ), el port TCP/UDP de origen y de destino, etc. Toda esta información es controlada contra las reglas de filtrado definidas, pudiendo ser enrutada si existe una regla que lo permite, descartada si una regla así lo indica y si no existe regla comparable un parámetro previamente configurado determinará si el paquete pasa o no.

Dentro de este tipo están los que filtran en función del servicio involucrado. Esto es posible pues hay muchos servicios para los cuales están normalizados los ports en los que escuchan, por lo cual se pueden definir reglas que involucren el port, definiendo la aceptación o el rechazo.

Por otro lado frente a diferentes ataques que se fueron produciendo surgieron otros firewalls cu-yas reglas son independientes del servicio; estas reglas exigen un análisis más detallado que involucra el ruteo, las opciones de IP, verificación de los fragmentos de desplazamiento y puntos por el estilo.

La mayoría de los firewalls implementados sobre Internet están desarrollados sobre el concepto de filtrado de paquetes. Estos tipos de firewalls no son difíciles de configurar debido a que su software contiene una serie de reglas previamente configuradas y fundamentalmente son transparentes al usuario y no exigen instalar ningún software adicional en los hosts.

Por otro lado cuando se debe optimizar de manera tal de adaptarlo a aplicaciones específicas de cada empresa la tarea se puede hacer algo compleja pues exige una figura de administrador que debe conocer los servicios de Internet, los distintos encabezados de los paquetes, los distintos valores que se espera encontrar en los campos a analizar. Si se requiere un filtrado complejo, las reglas pueden volverse demasiado largas con la consecuencia de una difícil administración y seguimiento.

Como dijimos los filtros a nivel de aplicación permiten aplicar un esquema de seguridad más estricto. En estos firewalls se instala un software específico para cada aplicación a controlar ( un proxy server ); de hecho si no se instala los servicios relativos a la aplicación las comunicaciones no podrán ser enrutadas, punto que no se convierte en trivial pues de esta forma estamos garantizando que todas aquellas nuevas aplicaciones desconocidas no podrán acceder a nuestra red. Otra ventaja que trae el uso de este tipo de firewall es que permite el filtrado del protocolo, por ejemplo se podría configurar el proxy server que atiende el FTP para que pueda aceptar conexiones pero denegar el uso del comando put asegurando de esta forma que no nos puedan escribir ningún archivo o que impida navegar por el FS; esto es lo que hay se conoce como un FTP anónimo

Este tipo de configuración incrementa los costos de la plataforma sobre la cual funcionará el filtro.

Algunos autores reconocen otro nivel de aplicación de firewall que es nivel de circuito, que en realidad no procesa ni filtra el protocolo, sino que simplemente establece un circuito entre origen y destino.

 Requerimientos

Antes de referirnos a la arquitectura de un firewall es necesario mencionar los requisitos necesarios para la implantación de éste, por ejemplo, el hardware va a depender de las necesidades a cubrir. Así para utilizar, únicamente las características de filtrado de paquetes no serán necesario grandes requisitos. Para ello necesitaremos un ordenador 486 DX66, 16 MB de RAM, 200 MB de disco duro y dos conexiones de red.
Sin embargo, si deseamos instalar un servidor proxy con todos los servicios necesitaremos un ordenador Pentium II, 64 MB de RAM, 4 GB de disco duro y dos conexiones de red.
Las características mencionadas corresponden alas necesidades mínimas y máximas por lo que pueden utilizarse equipos con características intermedias según el propósito.
En cuanto a los requisitos del software, al igual que los del hardware también van a depender del uso que queramos dar al firewall.

Arquitectura

Las tecnologías de filtrado de paquetes que se emplean en los firewalls constituyen una manera eficaz y general para controlar el tráfico en la red. Tales tecnologías tienen la ventaja de no realizar ningún cambio en las aplicaciones del cliente y el servidor, pues operan en las capas IP y TCP, las cuales son independientes de los niveles de aplicación según se establece en el modelo OSI. Por otro lado, los enfoques de la filtración de paquetes no han declarado muchos requerimientos de seguridad, por la información incompleta con la que trabajan. Sólo la información de las capas de transporte y red, como las direcciones IP, los números de puerto y las banderas TCP están disponibles para las decisiones de filtración. En muchas implementaciones de los filtros de paquete, el número de reglas puede ser limitado; además, mientras mayor sea este número, habrá una alta penalización en el desempeño, a causa del proceso adicional necesario para las reglas complementarias.

Los dispositivos de filtración de paquetes, casi siempre se mejoran mediante otros tipos dispositivos llamados barreras de protección. Las barreras de protección se llaman así porque operan en las capas superiores del modelo OSI y tienen información completa sobre las funciones de la aplicación en la cual basan sus decisiones. Estos constituyen la mayoría de los firewalls tal cual hoy los conocemos.

Existen varios métodos para construir una barrera de protección. Las organizaciones con talento en la programación y recursos financieros suficientes, en general prefieren usar un método per-sonalizado de barreras de protección para proteger la red de la organización. Si se ejecuta de ma-nera adecuada, tal vez éste sea el método más eficaz y por supuesto el más costoso.

Otras organizaciones prefieren usar los productos comerciales existentes, así como personalizarlos y configurarlos para cumplir la política de seguridad de red de esas organizaciones.

De aquí en adelante iremos describiendo las distintas arquitecturas con las cuales se puede implementar una barrera de protección para nuestra red.

De Dos Bases

Un firewall de dos bases no es nada más y nada menos que un firewall con dos interfaces de red, que permite asilar una red interna de una red externa no confiable. Como este anfitrión no envía ningún tráfico TCP/IP, bloquea por completo cualquier tráfico IP entre las redes no confiables interna y externa.

Muchos servicios Internet son en esencia de almacenaje y envío. Si estos servicios se ejecutan en el anfitrión, pueden configurarse para transmitir servicios de aplicación desde una red hacia la otra. Si los datos de aplicación deben cruzar la barrera, es factible configurar los agentes emisores de aplicación para hacer la ejecución en el anfitrión. Estos agentes son programas especiales, utilizados para enviar solicitudes de aplicación entre dos redes conectadas. Otro método es permitir que los usuarios se conecten al anfitrión de dos bases y después tengan accesos a los servicios externos desde la interfaz de red externa del anfitrión.

Si se usan los emisores de aplicación, el tráfico de la aplicación no puede cruzar la barrera, a menos que el emisor de aplicación se ejecute y se configure en el servidor de barrera de protección. Esta acción es la implementación de la política “si no está permitido de manera expresa, está prohibido”. Si se autoriza a los usuarios conectarse en forma directa a la barrera de protección, puede comprometerse la seguridad de ésta porque la barrera es el punto central de la conexión entre la red externa y la interna. Por definición, la barrera de este tipo está en zona de ries-go. Si el usuario selecciona una contraseña débil o compromete su cuenta de usuario ( al proporcionar la contraseña ), la zona de riesgo quizá se extienda a la red interna y por lo tanto eliminará el objetivo de la barrera.

Si se mantienen registros adecuados de las conexiones de usuarios, es posible rastrear las conexiones no autorizadas a la barrera, en el momento que se descubra una brecha de seguridad. En cambio si se impide que los usuarios se conecten en forma directa a la barrera, cualquier intento de conexión directa se registrará como algo notorio y como una brecha potencial de seguridad.

Este tipo de firewall, con una interfaz mirando a cada red, es la configuración básica usada en las barreras de protección. Los aspectos delicados son que el enrutamiento se encuentra inhabilitado y que la única ruta entre los segmentos de red es a través de una función de capa de aplicación. Si el enrutamiento se ha configurado de manera errónea por accidente ( o por diseño ) para permanecer activo, se ignorarán las funciones de la capa de aplicación de las barreras de protección.

La mayoría de estas configuraciones están montadas sobre máquinas UNIX. En algunas implementaciones de este sistema operativo, las funciones de enrutamiento se activan de manera pre-determinada, por lo cual es importante verificar que dichas funciones están inhabilitadas.

Cómo se compromete la seguridad en esta configuración

La mayor amenaza ocurre cuando el intruso obtiene el acceso directo de conexión al firewall. La conexión siempre se da mediante una aplicación apoderada del servidor. Las conexiones desde redes externas requieren una autenticación más rigurosa.

Si el usuario obtiene acceso al servidor, la red interna puede ser inválida. Estas invasiones pueden tener cualquiera de las siguientes fuentes:

• Autorizaciones débiles en el sistema de archivos
  
• Volúmenes montados en NFS en la red interna
• Programas de respaldo de red que puedan restituir autorizaciones excesivas
  
• El uso de scripts administrativos que no se hayan asegurado de manera adecuada
  
• Comprensión del sistema a partir de antiguos niveles de revisión del software y notas que no se hayan asegurado de manera adecuada
  
• La instalación de antiguos kernels de sistema operativo que activen el envío IP o la instalación de versiones de antiguos kernels de sistema operativo con problemas de seguridad conocidos
  
• El uso de facilidades de Berkeley tal como el .rhosts o el hosts.equiv que definen equivalencia entre servidores o usuarios de distintos servidores, por lo cual se inhabilita el sistema de autenticación.

Si el servidor firewall falla, la red interna no tendrá defensa ante futuros intrusos, a menos que el problema se detecte y corrija con rapidez.

Como se mencionó antes, la variable ipforwarding del kernel de UNIX controla el desempeño del enrutamiento IP. Si el intruso obtiene suficiente privilegios del sistema, podrá cambiar el valor de esta variable y habilitar el envío IP, con lo cual se ignorará el mecanismo de la barrera.

Servicios

Además de inhabilitar el envío de IP, se debe eliminar todos los programas y servicios que puedan ser peligrosos en las manos de un intruso. Algunos de las precauciones a tomar son las siguientes:

• Eliminar las herramientas de programación: compiladores, enlazadores, etc..
  
• Eliminar los programas con autorizaciones de SUID y SGID que no se necesiten o no se comprendan. Si los programas no funcionan, siempre es factible colocar de nuevo aquellos que son esenciales.
  
• Utilizar particiones en el disco para que, en caso de haber una invasión para llenar todo el es-pacio del disco en la partición, la invasión queda confinada en dicho espacio.
  
• Eliminar todas las cuentas especiales y del sistema que no necesite
  
• Eliminar los servicios de red que no se requieran. Utilizar el comando netstat -a para verificar que solo tiene los servicios precisos. Editar los archivos de servicio /etc/inetd.conf para eliminar las definiciones de servicio innecesarias.

Firewall como Servidor Bastión

Un firewall es un servidor de barrera de protección que es determinante para la seguridad en la red. Es el servidor central para la seguridad en la red de una organización y, por su función, debe estar en una buena fortaleza. Esto significa que el firewall lo monitorean con detenimiento los administradores de la red. La seguridad del sistema y del software del servidor debe revisarse con regularidad. Asimismo, es preciso observar los registros de acceso en busca de cualquier brecha potencial de seguridad y de un intento de asalto al servidor.

La configuración antes comentada es un caso especial del firewall. Como los firewalls actúan como un punto de interfaz para una red externa no confiable, casi siempre están sujetos a invasiones. La distribución más simple es aquella en la que el servidor constituye el primer y único punto de entrada para el tráfico de una red externa.

En vista de que el firewall es determinante para la seguridad de la red interna, por lo regular se coloca otra primera línea de defensa entre la red externa no confiable y la red interna. Esta línea casi siempre la proporciona un ruteador de selección. En este esquema el firewall tiene una sola interfaz de red conectada a la red interna y el enrutador de selección tiene dos, una a Internet y la otra a la red interna enrutando todo el tráfico hacia el bastión.
Se debe configurar el ruteador para que envíe primero hacia el firewall todo el tráfico recibido de las redes externas para la red interna. Antes de enviar el tráfico hacia este servidor, el ruteador aplicará sus reglas de filtro en el tráfico del paquete. Sólo el tráfico de red que pase tales reglas será dirigido hacia el firewall; el resto del tráfico será rechazado. Esta arquitectura da un mayor nivel de confianza en la seguridad de la red. Un intruso necesita penetrar primero en el ruteador de selección y, si lo logra, debe enfrentarse con el firewall.

El firewall utiliza funciones a nivel de aplicación para determinar si las solicitudes hacia y desde la red externa se aceptarán o negarán. Si la solicitud pasa el escrutinio del firewall, se enviará a la red interna para el tráfico de entrada. Para el tráfico de salida ( tráfico hacia la red externa ), las solicitudes se enviarán al ruteador de selección.

Algunas organizaciones prefieren que su proveedor de acceso a Internet, IAP, proporcione las reglas de los filtros de paquetes para el tráfico en red enviado a la red de dicha organización. El filtro de paquetes aún actúa como la primera línea de defensa, pero se debe confiar al IAP el mantenimiento adecuado de las reglas del filtro de paquetes.

Otro punto a tener en cuenta es la seguridad del ruteador de selección. Sus tablas de enrutamiento deben configurarse para enviar el tráfico externo al firewall. Dichas tablas necesitan estar protegidas contra las invasiones y los cambios no autorizados. Si la entrada a las tablas se cambia para que el tráfico no se envíe al firewall sino en forma directa a la red conectada localmente, el firewall se ignorará.

Además si el ruteador responde a los mensajes ICMP (protocolo Internet de mensajes de control) de redirección, será vulnerable a los falsos mensajes ICMP que envíe el intruso. Por lo tanto, debe inhabilitarse la respuesta a los mensajes ICMP de redirección. Se deben eliminar los servicios de red innecesarios y utilizar el enrutamiento estático. En especial, asegurarse que los demonios “routed” y “gated” no se encuentren en ejecución; de lo contrario, las rutas serán anunciadas al mundo exterior. Por otro lado, realizar entradas permanentes en la tabla de caché ARP para señalar al firewall.

Entre los servicios a inhabilitar se encuentran: ARP, redirecciones ICMP, ARP apoderado, MOP y mensajes ICMP no alcanzables, TELNET. En una operación ARP normal, las tablas ARP de entrada se construyen de manera dinámica y expiran después de un tiempo determinado. Incializar en forma manual la tabla cache ARP para el ruteador y el firewall. Las entradas ARP realizadas en forma manual nunca expiran y actúan como entradas “estáticas”. Con el procesamiento ARP inhabilitado en el ruteador, éste no proporcionará su dirección de hardware.

Firewall como Servidor Bastión con Dos Interfaces de Red

Bajo esta configuración una interfaz está conectada a la red “exterior” y la otra interfaz lo está a la red “interior”. Uno de los puertos del ruteador ( el de la primera línea de defensa ) está conectado a la red “interior” y el otro lo está a Internet. Nótese que hablamos de red “interior”, “exterior” e Internet; aquí surge el nuevo concepto de red exterior que es la que se ubica entre el firewall y el ruteador.

De nuevo el ruteador debe configurarse para enviar todo el tráfico recibido de las redes externas para la red interna hacia la interfaz de red “interior” del bastión. Antes de enviar el tráfico, el ruteador aplicará sus reglas de filtro de paquetes. Sólo el tráfico de red que pase estas reglas se dirigirá hacia el firewall; el resto habrá de rechazarse. Un intruso debe penetrar primero en el ruteador y, si lo logra, se enfrentará al firewall.

No existen servidores en la red exterior más que el ruteador  y una de las interfaces de red del firewall. La red exterior forma una zona desmilitarizada DMZ. Ya que la DMZ sólo tiene dos conexiones de red, puede reemplazarla un enlace dedicado punto a punto. Este hecho dificultará más conectarse con este enlace mediante analizadores de protocolos. Si se utiliza una red Ethernet o token ring para la DMZ, una estación de trabajo que coloque su interfaz de red en el modo promiscuo puede capturar el tráfico de la red y tener acceso a los datos delicados. Por lo general, las interfaces de red sólo leen el paquete que se le dirija en forma directa. En el modo promiscuo, sin embargo, dichas interfaces leen todos los paquetes que ve la interface de red. Todos los ser-vidores de la organización ( excepto el firewall ) están conectados a la red interior.

Esta configuración tiene otra ventaja sobre esa configuración de red en la cual sólo se empleaba una interface de red del firewall. Esta ventaja es que el firewall no se puede ignorar al atacar las tablas de enrutamiento de los ruteadors. El tráfico de la red debe pasar por este firewall para llegar a la red interior.

Dos firewalls y Dos DMZ

En este caso ambas interfaces de los firewalls se encuentran configuradas. Tres zonas de red están formadas en la red interna: la red exterior, la red privada y la red interior.

Existe una red privada entre los firewalls interior y exterior. Una organización puede colocar algunos servidores en la red privada y mantener los más delicados detrás del firewall interior. Por otra parte, una organización quizá desee una seguridad máxima y usar la red privada como una segunda zona de buffer o DMZ interior, además de mantener todos los servidores en la red interior.

Si una empresa quiere proporcionar acceso completo a una gran variedad de servicios, como FTP anónimo ( protocolo de transferencia de archivos ), Gopher y WWW ( World Wide Web ), puede proveer ciertos servidores de sacrificio en la DMZ exterior. Los firewalls no deben confiar en ningún tráfico generado desde estos servidores de sacrificio.

El ruteador de selección debe estar configurado para enviar todo el tráfico recibido desde las redes externas para la red interna hacia el firewall interior. Antes de mandar el tráfico, el ruteador aplicará las reglas de filtro de paquetes. Sólo el tráfico de la red que pasa esas reglas se dirigirá al firewall exterior; el resto será rechazado. Un intruso debe penetrar primero el ruteador y, si lo hace, se enfrentará al firewall exterior.

Sin que le importe violar las defensas de la red exterior, el intruso penetra en le firewall interior. Por ello, si los recursos lo permiten, tal vez se desee dar a cada firewall la responsabilidad de un grupo administrativo diferente. Esto asegura que los errores de un grupo de administradores no los repitan los demás administradores. También se debe garantizar que los dos grupos compartan información acerca de debilidades descubiertas en los firewalls.

Otro tipo de configuración de red se obtiene al utilizar dos firewalls, pero sólo una interfaz de red de cada anfitrión. Un segundo ruteador llamado el ”ahogador” se agrega entre la DMZ y las redes interiores. Se debe asegurar que los firewalls no se ignoren y que los routers usen rutas estáticas.

A partir de estos elementos, firewalls con una o dos interfaces de red y routers, se pueden lograr diferentes configuraciones que surgen de la combinación de ellos. Cuando sólo esté en uso una interfaz de red del firewall, se deben utilizar rutas estáticas en los routers y configurar bien las entradas de las tablas de enrutamiento para asegurar que los firewalls no se ignoren.

Subredes Seleccionadas

En algunas configuraciones de barreras de protección, tanto la red externa no confiable como la red interna pueden tener acceso a una red aislada; sin embargo, ningún tráfico de red puede fluir entre ambas redes a través de la red aislada. El aislamiento de la red se lleva a cabo mediante una combinación de routers de selección configurados de manera adecuada. Dicha red se conoce como red seleccionada.

Algunas redes seleccionadas pueden tener compuertas a nivel de aplicación, que actúan como fi-rewalls y permiten el acceso interactivo a los servicios exteriores. Los ruteadores se utilizan para conectar a Internet con la red interna. El firewall es una compuerta de aplicación y rechaza todo el tráfico que no se acepte de manera expresa.

Como la única manera de tener acceso a la subred seleccionada es mediante el firewall, es bastante difícil que el intruso viole esta subred. Si la invasión viene por Internet, el intruso debe volver a configurar el enrutamiento en Internet, la subred seleccionada y la red interna para tener libre acceso ( lo cual se logra con dificultad sí los ruteadores permiten el acceso sólo a los servidores específicos ). Si alguien violara al firewall, el intruso forzaría su entrada hacia uno de los anfitriones en la red interna y después el ruteador, para tener acceso a la subred seleccionada. Este tipo de invasión de tipo aislamiento es difícil de lograr sin desconectarse o sin activar alguna alarma.

Como las redes seleccionadas no permiten que el tráfico de red fluya entre Internet y la red interna, las direcciones IP de los anfitriones en dichas redes se ocultan unas de otras. Esto permite que una organización a la que el NIC ( Centro de Información de red ) aún no le haya asignado oficialmente números de red, tenga acceso a Internet mediante servicios de compuertas de aplicación, proporcionados por el firewall en la subred seleccionada. Si estos servicios usados con la compuerta de aplicación están restringidos, estas limitantes pueden estimular que la red interna asigne números de red de manera oficial.

Compuertas a Nivel de Aplicación

Las compuertas a nivel de aplicación pueden manejar tráfico de almacenaje y envío, así como tráfico interactivo. Dichas compuertas están programadas para comprender tráfico al nivel de aplicación del usuario ( capa 7 del modelo OSI ); por lo tanto, pueden proporcionar controles de acceso a niveles de usuario y de protocolos de aplicación. Además, es factible utilizarlas para mantener un registro inteligente de todos los usos de las aplicaciones. La habilidad para registrar y controlar todo el tráfico de entrada y de salida es una de las características principales de las compuertas a nivel de aplicación. Las compuertas por sí mismas pueden integrar, si es necesario, seguridad adicional.

Para cada aplicación que se transmita, las compuertas a nivel de aplicación utilizan un código de propósito especial. Gracias a este código, las compuertas de aplicación proporcionan un alto nivel de seguridad. Para cada nuevo tipo de aplicación que se agregue a la red y que requiera protección, tiene que escribirse un nuevo código de propósito especial; por lo tanto, la mayoría de este tipo de compuertas provee un subgrupo limitado de aplicaciones y servicios básicos.

Para utilizar las compuertas a nivel de aplicación, los usuarios deben conectarse a la máquina de la compuerta de aplicación o implementar un servicio específico para la aplicación de cliente para cada servidor que empleará el servicio. Cada módulo de compuerta específica para la aplicación puede tener su propio grupo de herramientas de administración y lenguaje de comandos.

Una desventaja de muchas compuertas es que debe escribirse un programa personalizado para cada aplicación. Sin embargo, este hecho también es una ventaja en seguridad, pues no se pueden pasar las barreras de protección a menos que haya estipulado una compuerta explícita a nivel de aplicación.

El programa personalizado de aplicación actúa como un “apoderado” que acepta las llamadas entrantes y las verifica con la lista de acceso de los tipos de solicitudes permitidas. En este caso, se trata de un servidor apoderado de aplicación. Al recibir la llamada y verificar que sea permitida, el apoderado envía la solicitud al servidor correspondiente; por lo tanto, actúa como un servidor y como cliente. Trabaja como un servidor para recibir la solicitud entrante y como un cliente al enviarla. Después de establecer la sesión, el apoderado de aplicación funciona como un relevo y copia los datos existentes entre el cliente que inició la aplicación y el servidor. Dado que todos los datos ente el cliente y el servidor los intercepta el apoderado de la aplicación, éste tiene con-trol total sobre la sesión y puede hacer un registro tan detallado como usted lo requiera.

Arquitecturas No Recomendadas

En realidad la mayoría de los autores y los administradores con experiencia en el tema de la utilización de firewalls como parte de una política general de seguridad de una organización establecen una serie de consejos en cuanto a la configuración tanto de los firewalls como de los ru-teadores de manera tal de no dejar back doors que permitan el ingreso no autorizado y que no podamos rastrear.

Para hablar de arquitecturas no recomendadas seguramente estaremos situados en la deformación de alguna de las expuestas anteriormente.

Entre ellas encontramos por ejemplo la utilización de DMZ con servidores con más de una interfaz de red, de las cuales una apunta a la red interna, o servidores que contengan pools de módems para conexiones dial-up y pertenezcan a la red interna.

El primero de los casos se da cuando por razones de nuestro negocio debemos ofrecer servicios a la red externa, con lo cual podemos pensar en ubicar el servidor en una DMZ. Hasta aquí no hay problema, pero si por alguna razón pensáramos en agregar otra tarjeta de red apunta a la red interna, para servicios de backup centralizado o lo que fuere, estamos generando un back door, que permite el acceso directo a nuestra red interna obviando el filtrado del firewall.

El segundo paso, constituye un punto crucial en la protección de nuestra red. Hoy por hoy son necesarias las conexiones dial-up para todo lo que constituye el acceso remoto de nuestro empleados, para tares de mantenimiento, por ejemplo, pero este tipo de acceso debe estar correcta-mente administrado y centralizado, de manera tal que podamos asegurarnos que todo el tráfico que se genere a partir de esos servidores sea controlado. En el ejemplo planteado basta con franquear al servidor dedicado a las conexiones dial-up, que por cierto no tiene por que tener todas las medidas de protección que puede tener un firewall, para tener acceso a toda la red interna sin someterse a los filtros de los firewalls.

En realidad se debe considerar como arquitecturas no recomendadas a aquellas que de alguna u otra forma evitan que el tráfico de red se someta al análisis de un firewall.

Estado Actual en el Mercado

Actualmente en el mercado existen infinidad de proveedores de aplicaciones de firewalls, que están complementadas con los esfuerzos por elevar el nivel de seguridad de los distintos sistemas operativos.

Estas aplicaciones de firewalls están disponibles para los distintos sistemas operativos y si bien en líneas generales todos cumplen básicamente las mismas funciones, cada proveedor tiene sus características particulares que se van igualando de uno a otro con el correr del tiempo y el desarrollo de los distintos releases.

Entre los productos más utilizados se encuentran Firewall-1, Pix y Raptor, de las empresas Chekpoint, Cisco y HP respectivamente.

Indagando un poco en el mercado local se puede comprobar que el producto de Cisco esta siendo muy utilizado, debido a su integración “nativo” en todas aquellas organizaciones que están utilizando ruteadores Cisco
Además de verificar las características particulares de cada uno se pueden bajar de Internet versiones de evaluación para corroborar las distintas facilidades como así también observar como se adapta a la organización donde se implementará.

Conclusiones

Creemos que a lo largo de este trabajo ha quedado demostrado que los problemas de seguridad de una red no quedan solucionados simplemente con la implementación de un esquema de firewall; de hecho si en realidad no forma parte de una política de seguridad integral de la organización de nada servirá tener la configuración más segura en lo que a firewall respecta.

Una vez superado este punto, es decir existe la voluntad política dentro de la organización de implementar una política de seguridad seria, todo el personal de la misma esta concientizado de ello y fundamentalmente la más alta dirección esta impulsando este desafío, es conveniente pensar en la implementación de un esquema de firewall.

A partir del hecho ya consumado que constituye la interconectividad a través de Internet, es fundamental la utilización de filtros debido a que seguramente nuestra organización estará también accediendo a los servicios que Internet nos ofrece. Qué arquitectura es la más apropiada tendrá que ver seguramente con la criticidad de nuestros servicios, lo valioso de nuestra información, los servicios que ofreceremos y obtendremos de Internet, y de los recursos con los cuales contemos para llevar adelante este desafío.

Y por último, debemos tener en cuenta que este tema no consiste solo en implementar un firewall y problema resuelto. La importancia operativa es tal que debemos estar constantemente revisando las políticas, los logs, etc. para poder determinar si estamos siendo vulnerables en algún aspecto. Por otro lado un firewall, en nuestra opinión personal debe asemejarse a un antivirus, él cual si no se actualiza constantemente deja de ser seguro. Tengamos en cuenta que el firewall constituye la puerta de acceso a nuestra información vital, en otros casos a nuestro negocio y por último a nuestro dinero.

Fuentes de Información

Bibliografía

        Internet y Seguridad en Redes, Karanjit Siyan y Chris Hare, ed. Prentice Hall

Revistas:

“Sólo Programadores Linux” Año II N°13  España
“ PC Magazine” Vol 13 N°8 Agosto de 2000.  
“ PC Magazine” Vol 12 N°9 Septiembre de 1999.  
“ PC Magazine” Vol 11 N°1 1998
“ PC Magazine” Vol 10 N°9  1997.  
“ PC Magazine” Vol 9   N°5  Mayo de 1996

Internet ( URL )

www.3com.com
www.scrc.ncsl.nist.gov
www.interhack.com
www.icsa.com
www.cisco.com
www.hp.com
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