下一代防火墙解决方案.docx
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下一代防火墙解决方案
下一代防火墙解决方案
1网络现状
随着网络技术的快速发展，现在我们对网络安全的关注越来越重视。
近几年来，计算机和网络攻击的复杂性不断上升，使用传统的防火墙和入侵检测系统（IDS）越来越难以检测和阻挡。
漏洞的发现和黑客利用漏洞之间的时间差也变得越来越短，使得IT和安全人员得不到充分的时间去测试漏洞和更新系统。
随着病毒、蠕虫、木马、后门和混合威胁的泛滥，内容层和网络层的安全威胁正变得司空见惯。
复杂的蠕虫和邮件病毒诸如Slammer、Blaster、Sasser、Sober、MyDoom等在过去几年经常成为头条新闻，它们也向我们展示了这类攻击会如何快速的传播——通常在几个小时之内就能席卷全世界。
许多黑客正监视着软件提供商的补丁公告，并对补丁进行简单的逆向工程，由此来发现漏洞。
下图举例说明了一个已知漏洞及相应补丁的公布到该漏洞被利用之间的天数。
需要注意的是，对于最近的一些攻击，这一时间已经大大缩短了。
IT和安全人员不仅需要担心已知安全威胁，他们还不得不集中精力来防止各种被称之为“零小时”（zero-hour）或“零日”（zero-day）的新的未知的威胁。
为了对抗这种新的威胁，安全技术也在不断进化，包括深度包检测防火墙、应用网关防火墙、内容过滤、反垃圾邮件、SSLVPN、基于网络的防病毒和入侵防御系统（IPS）等新技术不断被应用。
但是黑客的动机正在从引起他人注意向着获取经济利益转移，我们可以看到一些更加狡猾的攻击方式正被不断开发出来，以绕过传统的安全设备，而社会工程（socialengineering）陷阱也成为新型攻击的一大重点。
图：
系统漏洞被黑客利用的速度越来越快
带有社会工程陷阱元素的攻击包括间谍软件、网络欺诈、基于邮件的攻击和恶意Web站点等。
这些攻击设计为欺骗用户暴露敏感信息，下载和安装恶意程序、跟踪软件或运行恶意代码。
很多这类攻击设计为使用传统的浏览器或Email技术（如ActiveX、XML、SMTP等），并伪装为合法应用，因此传统的安全设备很难加以阻挡。
现在比以往任何时候都更需要先进的检测和安全技术。
传统的防火墙系统
状态检测防火墙原本是设计成一个可信任企业网络和不可信任的公共网络之间的安全隔离设备，用以保证企业的互联网安全。
状态检测防火墙是通过跟踪会话的发起和状态来工作的。
通过检查数据包头，状态检测防火墙分析和监视网络层（L3）和协议层（L4），基于一套用户自定义的防火墙策略来允许、拒绝或转发网络流量。
传统防火墙的问题在于黑客已经研究出大量的方法来绕过防火墙策略。
这些方法包括：
●利用端口扫描器的探测可以发现防火墙开放的端口。
●攻击和探测程序可以通过防火墙开放的端口穿越防火墙。
如MSN、QQ等IM（即时通信）工具均可通过80端口通信，BT、电驴、Skype等P2P软件的通信端口是随机变化的，使得传统防火墙的端口过滤功能对他们无能为力。
SoftEther等软件更可以将所有TCP/IP通讯封装成HTTPS数据包发送，使用传统的状态检测防火墙简直防不胜防。
SoftEther可以很轻易的穿越传统防火墙
●PC上感染的木马程序可以从防火墙的可信任网络发起攻击。
由于会话的发起方来自于内部，所有来自于不可信任网络的相关流量都会被防火墙放过。
当前流行的从可信任网络发起攻击应用程序包括后门、木马、键盘记录工具等，它们产生非授权访问或将私密信息发送给攻击者。
●较老式的防火墙对每一个数据包进行检查，但不具备检查包负载的能力。
病毒、蠕虫、木马和其它恶意应用程序能未经检查而通过。
●当攻击者将攻击负载拆分到多个分段的数据包里，并将它们打乱顺序发出时，较新的深度包检测防火墙往往也会被愚弄。
●使用笔记本电脑、PDA和便携邮件设备的移动用户会在他们离开办公室的时候被感染，并将威胁带回公司网络。
边界防火墙对于从企业信任的内部网络发起的感染和攻击爱莫能助。
图：
被通过知名端口（80端口）攻击的网站数
基于主机的防病毒软件
基于主机的防病毒软件是部署得最广泛的安全应用，甚至超过了边界防火墙。
基于主机的防病毒软件随着上世纪80年代中期基于文件的病毒开始流行而逐渐普及，如今已成为最受信任的安全措施之一。
但是基于主机的防病毒软件也有它的缺点，包括：
●需要安装、维护和保持病毒特征库更新，这就导致了大量的维护开销。
●很多用户并没有打开防病毒软件的自动更新功能，也没有经常的手动更新他们的病毒库，这就导致防病毒软件对最新的威胁或攻击无用。
●用户有时可能会有意或无意的关闭他们的单机安全应用程序。
●最新的复杂的木马程序能对流行的基于主机的防病毒软件进行扫描，并在它们加载以前就将它们关闭–这就导致即使有了最新的病毒特征码，事实上它们还是不能被检测出来。
企业单纯依靠给予主机的防病毒软件和给操作系统和应用程序打补丁的方法会使它们的内部系统面临很高的安全风险。
随着业务中使用了越来越多的面向全球且需要持续运行的关键应用，停机来更新操作系统补丁、病毒特征码和应用升级变得越来越困难。
而公司的Web、Email、电子商务、数据库、应用等服务器由于长时间不打补丁会很容易在新的攻击方式下暴露出它们的漏洞。
仅仅依靠基于主机的防病毒软件的另一个缺点是，事实上有害代码在被每一个主机的安全软件检测和阻挡之前就已经进入了公司的网络，这就大大威胁了企业关键业务系统和网络应用。
采用功能单一的产品的缺点
要想构建一个立体的安全防护体系，必须要考虑多层次的防护，包括：
1.防火墙
2.VPN网关
3.入侵防御系统（IPS）
4.网关防病毒
5.网页及URL过滤
6.应用程序过滤及带宽控制
采用功能单一的产品会带来成本增加，管理难度高的问题。
如果想部署一个立体的安全防护体系，必须要将很多设备串接在网络中，这样会造成网络性能下降，故障率高，管理复杂。
2解决方案
2.1网络设备部署图
2.2部署说明
在公司网络出口处部署深信服下一代防火墙NGAF，深信服下一代防火墙NGAF是面向应用层设计，能够精确识别用户、应用和内容，具备完整的L2-L7层的安全防护体系，强化了在Web层面的应用防护能力，不仅能够全面替代传统防火墙，并在开启安全功能的情况下还保持有强劲应用层处理能力的全新网络安全设备。
2.3解决方案详述
网络的发展与普及正在改变人们的工作和生活方式，互联网正逐步成为重要的生产资料，组织业务正逐渐向互联网迁移，互联网是一把“双刃剑”，缺乏管理的互联网络带来了诸多问题；根据对客户需求的分析，主要从以下三个方面对该方案做一个详细的阐述。
2.3.1流量管理
用户上网体验差，邮件发送、资料下载慢，严重影响用户的正常办公。
深信服的下一代防火墙NGAF可根据业务类型进行带宽限制或保障，保证核心业务畅通运行；能灵活分配带宽资源，实现动态调整，提高带宽利用率。
流量管理的功能主要有：
多级父子通道、动态流控、P2P智能流控。
多级父子通道
将总体带宽细分通道化，可根据用户或应用进行划分；根据用户或应用的重要性，通道可设置为带宽限制或带宽保证；最高支持8级通道，可匹配组织构架，实现带宽精细划分；
动态流控
可以设定一个阈值（%）来区分空闲和繁忙状态，当整体带宽利用率低于阈值时，通道的最大带宽限制将上浮，直到整体利用率超过了阈值，才回收上浮的部分，实现带宽利用率最大化。
P2P智能流控
传统流控基于缓存丢包方式，UDP协议自身没有速率调整机制，且P2P传输模式具有特殊性，外网线路依然被大量的P2P数据报文所占用，导致带宽浪费。
P2P智能流控上传速度和下载速度具有关联性，通过抑制上行流量来达到控制下载速度的效果。
2.3.2应用控制
员工上班时间网络聊天、炒股、网游，占用公司带宽，办公效率低下。
深信服下一代防火墙NGAF内置强大应用特征库，能封堵IM聊天、炒股、游戏、下载、在线视频等应用，规范化上网行为，提高员工工作效率；封堵代理、翻墙软件，规避不当上网行为带来的法律风险；封堵邮件，防止敏感信息泄露。
2.3.3网络安全
深信服下一代防火墙NGAF面向应用层设计，能够精确识别用户、应用和内容，具备完整的L2-L7层的安全防护体系，强化了在Web层面的应用防护能力，不仅能够全面替代传统防火墙，并具在开启安全功能的情况下还保持有强劲应用层处理能力的全新网络安全设备。
2.3.3.1可视的网络安全情况
NGAF独创的应用可视化技术，可以根据应用的行为和特征实现对应用的识别和控制，而不仅仅依赖于端口或协议，摆脱了过去只能通过IP地址来控制的尴尬，即使加密过的数据流也能应付自如。
目前，NGAF的应用可视化引擎不但可以识别1200多种的内外网应用及其2700多种应用动作，还可以与多种认证系统（AD、LDAP、Radius等）、应用系统（POP3、SMTP等）无缝对接，自动识别出网络当中IP地址对应的用户信息，并建立组织的用户分组结构；既满足了普通互联网边界行为管控的要求，同时还满足了在内网数据中心和广域网边界的部署要求，可以识别和控制丰富的内网应用，如LotusNotes、RTX、Citrix、OracleEBS、金蝶EAS、SAP、LDAP等,针对用户应用系统更新服务的诉求,NGAF还可以精细识别Microsoft、360、Symantec、Sogou、Kaspersky、McAfee、金山毒霸、江民杀毒等软件更新,保障在安全管控严格的环境下,系统软件更新服务畅通无阻。
因此，通过应用可视化引擎制定的L4-L7一体化应用控制策略,可以为用户提供更加精细和直观化控制界面，在一个界面下完成多套设备的运维工作，提升工作效率。
2.3.3.2强化的应用层攻击防护
2.3.3.2.1基于应用的深度入侵防御
NGAF的灰度威胁关联分析引擎具备4000+条漏洞特征库、3000+Web应用威胁特征库，可以全面识别各种应用层和内容级别的单一安全威胁；另外，深信服凭借在应用层领域10年以上的技术积累，组建了专业的安全攻防团队，可以为用户定期提供最新的威胁特征库更新，以确保防御的及时性。
2.3.3.2.2强化的WEB攻击防护
NGAF能够有效防护OWASP组织提出的10大web安全威胁的主要攻击，并于2013年1月获得了OWASP组织颁发的产品安全功能测试4星评级证书（最高评级为5星，深信服NGAF为国内同类产品评分最高）主要功能如：
防SQL注入攻击
SQL注入攻击产生的原因是由于在开发web应用时，没有对用户输入数据的合法性进行判断，使应用程序存在安全隐患。
用户可以提交一段数据库查询代码，根据程序返回的结果，获得某些他想得知的数据，这就是所谓的SQLInjection，即SQL注入。
NGAF可以通过高效的URL过滤技术，过滤SQL注入的关键信息，从而有效的避免网站服务器受到SQL注入攻击。
防XSS跨站脚本攻击
跨站攻击产生的原理是攻击者通过向Web页面里插入恶意html代码，从而达到特殊目的。
NGAF通过先进的数据包正则表达式匹配原理，可以准确地过滤数据包中含有的跨站攻击的恶意代码，从而保护用户的WEB服务器安全。
防CSRF攻击
CSRF即跨站请求伪造，从成因上与XSS漏洞完全相同，不同之处在于利用的层次上，CSRF是对XSS漏洞更高级的利用，利用的核心在于通过XSS漏洞在用户浏览器上执行功能相对复杂的JavaScript脚本代码劫持用户浏览器访问存在XSS漏洞网站的会话，攻击者可以与运行于用户浏览器中的脚本代码交互，使攻击者以受攻击浏览器用户的权限执行恶意操作。
NGAF通过先进的数据包正则表达式匹配原理，可以准确地过滤数据包中含有的CSRF的攻击代码，防止WEB系统遭受跨站请求伪造攻击。
主动防御技术
主动防御可以针对受保护主机接受的URL请求中带的参数变量类型，以及变量长度按照设定的阈值进行自动学习，学习完成后可以抵御各种变形攻击。
另外还可以通过自定义参数规则来更精确的匹配合法URL参数，提高攻击识别能力。
应用信息隐藏
NGAF对主要的服务器（WEB服务器、FTP服务器、邮件服务器等）反馈信息进行了有效的隐藏。
防止黑客利用服务器返回信息进行有针对性的攻击。
如：
HTTP出错页面隐藏：
用于屏蔽Web服务器出错的页面，防止web服务器版本信息泄露、数据库版本信息泄露、网站绝对路径暴露，应使用自定义页面返回。
HTTP（S）响应报文头隐藏：
用于屏蔽HTTP（S）响应报文头中特定的字段信息。
FTP信息隐藏：
用于隐藏通过正常FTP命令反馈出的FTP服务器信息，防止黑客利用FTP软件版本信息采取有针对性的漏洞攻击。
URL防护
Web应用系统中通常会包含有系统管理员管理界面以便于管理员远程维护web应用系统，但是这种便利很可能会被黑客利用从而入侵应用系统。
通过NGAF提供的受限URL防护功能，帮助用户选择特定URL的开放对象，防止由于过多的信息暴露于公网产生的威胁。
弱口令防护
弱口令被视为众多认证类web应用程序的普遍风险问题，NGAF通过对弱口令的检查，制定弱口令检查规则控制弱口令广泛存在于web应用程序中。
同时通过时间锁定的设置防止黑客对web系统口令的暴力破解。
HTTP异常检测
通过对HTTP协议内容的单次解析，分析其内容字段中的异常，用户可以根据自身的Web业务系统来量身定造允许的HTTP头部请求方法，有效过滤其他非法请求信息。
文件上传过滤
由于web应用系统在开发时并没有完善的安全控制，对上传至web服务器的信息进行检查，从而导致web服务器被植入病毒、木马成为黑客利用的工具。
NGAF通过严格控制上传文件类型，检查文件头的特征码防止有安全隐患的文件上传至服务器。
同时还能够结合病毒防护、插件过滤等功能检查上传文件的安全性，以达到保护web服务器安全的目的。
用户登录权限防护
针对某些特定的敏感页面或者应用系统，如管理员登陆页面等，为了防止黑客访问并不断的进行登录密码尝试，NGAF可以提供访问URL登录进行短信认证的方式，提高访问的安全性。
缓冲区溢出检测
缓冲区溢出攻击是利用缓冲区溢出漏洞所进行的攻击行动。
可以利用它执行非授权指令，甚至可以取得系统特权，进而进行各种非法操作。
NGAF通过对URL长度，POST实体长度和HTTP头部内容长度检测来防御此类型的攻击。
2.3.3.2.3全面的终端安全保护
传统网络安全设备对于终端的安全保护仅限于病毒防护。
事实上终端的安全不仅仅是病毒，很多用户在部署过防病毒软件之后，终端的安全事件依然频发，如何完整的保护终端成为众多用户关注的焦点。
尤其是最近几年，互联网不断披露的一些安全事件都涉及到了一种新型，复杂，存在长期影响的攻击行为——APT。
APT全称AdvancedPersistentThreat（高级持续性威胁），是以窃取核心资料为目的，针对客户所发动的网络攻击和侵袭行为，是一种蓄谋已久的“恶意商业间谍威胁”。
这种行为往往经过长期的经营与策划，并具备高度的隐蔽性。
APT的攻击手法，在于隐匿自己，针对特定对象，长期、有计划性和组织性地窃取数据，这种发生在数字空间的偷窃资料、搜集情报的行为，就是一种“网络间谍”的行为。
传统防毒墙和杀毒软件查杀病毒木马的效果有限，在APT场景下，因为无法解读数据的应用层内容以及木马的伪装技术逃逸杀毒软件的检测，传统防毒墙和杀毒软件更是形同虚设，因此需要一种全面的检测防护机制，用于发现和定位内部网络受病毒木马感染的机器。
APT检测
NGAF的APT检测功能主要解决的问题：
针对内网PC感染了病毒、木马的机器，其病毒、木马试图与外部网络通信时，AF识别出该流量，并根据用户策略进行阻断和记录日志。
帮助客户能够定位出那台PC中毒，并能阻断其网络流量，避免一些非法恶意数据进入客户端，起到更好的防护效果。
NGAF的APT检测功能主要由两部分检测内容来实现：
1.远控木马检测
在应用特征识别库当中存在一类木马控制的应用分类。
这部分木马具有较明显的网络恶意行为特征，且行为过程不经由HTTP协议交互，故通过专门制作分析的应用特征来进行识别。
如灰鸽子，炽天使，冰河木马，网络守望者等等。
此种类型的木马也随深信服应用识别规则库的更新而更新。
2.僵尸网络检测
僵尸网络检测主要是通过匹配内置的僵尸网络识别库来实现。
该特征库包含木马，广告软件，恶意软件，间谍软件，后门，蠕虫，漏洞，黑客工具，病毒9大分类。
特征库的数量目前已达数十万，并且依然以每两周升级一次的速度进行更新。
除了APT攻击检测功能，深信服在终端安全防护方面还提供了基于漏洞和病毒特征的增强防护，确保终端的全面安全
终端漏洞防护
内网终端仍然存在漏洞被利用的问题，多数传统安全设备仅仅提供基于服务器的漏洞防护，对于终端漏洞的利用视而不见。
NGAF同时提供基于终端的漏洞保护能防护如：
后门程序预防、协议脆弱性保护、exploit保护、网络共享服务保护、shellcode预防、间谍程序预防等基于终端的漏洞防护，有效防止了终端漏洞被利用而成为黑客攻击的跳板。
终端病毒防护
NGAF提供基于终端的病毒防护功能，从源头对HTTP、FTP、SMTP、POP3等协议流量中进行病毒查杀，亦可查杀压缩包（zip，rar，7z等）中的病毒，内置百万级别病毒样本，确保查杀效果。
2.3.3.2.4专业攻防研究团队确保持续更新
NGAF的统一威胁识别具备4000+条漏洞特征库、数十万条病毒、木马等恶意内容特征库、3000+Web应用威胁特征库，可以全面识别各种应用层和内容级别的各种安全威胁。
其漏洞特征库已通过国际最著名的安全漏洞库CVE严格的兼容性标准评审，获得CVE兼容性认证（CVECompatible）。
深信服凭借在应用层领域7年以上的技术积累组建了专业的安全攻防团队，作为微软的MAPP（MicrosoftActiveProtectionsProgram）项目合作伙伴，可以在微软发布安全更新前获得漏洞信息，为客户提供更及时有效的保护，以确保防御的及时性。
2.3.3.3独特的双向内容检测技术
只提供基于应用层安全防护功能的方案，并不是一个完整的安全方案，对于服务器的保护传统解决方案通常是通过防火墙、IPS、AV、WAF等设备的叠加来达到多个方面的安全防护效果。
这种方式功能模块的分散，虽然能防护主流的攻击手段，但并不是真正意义上的统一防护。
这既增加了成本，也增加了组网复杂度、提升了运维难度。
从技术角度来说，一个黑客完整的攻击入侵过程包括了网络层和应用层、内容级别等多个层次方式方法，如果将这些威胁割裂开处理进行防护，各种防护设备之间缺乏智能的联动，很容易出现“三不管”的灰色地带，出现防护真空。
比如当年盛极一时的蠕虫“SQLSlammer”，在发送应用层攻击报文之前会发送大量的“正常报文”进行探测，即使IPS有效阻断了攻击报文，但是这些大量的“正常报文”造成了网络拥塞，反而意外的形成了DOS攻击，防火墙无法有效防护。
因此，“具备完整的L2-L7完整的安全防护功能”就是Gartner定义的“额外的防火墙智能”实现前提，才能做到真正的内核级联动，为用户的业务系统提供一个真正的“铜墙铁壁”。
2.3.3.3.1网关型网页防篡改
网页防篡改是NGAF服务器防护中的一个子模块，其设计目的在于提供的一种事后补偿防护手段，即使黑客绕过安全防御体系修改了网站内容，其修改的内容也不会发布到最终用户处，从而避免因网站内容被篡改给组织单位造成的形象破坏、经济损失等问题。
NGAF通过网关型的网页防篡改（对服务器“0”影响），第一时间拦截网页篡改的信息并通知管理员确认。
同时对外提供篡改重定向功能，提供正常界面、友好界面、web备份服务器的重定向，保证用户仍可正常访问网站。
NGAF网站篡改防护功能使用网关实现动静态网页防篡改功能。
这种实现方式相对于主机部署类防篡改软件而言，客户无需在服务器上安装第三方软件，易于使用和维护，在防篡改部分基于网络字节流的检测与恢复，对服务器性能没有影响。
2.3.3.3.2可定义的敏感信息防泄漏
NGAF提供可定义的敏感信息防泄漏功能，根据储存的数据内容可根据其特征清晰定义，通过短信、邮件报警及连接请求阻断的方式防止大量的敏感信息被窃取。
深信服敏感信息防泄漏解决方案可以自定义多种敏感信息内容进行有效识别、报警并阻断，防止大量敏感信息被非法泄露。
（如：
用户信息/邮箱账户信息/MD5加密密码/银行卡号/身份证号码/社保账号/信用卡号/手机号码……）
2.3.3.3.3应用协议内容隐藏
NGAF可针对主要的服务器（WEB服务器、FTP服务器、邮件服务器等）反馈信息进行了有效的隐藏。
防止黑客利用服务器返回信息进行有针对性的攻击。
如：
HTTP出错页面隐藏、响应报头隐藏、FTP信息隐藏等。
2.3.3.4智能的网络安全防御体系
2.3.3.4.1风险评估与策略联动
NGAF基于时间周期的安全防护设计提供事前风险评估及策略联动的功能。
通过端口、服务、应用扫描帮助用户及时发现端口、服务及漏洞风险，并通过模块间的智能策略联动及时更新对应的安全风险的安全防护策略。
帮助用户快速诊断电子商务平台中各个节点的安全漏洞问题，并做出有针对性的防护策略。
2.3.3.4.2智能的防护模块联动
智能的主动防御技术可实现NGAF内部各个模块之间形成智能的策略联动，如一个IP/用户持续向内网服务器发起各类攻击则可通过防火墙策略暂时阻断IP/用户。
智能防护体系的建立可有效的防止工具型、自动化的黑客攻击，提高攻击成本，可抑制APT攻击的发生。
同时也使得管理员维护变得更为简单，可实现无网管的自动化安全管理。
2.3.3.4.3智能建模及主动防御
NGAF提供智能的自主学习以及自动建模技术，通过匹配防护URL中的参数，学习参数的类型和一般长度，当学习次数累积达到预设定的阈值时，则会加入到白名单列表，后续过来的请求只要符合改白名单规则则放行，不符合则阻断。
可实现网络的智能管理，简化运维。
2.3.3.5更高效的应用层处理能力
为了实现强劲的应用层处理能力，NGAF抛弃了传统防火墙NP、ASIC等适合执行网络层重复计算工作的硬件设计，采用了更加适合应用层灵活计算能力的多核并行处理技术；在系统架构上，NGAF也放弃了UTM多引擎，多次解析的架构，而采用了更为先进的一体化单次解析引擎，将漏洞、病毒、Web攻击、恶意代码/脚本、URL库等众多应用层威胁统一进行检测匹配，从而提升了工作效率，实现了万兆级的应用安全防护能力。
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