فایروال‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری

از نظر ماهیت وجودی دو نوع فایروال سخت‌افزاری و نرم‌افزاری وجود دارد. نوع سخت‌افزاری یک محصول جداگانه است و سیستم ‌عامل مختص به خود را دارد. برای پیکربندی این فایروال‌ها کار چندان دشواری نیاز نیست و تخصص چندانی لازم ندارند. این دستگاه اغلب بین روترها و ارتباطات اینترنتی قرار می‌گیرند و بیشتر استفاده آن‌ها در شرکت‌ها و سازمان‌های بزرگ است.
فایروال نرم‌افزاری انتخاب اکثر کاربران خانگی است. این نوع دیوارآتش مشابه سایر نرم‌افزارها بر روی کامپیوتر نصب می‌شوند و توانایی ایجاد تغییرات و شخصی‌سازی را به کاربر می‌دهند. برای جلوگیری از ورود تروجان‌ها، کرم‌های موجود در ایمیل، بلوکه کردن اپلیکیشن‌های ناامن و مواردی مشابه، نصب یک فایروال نرم‌افزاری به همه کاربرانی که در محیط شبکه‌ای فعالیت دارند توصیه می‌شود. البته ایراداتی هم به این نوع فایروال وارد است: استفاده از حجم زیادی از منابع، ناسازگاری با بعضی برنامه‌های دیگر و عدم کارکرد صحیح در برخی موارد. 

انواع فایروال

دسته‌بندی مختلفی برای فایروال‌ها وجود دارد که در یک نمونه پایه‌ای از آن‌ها (بر حسب فناوری) این چهار نوع وجود دارند: فیلترینگ بسته (Packet Filtering)، بررسی حالتمند (Stateful Inspection)، دروازه سطح اپلیکیشن (Application-Level Gateway) و دروازه سطح مدار (Circuit-Level Gateway).
یک فایروال packet filtering مجموعه‌ای از قواعد را روی بسته‌های IP اعمال می‌کند و بدین ترتیب باعث انتقال یا حذف این بسته‌ها در مسیر ارسال یا دریافت می‌شود. قواعد بر پایه‌ اطلاعات موجود در بسته‌های IP مانند نشانی IP مبدأ و مقصد و شماره پورت هستند. در ضمن یک قاعده پیش‌فرض نیز وجود دارد که در صورت عدم تطابق با همه قواعد این مورد اعمال می‌شود (و معمولاً ترافیک را بلوکه می‌کند). قبلاً فایروال‌های stateless وجود داشت که تنها تا لایه سوم و سرآیند بسته را مورد بررسی قرار می‌دادند و بنابراین بسته‌های یک ارتباط را تشخیص نمی‌دادند. اما با تغییرات این دسته فایروال‌های Stateful Packet Filtering یا Stateful Packet Inspection (SPI) به وجود آمد. این نوع از دیوارآتش اطلاعات مربوط به ارتباطات را در جدولی نگهداری می‌کند و بدین ترتیب مشخص می‌شود کدام بسته جزء کدام ترافیک است. این دو نسل از شبکه‌ها که جزء Network-Level محسوب می‌شوند، در شکل ۲ نشان داده شده‌اند. 

شکل ۲ – فایروال‌های فیلترینگ بسته و بازرسی حالتمند

فایروال Application-Level Gateway یا Application Proxy که به‌عنوان نسل سوم شناخته می‌شود، قادر هستند تا لایه ۷ را کنترل کنند. پروکسی‌ها بین مشتری و سرور قرار می‌گیرد و توانایی شناخت و کنترل پروتکل‌‌ها را دارند. این نوع فایروال قادر است ترافیک HTTP که برای دستیابی به صفحات وب و ترافیک HTTP که برای به اشتراک‌گذاری فایل استفاده می‌شود را از یکدیگر تشخیص دهد. (شکل ۳)

شکل ۳ – فایروال‌های سطح مدار و سطح اپلیکیشن

نوع چهارم دروازه (پروکسی) سطح مدار است که می‌تواند یک سیستم جداگانه یا به‌عنوان یک عملکرد روی یک اپلیکیشن خاص نصب شود. این فایروال اجازه یک اتصال TCP انتها به انتها را نمی‌دهد، در عوض دو اتصال TCP برقرار می‌کنند که یکی بین پروکسی و میزبان داخلی و دیگری بین پروکسی و میزبان خارجی است. یکی از موارد استفاده این فایروال زمانی است که مدیر سازمان به کاربران داخلی اعتماد دارد، در این حالت دروازه سطح اپلیکیشن برای ارتباطات داخلی و دروازه سطح مدار برای ارتباطات خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزیت آن هم بررسی نشدن ترافیک اضافی خارج از شبکه است. (شکل ۳)

نسل بعدی فایروال‌ها (NGFW(Next Generation Firewalls 

این‌که اصلاً چرا به فایروال‌های پیشرفته‌تر نیاز داریم به این دلیل است که حملات و مخرب‌ها نیز همواره بیشتر و پیچیده‌تر می‌شوند. ارتباطات سازمان‌ها تنها به یک ایمیل محدود نمی‌شود، بلکه تبادل اطلاعات به‌صورت بی‌درنگ، VoIP، اپلیکیشن‌های نظیر به نظیر، استریم ویدئو و بسیاری دیگر را نیز شامل می‌شود.
NGFW جزئی از فناوری نسل سوم فایروال‌ها است که فایروال‌های سنتی را با دیگر فناوری‌های فیلترینگ شبکه ترکیب می‌کند مانند یک فایروال اپلیکیشن یا سیستم مقابله با نفوذ (IDS). فناوری دیگری نیز می‌تواند به کار گرفته شود از جمله: بازرسی ترافیک رمزگذاری شده TLS/SSL، فیلترینگ وب‌سایت، مدیریت پهنای باند و مدیریت سرویس، بازرسی آنتی‌ویروس و امثال آن. هدف NGFW در واقع پوشش بیشتر لایه‌های مدل OSI و بهبود فیلترینگ ترافیک شبکه است که به محتوای بسته‌ها مربوط می‌شود. این نوع فایروال‌ها بازرسی عمیق‌تری نسبت به نسل اول و دوم فایروال‌ها دارند، محتوای بسته‌ها را بررسی می‌کنند و امضا را برای حمله‌ها و malware مطابقت می‌دهند. اینکه چرا امنیت به‌سمت محتوا ـ محور بودن در حرکت است به این دلیل است سیستم‌های امنیتی بر پایه اطلاعات موقعیتی مانند زمان، مکان، دستگاه و عملکرد تجاری ساخته شده‌اند. این سیستم‌های امنیتی مناسب محیط‌های موبایلی و ابری هستند و در صورت قرارگیری در شرایط ناخواسته می‌توانند عملکرد مناسب را اعمال کنند.

فایروال بر پایه یادگیری ماشینی

همواره از ایده‌های مطرح شده در این خصوص بوده است که همیشه نباید به یک فایروال دستور داد. اختیار عمل فایروال و ایجاد تغییرات در rule باعث مقابله با تهدیدهای جدید و ناشناخته می‌شود. همچنین اشتباهاتی که در اعمال محدودیت‌ها رخ می‌دهد، می‌تواند اصلاح شود. این دسته از فایروال‌ها بر اساس مدل‌های یادگیری ماشینی به‌دنبال جست‌وجوی ارتباط میان داده‌ها هستند. با استفاده از تحلیل ترافیک، موقعیت و بسیاری از عوامل دیگر ارائه عملکرد مناسب‌تری از یک فایروال را خواهیم دید. این نوع فایروال‌ها گزینه مناسبی برای مقابله با هکرهایی هستند که آن‌ها نیز از یادگیری ماشینی برای سبک کردن کار خود استفاده می‌کنند.

سخن آخر

بدون شک مقابله با تمام تهدیدها در محیط شبکه‌ای به‌خصوص اینترنت امکان‌پذیر نیست و بسیاری از راهکارهای ارائه شده بعد از ایجاد حمله به وجود می‌آیند. با این حال نصب یک فایروال در کنار دیگر مجموعه‌های امنیتی امری ضروری برای سازمان‌ها و کاربران عادی است و مسئله‌ای نیست که نادیده گرفته شود.

منبع: ماهنامه شبکه