Межсетевой экран: что это такое и как работает

Межсетевой экран, также брандмауэр (от нем. Brandmauer) или фаервол (от англ. firewall) — это программно-аппаратное решение для защиты сетей или независимых устройств от различных кибератак и прочих угроз извне. Фаерволы — неотъемлемая часть всех современных систем информационной безопасности (ИБ).

Что такое межсетевой экран

Принцип работы межсетевого экрана (также используется аббревиатура МЭ) основан на применении различных фильтров и ряда других инструментов. Это дает межсетевому экрану возможность:

• Фильтровать пакеты данных. Межсетевые экраны анализируют проходящие через них данные на сетевых уровнях 5-7 по модели OSI и принимают решения, нужно ли блокировать пакеты, следуя определенным настройкам, задаваемым администраторами.
• Контролировать доступ. Межсетевой экран может ограничивать доступ к ресурсам и службам по гибко задаваемым правилам (для групп пользователей), а также ограничивать использование определенных сетевых протоколов.
• Выполнять функцию NAT. Многие межсетевые экраны поддерживают функцию NAT, которая позволяет скрывать внутренние IP-адреса компьютеров в локальной сети за одним общедоступным IP-адресом.
• Поддерживать технологию VPN. Также современные межсетевые экраны обеспечивают полноценную поддержку технологии VPN, что позволяет использовать их для безопасной работы с этими сетями.

А еще межсетевые экраны позволяют обнаруживать и блокировать кибератаки, а также вести журналирование и осуществлять аудит. Добавим, что МЭ нередко реализуются как отдельное ПО на конкретном устройстве или как специализированные аппаратные устройства. Они широко используются как в разветвленных коммерческих или муниципальных сетях, так и для защиты домашних ПК и малых офисов.

Разновидности межсетевых экранов

Межсетевые экраны могут быть разделены на два основных типа: аппаратные и программные. Оба типа имеют ряд особенностей, а выбор одного из них зависит от потребностей компании и требований к ИБ в конкретной организации.

Аппаратный межсетевой экран

Это физическое устройство, разработанное специально для повышения безопасности сети. Аппаратные МЭ имеют специализированное обеспечение и предлагают широкий спектр функций: от фильтрации трафика до поддержки технологий VPN и NAT. Аппаратные межсетевые экраны часто используются в глобальных сетевых решениях и предлагают повышенную производительность и надежность. Но как раз из-за своей мощности такие решения достаточно затратные в финансовом плане, и позволить их внедрение может не каждая компания. Конкретные примеры аппаратных файрволов: продукты Cisco, а также FortiGate и UserGate.

Программный межсетевой экран

Программный межсетевой экран — это ПО, установленное на отдельном компьютере или сервере и выполняющее соответствующие функции. Он нередко является частью ОС (Windows, Linux и других) или же может устанавливаться как отдельное приложение. Программные межсетевые экраны обычно предлагают гибкие настройки и расширенные возможности конфигурации, но их производительность может зависеть от характеристик системы, на которой они работают. Самые распространенные примеры программных решений данного типа: встроенный брандмауэр Windows, а также iptables в Linux — удовлетворяют большинство требований обычных пользователей.

Контроль состояния сеансов

Межсетевой экран с контролем состояния сеансов предоставляет администраторам набор инструментов для анализа пользовательской активности на более глубоком уровне, чем просто фильтрация пакетов. Такие файрволы тщательно анализируют сессии, в том числе проверяют, какие ресурсы были запрошены, какие приложения использовались, и других детали сеанса. Реагирование выполняется автоматически на основе правил, заранее настроенных администраторами (или с помощью ИИ-решений).

Так, с помощью заданных правил МЭ может блокировать трафик, если обнаруживается подозрительное поведение. Например, если пользователь внезапно начинает передавать большие объемы данных на необычные адреса или пытается получить доступ к запрещенным ресурсам, брандмауэр может автоматически заблокировать такую активность. При этом он также учитывает контекст, например, данные прошлых сессий, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний.

Такие межсетевые экраны обладают высокой гибкостью и адаптивностью в сравнении с классическими фаерволами, так как они способны принимать решения на базе более глубокого поведенческого анализа и контекста сессий. Это делает их более выгодными решениями в плане предотвращения различных видов киберугроз.

Прокси как межсетевой экран

Прокси-серверы обладают широкими возможностями в плане управления трафиком, что обеспечивает более точную настройку контроля доступа. Прежде всего прокси контролируют и фильтруют трафик на различных уровнях TCP/IP. Они анализируют содержимое запросов и ответов, что позволяет осуществлять более глубокую фильтрацию и контролировать доступ к ресурсам.

Прокси-серверы могут фильтровать трафик для отдельных протоколов или даже для целых групп. Также с их помощью осуществляют контроль загружаемого контента, предотвращают утечки данных и обеспечивают соблюдение политик безопасности. Прокси могут работать на уровне следующих протоколов:

• DNS (Domain Name System), используемый для преобразования доменных имен в IP-адреса. Прокси может контролировать доступ к DNS-серверам, блокировать доступ к нежелательным доменам или фильтровать ответы DNS-запросов для защиты от киберугроз, например, фишинга.
• FTP (File Transfer Protocol), используемый для передачи файлов. Здесь прокси контролирует доступ к FTP-серверам, фильтрует типы загружаемых файлов и мониторит трафик для выявления и блокировки потенциальных утечек.
• Telnet — протокол удаленного управления сетевыми устройствами. Прокси или межсетевой экран осуществляет контроль доступа к Telnet-серверам.
• SSH — протокол удаленного доступа, который предлагает защищенное соединение и шифрование. В этом случае прокси контролирует доступ к SSH-серверам, обеспечивая безопасную аутентификацию.
• SSL — еще один распространенный протокол шифрования. Прокси используется здесь для доступа к защищенным SSL-сайтам, проверки действительности SSL-сертификатов и для шифрованного соединения в целях предотвращения утечки ценных данных.

Как и прочие типы МЭ, прокси могут взаимодействовать и с рядом других протоколов, в том числе и с HTTPS. Они позволяют применять правила фильтрации, мониторить активность сети, осуществлять аутентификацию и поддерживать шифрование.

Добавим что для повышения производительности прокси нередко кэшируют часто запрашиваемые ресурсы, уменьшая нагрузку на внешние серверы и ускоряя доступ. Для ускорения доступа к внешним ресурсам прокси настраиваются так, чтобы обходить установленные владельцами этих ресурсов ограничения, что позволяет улучшить скорость загрузки страниц и оптимизировать трафик.

Next-generation firewall и 10 полезных функций

Межсетевые экраны следующего поколения (Next-generation firewalls, или сокращенно NGFW) — это эволюция классических межсетевых экранов с существенно расширенной функциональностью. NGFW предлагают более широкий спектр функций:

1. DPI. NGFW проводит глубокий анализ трафика, позволяя выявлять и блокировать разнообразные скрытые угрозы.
2. IDS/IPS. Обеспечивает предотвращение вторжений и ряда других киберугроз в режиме онлайн.
3. Антивирусы и антишпионское ПО. Встроенные механизмы сканирования трафика на предмет наличия вредоносного кода.
4. Веб-фильтр. Контроль доступа к сетевым ресурсам на основе URL-адресов, что помогает управлять использованием интернета сотрудниками.
5. Инспектирование SSL. NGFW способен анализировать зашифрованный трафик при передаче через SSL-протокол.
6. Антиспам-защита. Сюда входит фильтрация нежелательных писем и защита от спама.
7. Контроль приложений. Управление доступом, контроль использования программных функций.
8. Контроль веб-приложений. Встроенная сетевая защита позволяет NGFW обнаруживать различные кибератаки (например, DDoS-атаки), оперативно закрывая уязвимости.
9. Аутентификация. В NGFW интегрированы механизмы аутентификации пользователей, что позволяет управлять доступом к сетевым ресурсам на основе их идентификации.
10. Песочница (Sandboxing). Некоторые NGFW предлагают функцию «песочницы» (sandbox), позволяя запускать потенциально опасные файлы в изолированной среде для обнаружения и предотвращения новых угроз.

Таким образом, главные преимущества NGFW — это их возможность обеспечения контроля доступа не на общем сетевом уровне, а на уровне конкретных приложений, а также наличие ряда других полезных функций, включая песочницу, антивирусные и антиспам-решения.

Заключение

Межсетевые экраны обеспечивают возможность контролировать доступ к различным протоколам, что позволяет организациям и отдельным пользователям эффективно защищать свои сети и устройства от взлома, утечек конфиденциальной информации и прочих киберугроз. Если же говорить о современных решениях NGFW, то они предлагают расширенные функции, позволяя совмещать сразу несколько типов ПО. А еще межсетевые экраны способствуют повышению производительности сети путем оптимизации сетевого трафика, причем без ущерба для безопасности.