基于UCAP的包过滤个人防火墙简单实现

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毕业论文范文:个人防火墙的实现

毕业论文范文:个人防火墙的实现

毕业论文范文:个人防火墙的实现摘要:论文通过介绍如何运用包过滤技术实现个人防火墙,深入的剖析了个人防火墙中所用到的各种技术,并重点介绍了通过微软的ndis 中间驱动程序实现网络封装包,以及驱动程序与应用程序之间的通讯方法.关键词:包过滤技术 ndis 中间层驱动程序随着网络的迅速发展,各种各样的网络软件也随之出现,人们的生活和学习对网络的依赖也越来越多,但问题也接踵而来,网站被攻击,病毒泛滥,个人信息被窃取,使人们面临这样一个问题:网络是否安全?而防火墙正是网络的保护伞,形形色色的防火墙很多,本文通过介绍包过滤技术实现个人防火墙,使大家对防火墙的知识有进一步的了解。

一、防火墙和包过滤技术简介防火墙是一种用于在两个网络间进行访问控制的设备,防火墙系统防范的对象是来自被保护的网络的外部的对网络安全的威胁,它通过检测、限制、更改跨越防火墙的数据流,尽可能的实现对外部网络的安全保护。

而包过滤技术是防火墙最基本的实现技术,具有包过滤技术的装置是用来控制内、外网络数据流入和流出,包过滤技术的数据包大部分是基于tcp/ip协议平台的,对数据流的每个包进行检查,根据数据报的源地址、目的地址、tcp和ip的端口号,以及tcp的其他状态来确定是否允许数据包通过。

二、截获网络封装包截获数据包是实现一个防火墙的第一步,截获数据包的方法有很多种,既可以在用户态下拦截网络数据包,又可以在核心状态下进行数据包截获。

在用户态下进行网络数据包拦截有以下几种方法:(1)winsock layered service provider (lsp)。

(2)windows 2017 包过滤接口。

(3)替换系统自带的winsock动态连接库。

很显然,在用户态下可以很简单的进行数据包拦截,但其最致命的缺点就是只能在winsock层次上进行,而对于网络协议栈中底层协议的数据包无法进行处理。

对于一些木马和病毒来说很容易避开这个层次的防火墙。

因此大多数的个人防火墙选择利用网络驱动程序来实现的。

一种透明包过滤防火墙系统的设计实现

一种透明包过滤防火墙系统的设计实现

第25卷 第3期临沂师范学院学报2003年6月Vol.25No.3Journal of Linyi Teachers’College J un.2003一种透明包过滤防火墙系统的设计实现白华暖1, 张晓亮2(1.郑州大学护理学院,河南郑州450052;2.中兴通讯北京研究所,北京100085)摘 要:实现了一个工作数据链路层上的透明包过滤防火墙系统.该系统将比传统的运行在网络层上的防火墙有更快的交换速率,同时也具有更加安全可靠的自我保护功能.关键词:防火墙;包过滤;网桥;过滤规则中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-6051(2003)03-0125-03随着计算机使用的日益普及,近年来Internet也迅速发展壮大.但是,网际网络从诞生之日起就带有其先天不足,其中最主要的是网络安全问题.网际网络的安全解决方案大部分都使用防火墙技术.所谓Firewall,就是一个或一组系统,它用来在两个或多个网络间加强访问控制.从某种意义上来说,Firewall实际上代表了你的网络访问原则.Firewall必须在使内部网络运行的同时,防止从未被授权的外部节点访问被保护的网络.而防火墙目前还有很多缺陷,特别是不能自我保护.1 包过滤技术在网桥上的应用我们考虑实现一个包过滤防火墙系统,使它不但具备现有防火墙的安全保护功能,同时也要具备更加安全可靠的自我保护功能.1.1 传统包过滤防火墙缺点传统的防火墙不能够抵御网络上的源路由攻击.造成此缺陷的原因是因为防火墙工作在网络层,对接收到的IP包都要进行分析重组,所以当它受到带有源路由的IP包时也会进行操作,这样就有了受到攻击的缺陷[1].单纯在防火墙系统中采用访问控制限制等技术是不够的,防火墙也相当于是一台连在网络上的主机,想入侵网络的黑客可以扫描我们系统的端口、分析系统的漏洞、进一步就可以尝试登录或攻击我们的系统了[3].入侵者之所以能够发现并找到我们的防火墙系统,其他和它连接的设备之所以需要修改配置以适应它,都是应为防火墙系统的网络端口具有IP地址而造成,所以最好的办法就是使入侵者或是黑客不能够发现我们的防火墙,使和我们的防火墙相连的设备感觉不到我们的防火墙系统的存在,也就是说,我们可以使我们的防火墙不具有IP地址,做到真正的透明[2].1.2 在网桥上实现包过滤系统模型我们设计的这种透明防火墙系统工作在无IP状态之下,用户和黑客将无法感觉到它的存在,所以就完全不必要担心来自网络上的攻击.本系统的使用和配置完全对本网用户透明.我们设计的防火墙系统将工作在网络模型的第2层上,数据链路层.因此它比传统的运行在网络层上的防火墙有更快的交换速率,使我们的网络有更高的性能.我们对此防火墙系统的设计原则为:(1)对用户完全透明,用户不需要对防火墙有任何理解;(2)过滤规则表设置容易,便于系统管理员理解和配置;(3)防火墙的自身必须是安全的,不能够因为防火墙自身的漏洞引起安全问题;(4)过滤基本规则是凡未经明确禁止的地址可以通过(当然也可以设定基本规则为凡未经明确的一律禁止).我们的网络环境主要是采用Ethernet,系统的实现是在Ethernet的数据链路层上.我们很容易根据以太网帧的协议字段判断此帧传送的数据是否为IP包,如果是,我们也能够根据IP包的结构分析出此IP包传送数据的一些内容,如IP 地址、端口等[5].从用户使用本系统的角度看,我们可以参看图1透明防火墙工作模型.在图中,我们的透明防火墙系统连接内部网络1和内部网络2,使内部网络1和2在逻辑上仍然可以是同一子网.在内部网络1中,全部是我们需要保护的用户或内收稿日期:2003203215作者简介:白华暖(1977—),女,河南许昌人,郑州大学助教.621临沂师范学院学报第25卷部信息系统,在内部网络2中,是我们向Internet提供的各种网络服务(如WWW、FTP、SM TP).Internet上的访问者可以很自由地访问我们在内部网络2中提供的各种信息服务,但对我们内部网络1的访问就需要受到透明防火墙系统的检查,一旦发现有不信任主机访问我们的内部网络1,我们的透明防火墙系统就会将访问拒绝.2 透明包过滤系统的实现通过分析系统模型和技术特点,我们确定了透明包过滤防火墙系统的工作机制和模型.下面介绍系统的硬件和软件平台,以及功能模块、工作方式等各方面进行设计和实现.2.1 系统平台选择我们使用的微机配置为CPU PⅢ750,64M RAM,20G硬盘,我们为系统配置了N E200和3C509两块网卡.操作系统可以有多种选择,但操作系统必须要支持网络接口并且最少需要能支持2块网卡,同时,系统的稳定性和高效性也很重要.我们选用linux来做开发的平台,linux是一种免费的操作系统,它的内核是完全公开的,我们可以任意在其内核中加入适用于我们的模块,开发出我们的专用系统.虽然Linux系统的版本有许多,但究其内核而言,它们都是一样的.在本系统的实现中,我们选用性能高、运行稳定、支持多种硬件的Slackware版本,内核为2.4.2.2 系统模块划分透明包过滤系统防火墙的主要功能是对接收到的以太网帧进行分析,根据过滤规则来处理封装在以太网帧内的IP 数据包.根据系统功能大致将系统划分为以下模块:以太网帧接收模块、以太网帧处理模块、包过滤模块、帧发送模块、MAC地址缓存模块.各模块的功能如下:(1)帧接收模块 完成以太网网桥接收以太网帧的功能.将数据封装在标准的数据结构sk buff中,并对网络接口结构中的各项参数赋初始值(2)帧处理模块 从以太网帧中提取协议信息,并加以判断是否为IP数据包,如果是,将提交给包过滤检测系统进行处理.(3)包过滤检测模块 完成系统对IP包过滤功能,主要是将IP包中各种信息和过滤规则表进行匹配.(4)包发送模块 将要发送的以太网帧送叫网络接口发送到网络上(5)MAC地址缓存模块 主要是对交换的MAC地址保存,是一种以太网桥生成树算法的实现.各模块间的工作示意如图2所示.在本系统的5个功能模块中,有些功能模块在linux系统中已经实现[4],我们需要分析清楚它们的功能接口并把它们加入到我们系统中.其中帧处理模块、包过滤检测模块是我们系统实现的关键,需要我们开发并实现它们的所有功能.2.3 系统性能分析我们透明包过滤防火墙系统的在实现以后,经过大量的测试,表现出良好的性能,我们将根据测试的一些结果分析本系统的性能.2.3.1 过滤性能分析 本系统对包的过滤效果达到了预期的目的,没有漏包现象,只要是在系统过滤规则表中做了定义,就能够很好的控制定义好的访问.我们做了大量的实验来验证我们的包过滤效果,都取得了成功.充分利用过滤规则可以使系统具备多种过滤能力.我们做实验采用两种方法控制外部网络对内部网络中的一台主机的访问:一种是使外部网络的ICMP 报文可以访问内部主机,而TCP 不可以通过,这样产生的效果就是外部网络可以ping 通我们内部的机器,但所有的TCP 服务都不能够使用;另一种是使外部网络的TCP 报文可以通过,而ICMP 报文不可以通过,产生的效果就是用户ping 不通内部主机,但可以访问TCP 协议的所有应用服务.在其它的测试中我们还加入了对TCP 、UDP 端口的过滤,都取得了圆满的结果.2.3.2 安全性能分析 系统由于不具备IP 地址,能够很好的抵御来自各方面的入侵活动,使那些黑客根本没有办法破坏我们的系统.因此,系统的安全性有了很大的提高.2.3.3 网络性能分析 包过滤防火墙系统在网络中起着网桥的作用,其运行机制和以太网网桥基本一致,包过滤操作也仅仅是对数据指针的移动并作比较的操作,对系统的性能没有影响.在测试本系统的时候,系统长时间运行稳定,交换速度快,对CPU 和内存的占用率低,基本上CPU 使用率保持在1%左右,内存使用率保持在50%左右.我们曾经使用9台机器通过我们的包过滤系统通过F TP 协议取批量数据,而每台机器的下载速度没有明显降低.同时,本系统曾经接入运行在校园网上进1个月的时间,控制一个C 类网大约200多台机器,而所有用户根本没有感觉到网络速度有变化,系统的加入对网络性能没有影响.3 系统改进及展望本系统现在已经能够实现预期的功能,保护我们的内部网络,过滤所有经过它的IP 包.我们还可以对透明包过滤防火墙系统的功能做进一步的完善,使它在我们的网络管理工作中发挥更大的作用.现在本系统只提供对IP 包的过滤功能,在今后的完善和发展过程中可以考虑增加更多的过滤规则和过滤策略.使系统可以过滤多种协议的包,通过对不同类型应用协议的分析,可以根据这些协议的特点开发不同的过滤规则表.还可以配置监测管理主机系统,可以大大方便系统的管理和维护工作,同时它还可以分担系统过滤策略中的过滤分析任务.参考文献:[1]Darren Reed.IP Filter TCP/IP packet filtering package [R ].Technical report ,2000.http ://.au/avalon/,as of November 2000.[2] work (In )Security through IP Packet Filtering [A ],Proceedings of the Third UN IX SecuritySymposium[C],September 1992.[3]L.Chappell ,Packet Filtering :Catching the Cool Packets[R ], ,San Jose ,2002.[4]P.Russel :“Linux 2.4Packet Filtering HOWTO ”[EB/OL ],http :///unreliable -guides/packet -filteringHOWTO.html ,May 2000.[5]Douglas er ,Internetworking With TCP/IP (Vol I :Principles ,Protocols ,and Architecture (Third Edition ))[M ],PREN TICE HALL 1996.A Design Implement of T ransparent Packet Filtering Fire w all SystemBAI Hua 2nuan ,ZHAN G Xiao 2liang(1.Zhengzhou University Nursing College 450052,China ;2.ZhongXing Telecom Beijing Graduate School 100085,China )Abstract :This paper introduces a new transparent packet filtering firewall system working on the data link layer.This system should achieve a faster switch rate than the other conventional firewall system working on the network layer.Furthermore ,this system have more dependable self 2defence functions.K ey w ords :Firewall ;packet filtering ;network bridge ;filtering rule 721第3期白华暖等:一种透明包过滤防火墙系统的设计实现。

毕业论文范文:个人防火墙的实现

毕业论文范文:个人防火墙的实现

随着互联网的发展,网络攻击也越来越多,对于我们个人或企业的网络安全造成了很大的威胁。

在这种情况下,防火墙这个网络安全设备也越来越重要。

本篇论文将讨论个人防火墙的概念、意义及其实现方法。

一、概念个人防火墙是一种用于保护计算机和网络安全的软件或硬件安全设备,通过防止未经授权的访问和网络攻击来保护个人电脑和企业的网络安全。

个人防火墙是一种非常重要的安全设备,它能够帮助我们抵御网络攻击、保护我们的计算机和隐私。

二、意义1、网络安全防护:个人防火墙可以拦截网络攻击,杜绝黑客、病毒、木马等恶意软件入侵,从而调整网络安全环境,确保安全。

2、隐私保护:个人防火墙可以在用户上网时,拦截传输到互联网的个人信息,如用户名、密码、信用卡号等,能够更好地保护个人隐私。

3、筛选内容:个人防火墙可以对网络流量进行筛选,去除一些恶意的内容,让用户只获取有益的网络内容。

4、监测网络流量:个人防火墙可以监测网络流量,及时发现哪些应用程序在使用用户的网络带宽,帮助用户按需调整网络资源,提高网络带宽利用率。

三、实现方法1、硬件防火墙:硬件防火墙是一种网络安全设备。

它可以安装在个人电脑或者企业局域网中,拦截并检查网络数据包。

通过在网络上实现的安全规则,硬件防火墙可以阻止恶意程序或未经授权的访问,并保护网络安全。

相比软件防火墙,硬件防火墙有更高的安全性和处理能力。

2、软件防火墙:软件防火墙是一种运行在个人电脑中的程序。

它采用规则和过滤技术来检查和管理网络流量,确保电脑和网络的安全性,从而防止未经授权的访问和网络攻击。

相比硬件防火墙,软件防火墙的安全性和处理能力较低。

3、无线网络防火墙:无线网络防火墙是一种专门针对无线网络环境设计的防火墙设备,能够保护移动设备和无线网络。

它可以帮助用户防止钓鱼、网络诈骗、恶意软件等攻击,并且可以授权用户使用无线网络权限。

总之,个人防火墙已成为人们在互联网时代最需要的安全设备之一。

通过硬件防火墙、软件防火墙或无线网络防火墙的搭建,我们可以保护个人电脑的安全和隐私,减少网络攻击和威胁,让网络更安全、更可靠。

基于包过滤防火墙的防御系统的设计与实现

基于包过滤防火墙的防御系统的设计与实现

基于包过滤防火墙的防御系统的设计与实现
孙江宏;吴少华;周安民;孙立鹏
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(022)036
【摘要】随着网络的普及,拒绝服务攻击,特别是近年来出现的分布式拒绝服务攻击所造成的危害越来越大.由于它的突发性、隐蔽性和不确定性,目前还没有一种有效的办法来防御这种攻击.本文介绍了DoS/DDoS攻击类型、原理及目前常用的防御办法,提出了一种新的防御系统.在本系统中,以包过虑防火墙为基础,增加了一个检测控制模块.当遭受攻击时,防御系统根据一个合法用户列表自动设置包过滤规则,只对合法用户进行转发,陌生用户则由检测控制模块来检测其合法性,并代替服务器进行三次握手的连接,从而保护服务器免受攻击.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】孙江宏;吴少华;周安民;孙立鹏
【作者单位】610064,四川,成都,四川大学信息安全研究所;610064,四川,成都,四川大学信息安全研究所;610064,四川,成都,四川大学信息安全研究所;610064,四川,成都,四川大学信息安全研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.2
【相关文献】
1.基于操作系统内核的包过滤防火墙系统的设计与实现 [J], 吴玉;娄智
2.Linux下基于Netfilter的动态包过滤防火墙的设计与实现 [J], 郝身刚;张丽
3.基于内核2.6的Linux包过滤型防火墙的设计与实现 [J], 朱冲;杨俊;张向利;谢志恒
4.基于包过滤防火墙的防御系统的设计与实现 [J], 孙江宏;吴少华;周安民;孙立鹏
5.基于Linux包过滤防火墙的设计与实现 [J], 顾永军;齐敬敬
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孙斌--防火墙实验包过滤防火墙实验

孙斌--防火墙实验包过滤防火墙实验

孙斌--防⽕墙实验包过滤防⽕墙实验实验五基于包过滤技术的防⽕墙设计与实现(⼀)实验要求利⽤WinpCap嗅探器,通过抓取⽹络数据包,设计⼀个基于协议分析的包过滤防⽕墙系统。

通过该实验使学⽣在掌握WinPcap开发包的基础上,掌握使⽤WinpCap编写⽹络应⽤程序的能⼒,深⼊理解包过滤防⽕墙的⼯作原理。

(⼆)知识点提⽰主要知识点:1.WinPcap开发包;2.⽹络应⽤程序开发。

(三)实验内容开发出⼀个简单的Windows平台上的Sniffer⼯具,能显⽰所捕获的数据包并能做简单的分析或统计。

主要内容:1.列出检测主机的所有⽹卡,选择⼀个⽹卡,设置为混杂模式进⾏监听。

a)WINPCAP含有专⽤的函数,可以检索本机的⽹卡设备:b)WINPCAP含有专⽤的函数,可以选择本机⽹卡:2.捕获多有流经⽹卡的数据包,并利⽤WinPcap函数库设置过滤规则。

利⽤WinPcap函数库设计过滤规则,设计过滤器:3.分析捕获到的数据包的包头和数据,按照各种协议的格式化显⽰。

a)Ip地址格式:b)Ip数据包格式:c)Udp数据包格式:d)Tcp数据包格式:e)Icmp数据包格式:4.将所开发⼯具的捕获和分析结果与常⽤的Sniffer进⾏⽐较,完善程序代码。

代码见附录(四)完成实验报告1、重点对TCP\UDP\ARP\RARP\IGMP\ICMP等数据包进⾏分析2、所开发的嗅探⼯具能够根据协议类型、端⼝、地址等信息对数据包进⾏过滤3、在实验报告中写出程序关键算法和流程图,根据WinPcap常⽤库函数总结出基于WinPcap的嗅探器的程序框架,并附上程序界⾯或运⾏结果。

利⽤原有回调函数进⾏数据包捕获:a)对ICMP数据包的嗅探:b)对Udp数据包的嗅探:c)对Tcp数据包的嗅探:(五)思考题1.WinPcap嗅探器的攻击机理如何?捕获原始数据包,包括在共享⽹络上各主机发送/接收的以及相互之间交换的数据包;在数据包发往应⽤程序之前,按照⾃定义的规则将某些特殊的数据包过滤掉;在⽹络上发送原始的数据包;收集⽹络通信过程中的统计信息。

一个包过滤型个人防火墙软件开发

一个包过滤型个人防火墙软件开发

学生姓名:学号:班级:专业:指导教师:2011 年 6 月一个包过滤型个人防火墙软件的开发一个包过滤型防火墙软件的开发学生姓名:学号:班级:所在院(系):指导教师:完成日期:一个包过滤型个人防火墙软件的开发摘要随着病毒、木马、黑客攻击等问题的出现,网络安全形势日渐严峻,网络安全产品也被人们重视起来。

防火墙作为最早出现的网络安全产品和使用量最大的安全产品,也受到用户和研发机构的青睐。

防火墙放置在外部网络与计算机之间作为隔离设备,可以识别并屏蔽非法请求,有效防止跨越权限的数据访问。

本文使用VC++ 6.0作为开发工具实现了一个包过滤型个人防火墙软件。

系统主要包括两大模块,一是核心模块设计,即DLL工程,实现了封包截获、管制动作和协议封包的解析任务。

其中实现网络封包截获功能主要是利用Winsock 2 SPI技术,此后再利用控管规则对过往封包进行合法性检查和过滤,方法是首先利用Winsock 2 SPI技术建立winsock钩子,用它来截获winsock的调用,然后作出相应动作处理,动作处理需通过控管规则的检查后,确定socket连接是否允许通过,而控管规则由用户层设置;二是用户模块设计,即EXE工程,实现用户界面和负责与DLL模块的通信,提供了3个主要界面,即封包监视、控管规则、控管规则设置。

最后通过测试和应用,基本达到了预期的设计,解决了终端用户的网络连接安全问题。

关键词:网络安全;网络协议封包;个人防火墙;动态链接库;Winsock 2 SPI;The Design of A Personal Firewall Based on Packet FilterAbstractWith computer viruses, Trojans, hacker attacks and other problems, the network security situation is increasingly grim, network security products are also paid attention. Network firewall appeared as the first security products and be used most widely, are concerned by the user and R & D institutions of all ages. Place a firewall between the external network and the computer as an isolation device that can identify and shielding illegal request, it’s can effectively prevent access to data across the authority.This article uses the VC + + 6.0 as a development tool to implement a packet filter-based personal firewall software. System includes two modules, one core module design, the DLL project to achieve the packet capture, control actions and agreements packet parsing tasks. In which the main function for network packet capture is the use of Winsock 2 SPI technology, this use of control rules in the past then the legitimacy of the packet inspection and filtering, the method is to first use of technology to establish winsock Winsock 2 SPI hook, use it to intercept winsock calls treatment and then make the corresponding action, action processing rules to be checked through the control to determine the socket connection is allowed through, while the control rules set by the user layer; Second, the user module design, the EXE project, responsible for achieving the user interface and DLL The communications module provides three main interfaces, namely, packet monitoring, control rules, control rules set. After testing and application, the design achieve the expected to solve the security problems of user's network connection.Key words:Network Security;Network Protocol Packets;Personal Firewall;DLL;Winsock 2 SPI;目录1 引言 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2课题目标 (1)1.3课题的研究方法 (1)2 WINSOCK 2 SPI编程技术 (3)2.1 WINSOCK2SPI基础 (3)2.2 传输服务提供者 (3)2.3 开发平台与开发工具 (4)3 系统总体分析与设计 (5)3.1 系统功能定义 (5)3.2 模块划分 (5)3.2.1 模块划分原则 (5)3.2.2 模块结构 (6)3.2.3 模块接口定义 (7)3.3 程序工作流程图 (8)3.4 控管规则文件结构设计 (9)3.4.1 控管规则文件需要存储的内容 (9)3.4.2 控管规则文件结构 (11)3.5 界面设计 (11)3.5.1 制定界面风格 (11)3.5.2 界面设计文档 (12)3.6 编码规则 (16)4 核心功能的实现 (17)4.1 封包截获 (17)4.2 访问控管 (21)4.2.1 对服务提供者函数做管制的函数 (21)4.2.2 封包处理函数 (22)一个包过滤型个人防火墙软件的开发4.2.3 管制函数 (23)4.2.4 设置函数 (27)5 系统测试 (28)5.1测试方法概述 (28)5.2 测试用例及测试结果 (28)6 结束语 (34)6.1总结 (34)6.2展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)一个包过滤型个人防火墙软件的开发1引言1.1课题背景与意义随着网络在各领域应用的越来越广泛,网络安全问题得到了更多的关注。

C语言实现防火墙与入侵检测系统的原理与方法

C语言实现防火墙与入侵检测系统的原理与方法

C语言实现防火墙与入侵检测系统的原理与方法防火墙与入侵检测系统在网络安全中起着重要的作用,它们能够保护计算机和网络免受未经授权的访问和恶意攻击。

本文将介绍C语言实现防火墙与入侵检测系统的原理与方法,以帮助读者更好地了解和运用这些技术。

一、防火墙的原理与方法防火墙是一种位于网络与计算机之间的安全设备,通过策略控制和监控网络流量,以防止未经授权的访问和恶意攻击。

1.1 基于包过滤的防火墙基于包过滤的防火墙是最早也是最常见的防火墙类型之一。

它基于预先定义的规则集,对网络数据包进行检查和过滤。

这些规则可以包括源IP地址、目标IP地址、端口号等。

使用C语言编写的防火墙程序可以通过监听网络接口,对每个进出的数据包进行检查和过滤。

1.2 应用层防火墙应用层防火墙工作在OSI模型的应用层,它能够对网络传输的数据进行深度检测和处理。

应用层防火墙通常通过对特定协议的解析来判断是否允许数据传输。

使用C语言编写的防火墙程序可以拦截并检测特定协议的数据传输。

二、入侵检测系统的原理与方法入侵检测系统是一种实时监控计算机网络的安全事件和威胁的系统。

它能够检测和报告未经授权的访问、恶意攻击和异常行为。

2.1 基于特征匹配的入侵检测系统基于特征匹配的入侵检测系统使用预定义的规则或特征来检测网络流量中的恶意行为。

它通过与已知的攻击特征进行匹配,来判断是否存在入侵行为。

使用C语言编写的入侵检测系统能够对特定的规则和特征进行匹配和检测。

2.2 基于异常检测的入侵检测系统基于异常检测的入侵检测系统通过监测和分析网络和计算机的正常行为,来检测和识别异常行为。

它能够识别不符合正常行为模式的活动,并发出警报。

使用C语言编写的入侵检测系统可以通过对网络流量和系统日志的分析,识别并响应异常行为。

三、C语言实现防火墙与入侵检测系统的示例代码下面是C语言实现防火墙与入侵检测系统的示例代码,供读者参考:```c#include <stdio.h>// 防火墙实现代码void firewall(int sourceIP, int destIP, int port) {// 将规则写入防火墙策略// 检查数据包是否符合规则// 如果匹配规则,则允许访问,否则拒绝访问printf("防火墙策略已生效\n");}// 入侵检测系统实现代码void intrusionDetection(int sourceIP, int destIP, int protocol) {// 检测并分析数据包中的异常行为// 如发现入侵行为,则发送警报printf("入侵检测系统已启动\n");}int main() {// 使用示例代码测试防火墙和入侵检测系统firewall(192.168.1.1, 192.168.1.100, 80);intrusionDetection(10.0.0.1, 10.0.0.2, TCP);return 0;}```以上示例代码演示了如何使用C语言来实现防火墙和入侵检测系统的功能。

防火墙技术-包过滤防火墙

防火墙技术-包过滤防火墙

? 一个逻辑的、通用的、虚拟的TCP/IP互联网尽管各底层网络可能 不一样,但在网络层(及以上层)是一致的。
? 在这个一致的TCP/IP互联网上实现源端和目的端间的数据通信, 需要有一个统一的、逻辑的通信端点标识方案,TCP/IP在网络层 上使用IP地址编址方案。
? IP地址是以TCP/IP协议进行数据通信的双方必须的、符合标准格
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如何过滤?
? 对于每个进来的数据包,适用一组规则,然后决定转发 或者丢弃该包
? 过滤的规则以网络层和传输层为基础,包括源和目标IP 地址、协议类型、源和目标端口号
? 过滤器往往建立一组规则,根据IP数据包是否匹配规则 中指定的条件来作出决定 ?如果匹配到一条规则,则根据此规则决定转发或者丢 弃 ?如果所有规则都不匹配,则根据缺省策略
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包过滤防火墙设计目标与能力
? 防火墙的基本设计目标 ?首先能够区分“内部”与“外部”网络。所有通过“ 内部”和“外部”的网络流量都要经过防火墙 ?通过设置安全策略,来保证只有经过授权的数据才可 以通过防火墙 ?防火墙本身具备较高的性能与安全
? 防火墙的控制能力 ?设备控制,确定哪些设备可以被访问 ?服务/应用控制,确定哪些服务/应用可以被访问 ?方向控制,对于特定的服务,可以确定允许哪个方向 能够通过防火墙 ?用户控制,根据用户来控制对服务的访问
式的节点(主机或路由器等)地址标识符,同一网络上联网的节 点IP地址不能重复(冲突)。
? 在互联网上进行数据通信,每个节点必须拥有全球认可的、统一 管理的、唯一的IP地址。(内部网络不受此限制,只要它的设备
不直接与互联网通信;而通过代理服务器或地址转换设备可以间 接与互联网通信。)
? 每个具体的PC、服务器、路由器的各通信端口(如网卡)均需赋

基于包过滤的Windows2000/XP个人防火墙的设计与实现

基于包过滤的Windows2000/XP个人防火墙的设计与实现

心 层
用程序 (X ) E E
圈 2 O I1 P I S。E /P与 Widw 程序 的映射 图 noa
2 3 Wi&  ̄ 20 / P下 过 滤 网络 数 据 包技 术 分 析 . n n 00X
驱动程序 (Y ) S S 硬件
图 l 目00操作系统 的结构 20
要在 Wi n 0 0X n  ̄20 /P下过滤网络数据包可 以在 两个层 & 面进行 : 用户态 (8r d) ue—m0e 和核 心态(eIl m0e 。 kre— d ) 1 () 1在用户态 下进行 网络数据 包过 滤有 以下 三种方 法 :
V0 . 9 N . 11 o 2
J n .O 6 u e2 O
基 于包 过滤 的 Widw 00X n o s20 / P 个 人 防火 墙 的设计 与 实现 。
孙 博
( 连云港职业技术学院 , 江苏 连云港 220) 206
摘 要: 研究 了在 W'k ̄20 / P u n 0 0X 操作 系统下拦 截 网络数据 包的各种技 术, r 采用 Wi e2S I N I O K相 结合的过 mok P 与 DSH O
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第 1卷 第 2 9 期 2O 06年 6月
文章 编号 :09 38 m0 ) —03 一o 10 —4 1 ( 6 0 0 1 4 2
连云港职业技术学院学报
Jun lo in maagT c nclC l g o ra fLa y gn e h ia ol e e
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连云港职业技术学院学报
2O 年第 2 O6 期
口, SI 即 P 。利 用 这 种 技 术 可 以 完 成 诸 如 传 输 质 量 控 制

包过滤技术在防火墙中的应用

包过滤技术在防火墙中的应用

包过滤技术在防火墙中的应用李谦;鲁俊生【摘要】随着越来越多的企事业单位将内部网连入互联网,信息网络安全就成为我们共同关心的一个重要问题,所以提出了在路由器下通过访问控制列表(ACL)来构建计算机网络的防火墙体系结构.【期刊名称】《通化师范学院学报》【年(卷),期】2004(025)010【总页数】3页(P22-24)【关键词】包过滤;防火墙;路由器【作者】李谦;鲁俊生【作者单位】浙江万里学院计算机系,浙江,宁波,315100;浙江万里学院基础学院【正文语种】中文【中图分类】TP393.08Internet的日益普及,互联网上的浏览访问,不仅使数据传输量增加,网络被攻击的可能性增大,而且由于Internet的开放性,网络安全防护的方式发生了根本变化,使得安全问题更为复杂.传统的网络强调统一而集中的安全管理和控制,可采取加密、认证、访问控制、审计以及日志等多种技术手段,且它们的实施可由通信双方共同完成;而由于Internet是一个开放的全球网络,其网络结构错综复杂,因此安全防护方式截然不同.Internet的安全技术涉及传统的网络安全技术和分布式网络安全技术,且主要是用来解决如何利用Internet进行安全通信,同时保护内部网络免受外部攻击.在此情形下,防火墙技术应运而生.本文提出了通过包过滤路由器来构建计算机网络的防火墙体系结构.2.1 防火墙防火墙是指在内部网和外部网之间,即Intranet和Internet之间设置的一种或多种部件(由软件和硬件组成).它可以限制内外网之间的交流,最终达到保护企业内部网的目的.防火墙可大致分为两类:工作在网络层的包过滤路由器和工作在应用层的应用层网关.其中包过滤路由器[1]可以充分利用现有的路由器,以最小的投资建立一个简单的保护内部网络的防火墙;而应用层网关则功能强大,不仅可以采用包过滤,也可以对特定的服务或服务的子集进行过滤,从而可以更好地保护内部网络,但是需要投入额外的资金.较好的防范策略是将包过滤路由器和应用层网关组合使用,以实现纵深防御,从而进一步提高安全性.2.2 包过滤技术数据包过滤技术[2]是在网络层对数据包进行选择,选择的依据是系统内设置的过滤逻辑,被称为访问控制表(Access Control List).通过检查数据流中每个数据包的源地址、目的地址、所用的端口号、协议状态等因素,或它们的组合来确定是否允许该数据包通过.数据包过滤防火墙逻辑简单,价格便宜,易于安装和使用,网络性能和透明性好,它通常安装在路由器上.路由器是内部网络与Internet连接必不可少的设备,因此在原有网络上增加这样的防火墙几乎不需要任何额外的费用.数据包过滤防火墙的缺点有:一、非法访问一旦突破防火墙,即可对主机上的软件和配置漏洞进行攻击;二、数据包的源地址、目的地址以及IP的端口号都在数据包的头部,很有可能被窃听或假冒.包过滤的优点是不用改动客户机和主机上的应用程序,因为它工作在网络层和传输层,与应用层无关.但其也存在弱点:过滤判别的只有网络层和传输层的有限信息,因而各种安全要求不可能充分满足;在许多过滤器中,过滤规则的数目是有限制的,且随着规则数目的增加,性能会受到很大地影响;由于缺少上下文关联信息,不能有效地过滤如UDP、RPC一类的协议;另外,大多数过滤器中缺少审计和报警机制,且管理方式和用户界面较差;对安全管理人员素质要求高,建立安全规则时,必须对协议本身及其在不同应用程序中的作用有较深入的理解.因此,过滤器通常是和应用网关配合使用,共同组成防火墙系统.以Cisco路由器为模型,给出了基于ACL的防火墙的实现过程.3.1 防止外部的IP地址欺骗IP地址欺骗[3]是一种常见的对内部网络服务器的攻击手段,外部网络的攻击者将其数据包的源地址伪装成内部网合法的IP地址(假设内部网使用192.168.0.0)或者其它地址,如回环地址(127.0.0.0/8);RFC1918私有地址;DHCP自定义地址(169.254.0.0/16);科学文档作者测试用地址(192.0.2.0/24);不用的组播地址(224.0.0.0/4);SUN公司的古老的测试地址(20.20.20.0/24;204.152.64.0/23);全网络地址(0.0.0.0/8).Router(Config)# access-list 100 deny ip 192.168.0.0 0.0.0.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 127.0.0.0 0.255.255.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 192.168.0.0 0.0.255.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 172.16.0.0 0.15.255.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 10.0.0.0 0.255.255.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 169.254.0.0 0.0.255.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 192.0.2.0 0.0.0.255 any logRouter(Config)# access-list 100 deny ip 224.0.0.0 15.255.255.255 any Router(Config)# access-list 100 deny ip 20.20.20.0 0.0.0.255 any log Router(Config)# access-list 100 deny ip 204.152.64.0 0.0.2.255 any logRouter(Config)# access-list 100 deny ip 0.0.0.0 0.255.255.255 any log Router(Config)#interface serial0Router(Config-if)#ip access-group 100 in3.2 流出内部网络的地址必须属于内部网Router(Config)# no access-list 101Router(Config)# access-list 101 permit ip 192.168.0.0 0.0.0.255 any Router(Config)# access-list 101 deny ip any any logRouter(Config)# interface eth 0/1Router(Config-if)# description "internet Ethernet"Router(Config-if)# ip address 192.168.0.254 255.255.255.0Router(Config-if)# ip access-group 101 in3.3 路由协议安全配置(1) 禁止默认启用的ARP-Proxy,它容易引起路由表的混乱.Router(Config)# no ip proxy-arp(2)启用OSPF路由协议的认证.默认的OSPF认证密码是明文传输的,启用MD5认证.并设置一定强度密钥.Router(Config)# router ospf 100Router(Config-router)# network 192.168.100.0 0.0.0.255 area 100//启用MD5认证.//area area-id authentication 启用认证,是明文密码认证.//area area-id authentication message-digestRouter(Config-router)# area 100 authentication message-digest Router(Config)# exitRouter(Config)# interface eth0/1//启用MD5密钥Key为ospfkey.//ip ospf authentication-key key 启用认证密钥,是明文传输.//ip ospf message-digest-key key-id(1-255) md5 keyRouter(Config-if)# ip ospf message-digest-key 1 md5 ospfkey(3)RIP协议的认证.启用RIP-V2.并且采用MD5认证.普通认证同样是明文传输的. Router(Config)# config terminal//启用设置密钥链Router(Config)# key chain mykeychainnameRouter(Config-keychain)# key 1//设置密钥字串Router(Config-leychain-key)# key-string MyFirstKeyStringRouter(Config-keyschain)# key 2Router(Config-keychain-key)# key-string MySecondKeyString//启用RIP-V2Router(Config)# router ripRouter(Config-router)# version 2Router(Config-router)# network 192.168.100.0Router(Config)# interface eth0/1//采用MD5模式认证,并选择已配置的密钥链Router(Config-if)# ip rip authentication mode md5Router(Config-if)# ip rip anthentication key-chain mykeychainname (4) 启用passive-interface命令,禁用一些不需要接收和转发路由信息的端口.对于不需要路由的端口,启用passive-interface.但是,在RIP协议是只是禁止转发路由信息,并没有禁止接收.在OSPF协议中是禁止转发和接收路由信息.//Rip中,禁止端口0/3转发路由信息Router(Config)# router RipRouter(Config-router)# passive-interface eth0/3//OSPF中,禁止端口0/3接收和转发路由信息Router(Config)# router ospf 100Router(Config-router)# passive-interface eth0/3(5) 过滤一些垃圾和恶意路由信息,控制网络的垃圾信息流.Router(Config)# access-list 10 deny 192.168.1.0 0.0.0.255Router(Config)# access-list 10 permit any//禁止路由器接收更新192.168.1.0网络的路由信息Router(Config)# router ospf 100Router(Config-router)# distribute-list 10 in//禁止路由器转发传播192.168.1.0网络的路由信息Router(Config)# router ospf 100Router(Config-router)# distribute-list 10 out3.4 增强路由器的逻辑安全性(1) 给Console、AUX端口和VTY设置密码,使得访问者必须通过密码才能访问路由器.Router(Config)#line con 0Router(Config-line)#loginRouter(Config-line)#password ******Router(Config)#line aux 0Router(Config-line)#loginRouter(Config-line)#password ******Router(Config)#line vty 0Router(Config-line)#loginRouter(Config-line)#password ******(2) 为特权模式的进入设置强壮的密码.不要采用enable password设置密码,而要采用enable secret命令设置,并且要启用Service password-encryption. Router(Config)# enable secret ******Router(Config)#service password-encryption(3) 限制访问路由器的工作站Router(Config)# access-list 20 permit 工作站IP地址 0.0.0.0Router(Config)#line vty 0 4Router(Config-line)#access-class 20 in在网络安全体系中,最重要的安全要素是访问控制的控制点在网络通信通道的出入口上.内部网络通过路由器的广域网接口与Internet相连,再通过此路由器的局域网接口接入内部网络,而正确地配置包过滤路由器将起到防火墙的作用.为了满足与Internet间的访问控制,以及满足内部网络不同安全属性网络间的访问控制要求,在路由器上配置防火墙,让网络通信均通过它,以此控制网络通信及网络应用的访问权限.【相关文献】[1]谭伟贤.计算机网络安全教程[M].国防工业出版社.2001,1:14-19.[2]张基温.计算机网络教程[M].人民邮电出版社.2001,9:219-224.[3]Gary NA指南[M].人民邮电出版社,2002,8:261-270.。

简单包过滤防火墙的工作原理

简单包过滤防火墙的工作原理

简单包过滤防火墙的工作原理简单包过滤防火墙是一种最基本的网络安全设备,用于保护计算机网络免受恶意攻击和未经授权的访问。

它通过检查数据包的源地址、目标地址、协议类型和端口号等信息,来决定是否允许数据包通过或阻止其进入受保护的网络。

下面将详细介绍简单包过滤防火墙的工作原理。

一、基本概念简单包过滤防火墙(简称SPF)是一种基于网络层(第三层)的防火墙,它工作在OSI模型中的网络层和传输层之间。

SPF主要通过检查数据包头部信息来判断是否允许数据包通过。

二、数据包过滤规则SPF使用一组预先定义的规则来判断数据包是否被允许通过。

这些规则通常由管理员根据特定需求配置或者使用默认设置。

每个规则都由多个条件组成,当一个数据包符合所有条件时,该规则就会生效。

1. 源地址和目标地址:SPF可以根据源IP地址和目标IP地址来过滤数据包。

管理员可以设置只允许特定IP范围内的数据包进入或离开受保护的网络。

2. 协议类型:SPF可以根据数据包使用的协议类型来进行过滤。

常见的协议包括TCP、UDP和ICMP等。

管理员可以根据需要允许或阻止特定协议的数据包。

3. 端口号:SPF可以根据数据包使用的端口号来进行过滤。

管理员可以设置只允许特定端口号的数据包通过,从而限制特定服务或应用程序的访问。

三、工作流程SPF的工作流程可以分为以下几个步骤:1. 数据包捕获:SPF通过网络接口捕获进入或离开受保护网络的数据包。

它监听网络接口上的所有流量,并将每个数据包传递给下一步处理。

2. 数据包解析:SPF对捕获到的数据包进行解析,提取出其中的源地址、目标地址、协议类型和端口号等信息。

这些信息将用于后续的过滤决策。

3. 过滤决策:SPF将解析到的数据包与预先定义好的规则进行匹配。

对于每个规则,它逐一检查规则中定义的条件是否与当前数据包匹配。

只有当一个规则中所有条件都被满足时,该规则才会生效。

4. 过滤动作:当一个规则被匹配时,SPF会执行与该规则关联的过滤动作。

实验二 包过滤防火墙

实验二  包过滤防火墙

实验二包过滤防火墙1.实验目的通过此次实验来学习防火墙的设置,实现对不同数据包的简单过滤。

2.实验原理包过滤可以分为协议包过滤和端口包过滤。

协议包过滤是因为数据在传输过程中首先要封装然后到达目的地时再解封装,不同协议的数据包它所封装的内容是不同的。

协议包过滤就是根据不同协议的封装的包头内容不一样来实现对数据包的过滤。

可以分为IP包过滤、TCP包过滤、UDP包过滤等多种数据包的过滤。

端口的包过滤和协议包过滤类似,只不过它是根据数据包的源端口和目的端口来进行的包过滤。

3.实验环境Windows XP,实验工具是eTrust Personal Firewall。

4.实验步骤运行eTrust Personal Firewall进入界面如图1所示。

图1在进行实验时保证右下角托盘中的图标如图2所示。

图2如果是图3所示,则可通过界面左上角的STOP按钮调节。

图3a、PING数据包的过滤(1)在“防火墙”中“专家级”面板如图4所示。

图4(2)点击“添加”按钮,进入添加规则界面,如图5所示。

图5(3)对各项进行配置,结果如图6所示。

图6(4)协议修改中的设置如图7所示。

图7(5)点击确定按钮回到专家级面板中,会发现我们刚刚添加的规则,点击右下方的应用按钮,如图8所示。

图8(6)在另外一台机器使用Ping命令来探测本机,此时在警报和日志里可以看到拦截日志,如图9所示。

图9b、TCP数据包过滤(1)在专家级的面板中添加新规则,设置如图10所示。

(2)协议修改中的设置如图11所示。

图11(3)点击应用按钮后,在本机上建立一个文件共享,然后在另外一台主机的网络邻居的地址栏中输入\\IP,回车。

(4)此时本机会出现如图12所示的安全警报提示框。

图12(5)这时在日志中会出现拦截TCP数据包的日志,如图13所示。

图135.实验小结本次实验主要是在Windows操作系统环境下进行了eTrust Personal Firewall防火墙的安装、配置与应用,通过本次实验可以使我们加深对包过滤防火墙的认识。

简单包过滤防火墙的工作原理

简单包过滤防火墙的工作原理

简单包过滤防火墙的工作原理介绍简单包过滤防火墙(Simple Packet Filtering Firewall)是一种基于网络协议和端口来控制网络流量的安全设备。

它通过检查数据包的源地址、目的地址、传输协议、端口等信息,来决定是否允许该数据包通过防火墙。

本文将详细探讨简单包过滤防火墙的工作原理。

工作原理简单包过滤防火墙主要基于过滤规则来判断是否允许某个数据包通过。

每个数据包进入防火墙时,都会被逐一匹配已定义的过滤规则。

如果数据包符合某条过滤规则,防火墙将根据规则中的动作来决定是否允许该数据包通过。

过滤规则通常由管理员配置,并根据实际需求来设置。

过滤规则的组成过滤规则一般由若干个条件和一个动作组成。

条件是用来描述数据包的特征,动作则决定了当满足条件时所采取的行为。

条件条件通常包括以下几个方面:1.源IP地址:指定数据包的源IP地址,可以是单个IP地址、IP地址范围或子网。

2.目的IP地址:指定数据包的目的IP地址,可以是单个IP地址、IP地址范围或子网。

3.传输协议:指定数据包的传输协议,如TCP、UDP或ICMP等。

4.源端口:指定数据包的源端口,可以是具体的端口号或端口范围。

5.目的端口:指定数据包的目的端口,可以是具体的端口号或端口范围。

6.数据包类型:指定数据包的类型,如数据、控制、应答等。

动作动作决定了当数据包符合过滤规则时所采取的行为,主要包括:1.允许通过:当数据包匹配该规则时,防火墙将允许该数据包通过。

2.拒绝通过:当数据包匹配该规则时,防火墙将丢弃该数据包,并向发送端发送通知。

3.转发:当数据包匹配该规则时,防火墙将把该数据包转发到另一个网络或主机。

过滤规则的匹配顺序过滤规则一般按照从上到下的顺序进行匹配。

当一个数据包进入防火墙时,它将从上到下逐一匹配每条规则,直到找到匹配的规则或者到达最后一条规则。

如果找到匹配的规则,防火墙将根据规则中定义的动作来处理该数据包,否则将按照默认动作来处理。

基于包过滤拦截安全隐患的防火墙的研究与实现

基于包过滤拦截安全隐患的防火墙的研究与实现

* * 大学毕业设计题目:基于包过滤拦截安全隐患的防火墙的研究与实现-----个人防火墙的研究与实现学生姓名:学号:系(院):专业:班级:指导教师姓名及职称:起止时间:年月——年月基于包过滤拦截安全隐患的防火墙的研究与实现-----个人防火墙的研究与实现摘要:当今计算机网络体系存在着安全隐患.传统意义上的防火墙无法实现对局域网内每一台主机的保护,因此迫切需要研究个人防火墙系统。

本文简述了TCP/IP的基础知识,分析了协议中的安全隐患,提出了防御对策。

本文对常用的Windows个人防火墙软件产品进行了分析,认为个人防火墙的核心技术是对网络数据包的封包截获。

通过对0SI七层网络模型和Windows网络体系结构的对比分析后,提出实现封包截获的不同协议层次。

本文研究了在不同协议层次上由微软公司提出的编程接口规范,例如:网络驱动接口,传输驱动接口及服务提供者接口。

一个功能完备的个人防火墙系统不仅能够封包截获,而且能够自动学习规则、支持自定义控管规则,随时记录网络通信状况等等。

本文遵循服务提供者接口规范,完整实现了上述功能,开发了具有实用价值的个人防火墙系统。

关键字:个人防火墙;包过滤;网络驱动接口;传输驱动接口;服务提供接口Research and Implementation of Firewall about Intercepting Threat for Security Based on Packet Filtering ----- Personal Firewall Research and Implementation Abstract: There are lots of dangers in the system of computer network, and traditional firewall can’t protect every PC in local area network. So the research of PC firewall has its special value. This paper describes TCP / IP and potential secure problems, gives a defensive strategy. This paper thinks that the core technology of personal firewall is intercepting or filtering network data packet Comparing with OSI/RM and windows network architecture, this paper gives several network protocol layers on which the intercepting of network data packet possibly can be done. Then, this paper studies several programming interfaces and specifications recommended of different protocol layers by Microsoft company, including NDIS (Network Driver Interface Specification), TDI (Transport Driver Interface) and SPI (Service Provider Interface). An integrated personal firewall can not only intercept network data packet, but also support self-defining controlling-rule, auto-learning the rules and log network communication condition at any time and so on. This paper offers a practical personal firewall software system which completely realizes these functions above using SPI method..Key words: Personal Firewall; packet filtering; NDIS; TDI; SPI目录摘要Abstract1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 本论文研究的目的和主要内容 (2)2 TCP/IP架构概述与各层安全隐患及对策 (2)2.1 TCP/IP与OSI/RM的对比 (2)2.2 TCP/IP各层安全隐患与对策 (4)2.2.1 网络接口层的安全隐患与对策 (4)2.2.2 网际层的安全隐患与对策 (6)2.2.3 传输层的安全隐患与对策 (8)2.2.4 应用层的安全隐患与对策 (9)3 防火墙概述 (11)3.1 什么是防火墙 (11)3.2 防火墙的一般原理 (11)3.3 防火墙功能 (12)3.4 防火墙的局限性 (12)3.5 个人防火墙 (13)3.5.1 个人防火墙的特殊性 (13)3.5.2 个人防火墙的功能与特点 (14)4 相关技术基础 (14)4.1 Windows网络体系 (14)4.2 OSI与Windows结构的概略映射 (15)4.3 数据包截获技术 (16)4.3.1 NDIS简介 (16)4.3.2 TDI简介 (19)4.3.3 SPI简介 (20)4.4 技术路线分析与选择 (22)5 个人防火墙的实现 (24)5.1 需求分析 (24)5.1.1 调研情况 (24)5.1.2 开发环境 (25)5.2 总体设计 (25)5.2.1 FW体系结构设计 (25)5.2.2 FW模块定义 (26)5.2.3 FW功能设计 (30)5.3详细设计 (31)5.3.1 DLL的进入点函数 (32)5.3.2 服务提供者入口函数 (33)5.3.3 截获的服务函数 (34)5.3.4 DLL的访问过滤 (35)5.3.5 主程序与DLL的接口与通信 (37)5.3.6 日志文件设计 (37)5.4 运行截图 (39)6 系统测试 (41)6.1功能测试 (41)6.2 性能测试 (41)7 总结与展望 (42)致谢 (43)参考文献 (44)基于包过滤拦截安全隐患的防火墙的研究与实现-----个人防火墙的研究与实现计算机科学与技术专业 XXXX指导教师 ***讲师1 绪论1.1 背景计算机网络技术的飞速发展,极大地改变人们传统的生活和工作模式,越来越多的社会活动开始依赖网络完成,可以说计算机网络的发展已经成为社会进步的一个重要标志.但是网络是一把双刃剑,计算机犯罪,黑客攻击,病毒入侵等恶性事件频频发生。

数据包过滤防火墙的原理与实现

数据包过滤防火墙的原理与实现

数据包过滤防火墙的原理与实现数据包过滤防火墙(Packet Filtering Firewall)是网络安全的一种基础设施,能够对网络流量进行监控和管理,以保护网络免受恶意攻击和未经授权的访问。

本文将介绍数据包过滤防火墙的原理和实现方式。

一、原理数据包过滤防火墙通过检查每个数据包的源地址、目的地址、协议类型和端口号等信息,来进行决策:是允许数据包通过还是丢弃。

其原理可以简述如下:1. 访问控制列表(ACL):数据包过滤防火墙通过访问控制列表来定义允许或禁止通过的规则。

ACL是由管理员配置的一系列过滤规则,每条规则由源地址、目的地址、协议类型和端口号等条件组成。

2. 数据包匹配:当数据包经过防火墙时,防火墙会逐个检查每条数据包是否符合ACL中的规则。

检查过程通常是从第一条规则开始,逐条进行匹配,直到找到匹配的规则。

如果数据包与某条规则匹配,则根据规则的动作(允许或拒绝)进行相应的处理。

3. 策略配置:管理员可以根据实际需求,配置不同的策略。

例如,可以配置防火墙只允许特定IP地址的数据包通过,或者限制某个端口的访问。

二、实现方式数据包过滤防火墙的实现方式有多种,下面介绍两种常见的方式:1. 基于软件的实现:这种方式利用操作系统提供的防火墙软件实现数据包过滤功能。

常见的操作系统如Linux、Windows都提供了相应的防火墙软件,比如iptables和Windows防火墙。

管理员可以通过配置软件规则来实现数据包过滤。

2. 基于硬件的实现:这种方式使用物理设备来实现数据包过滤功能。

常见的硬件设备有防火墙路由器和防火墙交换机。

这些设备通常具有更高的性能和更强的安全性。

管理员可以通过配置硬件设备上的规则来实现数据包过滤。

三、数据包过滤防火墙的局限性尽管数据包过滤防火墙是网络安全的基础设施,但仍然存在一些局限性:1. 单一层的保护:数据包过滤防火墙主要在网络层和传输层对数据包进行过滤,无法检查应用层的协议和内容。

包过滤在个人防火墙中的应用研究

包过滤在个人防火墙中的应用研究

包过滤在个人防火墙中的应用研究
谢辉;张群会
【期刊名称】《煤矿现代化》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】本文重点分析了在目前网络环境建立基于个人电脑的个人防火墙的重要性,包过滤防火墙的过滤规则特征,并且给出了一种Windows下网络数据包的截获算法,最后,用VC++语言实现了该算法的功能.
【总页数】2页(P46-47)
【作者】谢辉;张群会
【作者单位】西安科技大学;西安科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.诺顿个人防火墙2001中文版 [J], 蔡家盛
2.基于包过滤的Windows 2000/XP个人防火墙的设计与实现 [J], 孙博
3.用包过滤技术实现个人防火墙 [J], 王永彪;徐凯声
4.基于NDIS的状态包过滤个人防火墙 [J], 康姝;卢显良
5.基于包过滤技术的个人防火墙的实现 [J], 王春敬;罗杰;潘冠琼
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那个人防火墙是如何实现的呢?对于一个包过滤防火墙来说,实际上最基础的要求就是它能 控制每个进去的报文,就是要有对网络的过滤能力。 在 Windows 系统上,首要就要求实现者要对 Windolink?url=ZwP5CT5hJcJTCeq3G_0Gyx3-uaPwZDCIQrzCaMQ6pYQeVLk ypJTZlPOaBDHO9EKfo8pz3KqAYJWJkWBmCgnQaK
BOOL PFWInitialize(); 初始化函数。
VOID PFWUnintialize(); 反初始化函数。
VOID PFWSetAlertCallback(ALERT_CALLBACK AlertCallback); 设置告警回调函数。
VOID PFWCleanFilterRule(); 清除所有过滤规则。
发送报文过程: 1. 上层应用发送数据,从而 IP 协议发送报文; 2. 报文被中间层截取,通过 2 送到应用层处理; 3. 应用层处理后,送回中间层处理结果; 4. 中间层根据处理结果,丢弃该报文,或者将处理后的报文发送到网络上;
源代码练习
下面的代码演示了简单的过滤规则的执行。
fwfilter.zip
点击文件名下载附件 /bbs/forum.php?mod=attachment&aid=NjN8NjE3ZDg4N2N8MTQyMDc wMzc5M3wzfDY4
不过,千万别以为防火墙就如此简单,这仅仅是一个包过滤个人防火墙的雏形。真正实用的 防火墙需要长期的网络安全研究团队做支撑,把各种潜在的前沿的攻击手段都预防了。而且 还要考虑实际产品的市场实用性,有大量的工作要做的。
PFWInsertTailRule(&Rule);
// // UDP packet for DNS is permit. //
Rule.RuleId = 1; Rule.ActionFlag = FILTER_ACTION_PERMIT | FILTER_ACTION_ALERT;
Rule.RemoteAddress.Type = FILTER_ADDRESS_TYPE_LIST; Rule.RemoteAddress.AddressList.TotalNumber = 3; Rule.RemoteAddress.AddressList.Addresses[0] = inet_addr("10.10.20.8"); Rule.RemoteAddress.AddressList.Addresses[1] = inet_addr("10.10.200.8"); Rule.RemoteAddress.AddressList.Addresses[2] = inet_addr("202.96.209.6"); Rule.RemotePort.Type = FILTER_PORT_TYPE_SINGLE; Rule.RemotePort.Port = htons(53); Rule.LocalPort.Type = FILTER_PORT_TYPE_ANY; Rule.Protocol = FILTER_PROTO_UDP;
VOID PFWCleanTrustNetwork(); 清除信任网络。
BOOL PFWInsertHeadRule(PFILTER_RULE pRule); 在头部加入当前规则。
BOOL PFWInsertTailRule(PFILTER_RULE pRule); 在尾部加入当前规则。
BOOL PFWAddTrustNetwork(PFILTER_TRUST_NETWORK pTrustNetwork); 加入信任网络。
应用程序
Winsock
应用层截包处理程序
上图描述了应用层截包的模型,主要的流程如下:
接收报文过程: 1. 网络接口收到报文,中间层截取,通过 2 送到应用层处理; 2. 应用层处理后,送回中间层处理结果; 3. 中间层根据处理结果,丢弃该报文,或者将处理后的报文通过 1 送到 IP 协议; 4. IP 协议及上层应用接收到报文;
ULONG RuleMatch[5] = {0,0,0,0,0}; ULONG NoMatch = 0; ULONG ErrorMatch = 0;
VOID Alert(ULONG RuleId, PPACKET_INFO PacketInfo) {
if(RuleId == INVALID_RULE_ID) NoMatch++;
PFWInsertTailRule(&Rule);
//
// Allow TCP packet incoming to port 5001. //
Rule.RuleId = 2; Rule.ActionFlag = FILTER_ACTION_PERMIT | FILTER_ACTION_ALERT;
{ printf("Initialize personal firewall failed.\n"); return -1;
}
PFWSetAlertCallback(Alert);
// // All outgoing TCP packet is permit. //
Rule.RuleId = 0; Rule.ActionFlag = FILTER_ACTION_PERMIT | FILTER_ACTION_ALERT;
PFWInsertTailRule(&Rule);
// // All other TCP packet is deny. //
Rule.RuleId = 3; Rule.ActionFlag = FILTER_ACTION_DENY | FILTER_ACTION_ALERT;
Rule.RemoteAddress.Type = FILTER_ADDRESS_TYPE_ANY; Rule.RemotePort.Type = FILTER_PORT_TYPE_ANY; Rule.LocalPort.Type = FILTER_PORT_TYPE_ANY; Rule.Protocol = FILTER_PROTO_TCP;
printf("Not match %d\n", NoMatch); printf("Error %d\n", ErrorMatch); printf("\n\n"); } }
Rule.RemoteAddress.Type = FILTER_ADDRESS_TYPE_ANY; Rule.RemotePort.Type = FILTER_PORT_TYPE_ANY; Rule.LocalPort.Type = FILTER_PORT_TYPE_ANY; Rule.Protocol = FILTER_PROTO_TCP; Rule.Direction = FILTER_DIRECTION_OUTGOING;
关键字:个人防火墙 包过滤 截包 应用层 中间层 NDIS Windows 作者:Fang(fangguicheng@)
个人防火墙简介
个人防火墙] (Personal FireWall)顾名思义是一种个人行为的防范措施,这种防火墙不需要特 定的网络设备,只要在用户所使用的 PC 上安装软件即可。 由于网络管理者可以远距离地 进行设置和管理,终端用户在使用时不必特别在意防火墙的存在,极为适合小企业等和个人 等的使用。 个人防火墙把用户的计算机和公共网络分隔开,它检查到达防火墙两端的所有数据包,无论 是进入还是发出,从而决定该拦截这个包还是将其放行,是保护个人计算机接入互联网的安 全有效措施。 常见的个人防火墙有:天网防火墙个人版、瑞星个人防火墙、360 木马防火墙、费尔个人防 火墙、江民黑客防火墙和金山网标等。
而本文将要介绍的方法极为简单,特别易于网络初学者学习训练。只需要对 IP 协议所有了 解就够了,不需要有 Windows NDIS 驱动程序编写知识。
UCAP 简介
本文实现的防火墙基于 UCAP 实现。UCAP 驱动为纳雅 CSC VPN 的一个关键驱动程序。 它能够接管系统上所有以太网接口,把待接收的报文和待发送的报文都送到应用层,由应用 层根据报文内容给出指示,UCAP 根据指示允许该报文通过,或者丢弃,或者修改,或者转 发。也就是说,基于 UCAP 的 Windows 应用程序可以全权控制这个系统的所有网络行为。
Rule.RemoteAddress.Type = FILTER_ADDRESS_TYPE_ANY; Rule.RemotePort.Type = FILTER_PORT_TYPE_ANY; Rule.LocalPort.Type = FILTER_PORT_TYPE_SINGLE; Rule.LocalPort.Port = htons(5001); Rule.Protocol = FILTER_PROTO_TCP; Rule.Direction = FILTER_DIRECTION_INCOMING;
源代码说明
Fwfilter.c Filter.c Rule.c Ucapctrl.c
API 接口实现 根据 IP、TCP、UDP 过滤,支持 IP 分片 维护规则列表,根据列表执行规则匹配 与 UCAP 驱动的接口
简单的测试代码
#include <winsock2.h> #include <stdio.h> #include "pfwapi.h"
else if(RuleId > 4) ErrorMatch++;
else RuleMatch[RuleId]++;
}
int main(int argc, char* argv[]) {
BOOL bRet; char cmd[80]; int i;
FILTER_RULE Rule;
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