Đồ án Thiết lập firewall và các rule với ISA server

Lời mở đầu Trong thực tế hiện nay bảo mật thông tin đang đóng một vai trò thiết yếu chứ không còn là “thứ yếu” trong mọi hoạt động liên quan đến việc ứng dụng công nghệ thông tin. Bảo mật thông tin không chỉ thuần túy là những công cụ (Hardware, software), mà thực sự đã được xem như là giải pháp cho nhiều vấn đề. Khởi động từ những năm đầu thập niên 90, với một số ít chuyên gia về CNTT, những hiểu biết còn hạn chế và đưa CNTT ứng dụng trong các hoạt động sản xuất, giao dịch, quản lý còn khá khiêm tốn và chỉ dừng lại ở mức công cụ, và đôi khi nhận thấy những công cụ “đắt tiền” này còn gây một số cản trở, không đem lại những hiệu quả thiết thực cho những Tổ chức sử dụng nó. Ứng dụng công nghệ thông tin một cách có hiệu quả và “bền vững”, là tiêu chí hàng đầu của nhiều quốc gia hiện nay, Việt Nam không là ngoại lệ. Xét trên bình diện một doanh nghiệp khi ứng dụng CNTT vào sản xuất, kinh doanh cũng luôn mong muốn có được điều này. Tính hiệu quả là điều bắt buộc, và sự “bền vững” cũng là tất yếu. Khi triển khai một hệ thống thông tin và xây dựng được cơ chế bảo vệ chặt chẽ, an toàn, như vậy là góp phần duy trì tính “bền vững” cho hệ thống thông tin của doanh nghiệp hoặc một tổ chức đó. Và tất cả chúng ta đều hiểu rằng giá trị thông tin của doanh nghiệp hay doanh nghiệp… Là tài sản vô giá. Không chỉ thuần túy về vật chất, những giá trị khác không thể đo đếm được như uy tín của họ với khách hàng sẽ ra sao, nếu những thông tin giao dịch với khách hàng bị đánh cắp, rồi sau đó bị lợi dụng với những mục đích khác nhau… Hacker, attacker, virus, worm, phishing, những khái niệm này giờ đây không còn xa lạ, và thực sự là mối lo ngại hàng đầu của tất cả các hệ thống thông tin (PCs, Enterprise Networks, Internet, etc…). Theo tạp chí computer Economics mỗi năm các cuộc tấn công mạng trên toàn thế giới gây thiệt hại cho nền kinh tế thế giới hàng tỷ USD có thể kể ra những nỗi “ám ảnh” của thế giới như vụ bùng phát vius code red năm 2001 chỉ sau 24h sau khi virus này bắt đầu phát tán 341.015 máy chủ (server) trên toàn thế giới đã bị lây nhiễm, gây thiệt hại vào khoản 2,6 tỷ USD. Tháng 1/2002 Cloud Nine nhà cung cấp dịch vụ tại châu âu đã bị phá sản vì các cuộc tấn công từ chối dịch vụ…Việt Nam đang là nước có tình trang tin tặc lộng hành rất phổ biến. chỉ tính riêng năm 2007 thiệt hại do virus gây ra vào khoảng hơn 2000 tỷ đồng( trung bình khoảng 591.000 đồng /1 PC), với 6752 virus mới xuất hiện trong năm( trung bình 18,49 virus/ngày). Năm 2007 cũng là năm báo động đỏ của an ninh mạng việt nam khi có đến 342 website bị hacker trong và ngoài nước tấn công. Bên cạnh những thiệt hại có thể thống kê bằng các con số như trên, thì không thể thống kê được nhưng lòng tin của người sử dụng dịch vụ, của thị trường vào hệ thống cung như các dịch vụ cung cấp qua mạng internet bị giảm sút và chính viễn cảnh thiếu an toàn cũng khiến không ít cơ sở ngừng kinh doanh việc bán hàng trực tuyến... Tháng 10/2008 theo thống kê của Trung tâm an ninh mạng Bkis đã có 3910 dòng virus mới xuất hiện tại việt nam, 50 website của các cơ quan doanh nghiệp của Việt Nam bị hacker xâm nhập. Ngoài ra bkis còn phát hiện lỗ hổng của 11 website của các cơ quan và doanh nghiệp thuộc chính phủ. Mặc dù tình trạn an ninh mạng ở Việt mnam đang ở tình trạng “báo động đỏ” nhung phần lớn người dùng, tổ chức hay các cơ quan doanh nghiệp chưa được trang bị những kiến thức cần thiết để đảm bảo an ninh mạng, hơn thế nữa hệ thống an ninh mạng của các tổ chức hay doanh nghiệp còn nhiều lỗ hổng thậm trí doanh nghiệp hoặc tổ chức còn không có nhưng thiết bị anh ninh mạng và bảo mật mạng. Và chính vì vậy, tất cả những hệ thống này cần trang bị những công cụ đủ mạnh, am hiểu cách xử lý để đối phó với những cuộc tấn công và nguy cơ mất an ninh mạng. Để có thể chống lại những cuộc tấn công và nguy cơ an ninh mạng trước hết là do ý thức của người sử dụng. Yếu tố con người chính là yếu tố quan trong nhất, và cuối cùng là những công cụ đắc lực nhất đó chính là tường lửa ‘firewall’. Có rất nhiều hãng sản xuất và thiết kế tường lửa trên thế giới như: Symantec, Cisco, hay Microsoft… Được sử dụng cho rất nhiều hệ điều hành cũng như với những hệ thống mạng khác nhau. Có 2 loại firewall chính đó là firewll cứng và firewall mền, các sản phẩm firewall mền thường không đắt bằng firewll cứng, thậm chí có nhưng sản phẩm còn được sử dụng miễn phí. So với firewall cứng thì firewall mền linh động hơn có thể chạy tốt trên các hệ điều hành khác nhau và một trong nhưng firewall mền nổi tiếng đó là: ISA, Zonealarm… Nhưng nổi lên hơn cả đó chính là ISA server ‘Microsoft Internet Security and Acceleration Server’ là phần mềm chia sẻ Internet của Microsoft. Có thể nói đây là phần mềm chia sẻ Internet khá hiệu quả, ổn định, dễ cấu hình, thiết lập tường lửa tốt. Tốc độ nhanh nhờ chế độ cache thông minh, với tính năng lưu cache trên đĩa giúp bạn truy xuất thông tin nhanh hơn, và tính năng Schedule Cache (lập lịch cho tự download thông tin trên các WebServer lưu vào cache và máy con chỉ cần lấy thông tin trên các WebServer đó bằng mạng LAN). Nội dung đồ án bao gồm 3 chương: - Chương I: TỔNG QUAN VỀ ISA SERVER 2004. Nghiên cứu về ISA server 2004 một các tổng quan. Em đã đưa nhưng lý thuyết mình nắm bắt được, những nguyên lý vận hành những và hoạt động của ISA server 2004. - Chương II: THIẾT LẬP FIREWALL VÀ CÁC RULE VỚI ISA server. Tìm hiểu về tường lửa trong ISA server 2004 nội dung chính của phần này đã nêu ra cá nhìn tổng quan nhất về tường lửa, và ứng dụng của tường lửa trong ISA server 2004 và đặc biệt là “rule” trong ISA server được thiết lập và cấu hình, áp dụng vào thực tế - Chương III: THIẾT LẬP VÀ CẤU HÌNH VPN VỚI ISA server 2004. Chương này đã nghiên cứu về VPN trong ISA SERVER 2004. Ở chương này em đã trình bày 1 cách tổng quan nhất về VPN và đặc biệt là ứng dụng của VPN được áp dụng trong ISA SERVER 2004. Mục đích của đồ án là đưa ra một cái nhìn tổng quan về ứng dụng của phần mền ISA SERVER 2004 trong hệ thống máy tính và bảo mật mạng đồng thời đưa ra khuyến nghị nhằm hỗ trợ các tổ chức hay các doanh nghiệp trong qua trình phát triển của công nghệ thông tin hiện nay tăng cường bảo mật chống lại sự xâm nhập từ bên ngoài cũng như bên trong mạng. Qua quá trình học tập và thực tập tại công ty IDG (tập doàn dữ liệu quốc tế), để hoàn thành đồ án này em đã nhận được sự chỉ bảo tận tình của các anh chị trong công ty, thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong khoa CNTT . Vì thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên khó tránh khỏi nhưng thiếu xót. Em mong được sự đóng góp ý kiến từ thầy cô và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc. Em xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo hướng dẫn đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày … tháng 4 năm 2009 Chương I TỔNG QUAN VỀ ISA SERVER I. GIỚI THIỆU VỀ ISA SERVER. 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG. - Microsoft Internet Security and Acceleration Server (ISA Server) là phần mềm chia sẻ Internet của Microsoft. Có thể nói đây là phần mềm chia sẻ Internet khá hiệu quả, ổn định, dễ cấu hình, thiết lập tường lửa tốt. - ISA được thiết kế chủ yếu để hoạt động như một tường lửa, nhằm đảm bảo rằng tất cả những lưu lượng (traffic) không trông đợi từ internet được chặn lại bên ngoài của tổ chức. Đồng thời ISA có thế cho phép người dùng (user) bên trong mạng tổ chức truy cập một cách có chọn lọc đến các tà nguyên trên internet và các user trên internet có thể truy cập vào bên trong mạng tổ chức sao cho phù hợp với các qui tắc (rule) của ISA server. - ISA là một công cụ hữu hiệu cho một kế hoạch tổng thể để bảo mật mạng và tổ chức. Vai trò của của ISA server rất trọng yếu. Bởi vì nó được triển khai tại điểm kết nối giữa mạng bên trong tổ chức và internet. Hầu hết các tổ chức cung cấp một vài mức độ truy cập internet cho người dùng của họ. ISA server có thể áp đặt các chính sách bảo mật (sercurity polices) để phân phát đến người dùng (user) một số cách thức truy cập internet cho nguời dùng của họ. Đồng thời nhiều tổ chức cũng cung cấp cho các user ở xa (remote user) một số cách thức truy cập đến các máy chủ trong mạng tổ chức. - Ngoài ra, ISA server còn cung cấp các tính năng mở rộng như: + Multi-Networking: Kĩ thuật thiết lập các chính sách truy cập dựa trên địa chỉ mạng, thiết lập firewall để lọc thông tin dựa trên từng địa chỉ mạng con. + Unique per-network policies: đặc điểm multi-networking được cung cấp trong ISA server cho phép bảo vệ hệ thống mạng nội bộ bằng cách giới hạn truy xuất của các client bên ngoài internet, bằng cách tao ra một vùng ngoại vi perimeter network (được xem là vùng DMZ, demilitazed zone, hoặc sreened subnet), chỉ cho phép các client bên ngoài truy xuất vào các server trên mạng ngoại vi, không cho phép các client truy xuất trực tiếp vào mạng nội bộ. + Stateful inspection of all trafic: cho phép giám sát tất cả lưu lượng mạng. + NAT and route network relationships: cung cấp kỹ thuật NAT và định tuyến dữ liệu cho mạng con. + Network templates: cung cấp các mô hình mẫu (network templates) về một số kiến trúc mạng kèm theo một số luật cần thiết cho network templates tương ứng. + VPN network: truy cập từ xa cho doanh nghiệp giám sát , ghi nhận log , quản lý session cho từng VPN server, thiết lập access policy cho từng VPN client, cung cấp tính năng tương thích với VPN trên các hệ thống khác. + Security: thiết lập firewall cho hệ thống như Authentication, publish server, giới hạn một số lưu lượng (traffic). + Web cache: để tăng tốc độ truy suất mạng, giảm tải cho đường truyền, web proxy để chia sẻ truy xuất web. -Cung cấp một số tinh năng quản lý hiệu quả như: giám sát lưu lượng, reporting qua web, export và import cấu hình từ XML configuration file, quản lý lỗi hệ thông thông qua kỹ thuật gửi thông báo qua e-mail…. + Application layer filtering (ALF): là một trong nhưng điểm mạnh của ISA server 2004, không giống như packet filtering firewall truyền thống, ISA 2004 có thể thao tác sâu hơn như có thể lọc các thông tin trong tầng ưng dụng. Một số đặc điểm nổi bật của ALF: Cho phép thiết lập bộ lọc HTTP inbound và oubound HTTP. Chặn được các loại tập tin thực thi chạy trên nền windown như: pif, com,… Có thế giới hạn HTTP download. Có thể truy suất web cho tất cả các client dự trên nội dung truy cập. Có thể điều truy xuất HTTP dựa trên chữ ký (signature). Điều khiển một số phương thức truy xuất của HTTP. I.2. CÁC CHỨC NĂNG CỦA ISA SERVER. I.2.1. Chức năng tường lửa. Tường lửa (firewall) là một thiết bị được đặt giữa một phân đoạn mạng với một phân đoạn mạng khác trong một mạng. Firewall được cấu hình với những qui tắc (rule) lọc lưu lượng (traffic), trong đó định nghĩa những loại lưu lượng mạng (network traffic) sẽ được phép đi qua. Firewall có thể được bố trí và cấu hình để bảo vệ mạng của tổ chức, hoặc được bố trí bên trong để bảo vệ một vùng đặc biệt trong mạng. Trong hầu hết trường hợp, firewall được triển khai ở vành đai mạng. Chức năng chính của firewall trong trường hợp này là đảm bảo không có lưu lượng nào từ Internet có thể tới được mạng bên trong (internal network) của tổ chức trừ khi nó được cho phép. Ví dụ, trong tổ chức bạn có một web bên trong mạng (internal Web Server) cần cho người dùng internet (internet user) có thể tới được. Firewall có thể được cấu hình để cho phép các lưu lượng (traffic) từ Internet chỉ được truy cập đến Web Server đó.Về mặc chức năng ISA Server chính là một firewall. Bởi mặc định, khi bạn triển khai ISA Server, nó sẽ khóa tất cả ‘traffic’ giữa các mạng mà nó làm Server, bao gồm ‘internal network’, vùng DMZ (Demilitarized Zone) và Internet. ISA Server 2004 dùng 3 loại quy tắc lọc (filtering rule) để ngăn chặn hoặc cho phép các lưu lượng mạng (network traffic), đó là: packet filtering, stateful filtering và application-layer filtering. a. Packet Filtering (Lọc gói tin). Packet filtering làm việc bằng cách kiểm tra thông tin mào đầu (header) của từng gói tin mạng (network packet) đi tới firewall. Khi gói tin (packet) đi tới giao tiếp mạng của ISA Server, ISA Server sẽ xem phần mào đầu (header) của của gói tin (packet) và kiểm tra thông tin (địa chỉ nguồn và đích, và địa chỉ cổng ‘port’ nguồn và đích). ISA Server so sánh thông tin này dựa vào các luật ‘rule’ của firewall, đã định nghĩa gói tin nào ‘packet’ nào được cho phép. Nếu địa chỉ nguồn và đích được cho phép, và nếu cổng ‘port’ nguồn và đích được cho phép, gói tin ‘packet’ được đi qua firewall để đến đích. Nếu địa chỉ và cổng ‘port’ không chính xác là những gì được cho phép gói tin sẽ bị loại bỏ bà không được đi qua firewall. b. Stateful Filtering (Lọc trạng thái). Stateful filtering dùng một sự kiểm tra thấu đáo hơn đối với gói tin mạng ‘network packet’ để dẫn đến quyết định có cho qua hay là không. Khi ISA Sever dùng một sự xem xét kỹ trạng thái, nó kiểm tra các mào đầu ‘header’ của Internet Protocol (IP) và Transmission Control Protocol (TCP) để xác định trạng thái của một gói tin ‘packet’ bên trong nội dung của những ‘packet’ trước đó đã đi qua ISA Server, hoặc bên trong nội dung của một phiên (session) TCP. Ví dụ, một người dùng ‘user’ trong ‘internal network’ có thể gửi một yêu cầu ‘request’ đến một Web Server ngoài Internet. Web Server đáp lại yêu cầu ‘request’ đó. Khi gói tin ‘packet’ trả về đi tới firewall, firewall kiểm duyệt thông tin phiên của TCP ‘TCP session’ (là một phần của ‘packet). Firewall sẽ xác định rằng ‘packet’ thuộc về một phiên ‘session’ đang hoạt động mà đã được khởi tạo bởi một ‘user’ trong ‘internal network’, vì thế gói tin ‘packet’ được chuyển đến máy tính của ‘user’ đó. Nếu một ‘user’ bên ngoài mạng cố gắng kết nói đến một máy tính bên trong mạng tổ chức, mà firewall xác định rằng ‘packet’ đó không thuộc về một ‘session’ hiện hành đang hoạt động thì gói tin đó sẽ bị loại bỏ. c. Application-Layer Filtering (Lọc lớp ứng dụng). ISA Server cũng dùng bộ lọc ‘application-layer’ để ra quyết định một ‘packet’ có được cho phép hay là không. ‘Application-layer filtering’ kiểm tra nội dung thực tế của ‘packet’ để quyết định liêu ‘packet’ có thể được đi qua firewall hay không. ‘Application filter’ sẽ mở toàn bộ ‘packet’ và kiểm tra dữ liệu thực sự bên trong nó trước khi đưa ra quyết định cho qua.Ví dụ, một ‘user’ trên Internet có thể yêu cầu một trang từ ‘internal Web Server’ bằng cách dùng lệnh “GET” trong giao thức HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Khi ‘packet’ đi tới firewall, ‘application filter’ xem xét kỹ ‘packet’ và phát hiện lệnh “GET”. ‘Application filter’ kiểm tra chính sách của nó để quyết định. Nếu một ‘user’ gửi một ‘packet’ tương tự đến Web Server, nhưng dùng lệnh “POST” để ghi thông tin lên Web Server, ISA Server một lần nữa kiểm tra ‘packet’. ISA Server nhận thấy lệnh “POST”, dựa vào chính sách của mình, ISA Server quyết định rằng lệnh này không được phép và ‘packet’ bị đánh rớt.‘HTTP application filter’ được cung cấp cùng với ISA Server 2004 có thể kiểm tra bất kỳ thông tin nào trong dữ liệu, bao gồm: ‘virus signature’, chiều dài của ‘Uniform Resource Location’ (URL), nội dung ‘page header’ và phần mở rộng của ‘file’. Ngoài ‘HTTP filter’, ISA Server còn có những ‘application filter’ khác dành cho việc bảo mật những giao thức và ứng dụng khác. I.2.2. chức năng bảo mật truy cập internet. Hầu hết các tổ chức đều phải cho nhân viên của mình truy cập internet và sử dụng World Wide Web như một nguồn tài nguyên và một công cụ giao tiếp. Điều đó có nghĩa là không tổ chức nào tránh được việc truy cập internet, và việc bảo mật kết nối internet trở nên thiết yếu. ISA Server có thể được dùng để bảo mật các kết nối của máy trạm đến nguồn tài nguyên trên internet. Để làm được điều đó, cần phải cấu hình tất cả máy trạm đều phải thông qua ISA Server để kết nối internet. Khi đó ISA Server sẽ hoạt động như một ‘proxy server’ giữa máy trạm trong mạng tổ chức và nguồn tài nguyên trên internet. Điều này có nghĩa là khi một máy trạm gởi yêu cầu đến Web Server trên internet, thì sẽ không có kết nối trực tiếp giữa máy trạm đó và Web Server. Thành phần ‘proxy server’ trên ISA Server sẽ làm việc trực tiếp với Web Server (thay máy trạm gởi yêu cầu đến Web Server, cũng như thay Web Server hồi đáp lại cho máy trạm trong mạng nội bộ). Nhờ đó mà thông tin mạng của máy trạm sẽ không bị phơi bài ra mạng bên ngoài.Và việc máy trạm dùng ứng dụng gì để truy cập internet hoặc truy cập đến tài nguyên gì trên internet cũng được ISA Server kiểm soát. ISA Server cũng hoạt động như một‘cachingserver’. I.2.3. Cho phép truy cập nguồn tài nguyên nội bộ một cách bảo mật. Một số tổ chức muốn người dùng trên internet có thể truy cập đến nguồn tài nguyên đặc trong mạng nội bộ của tổ chức. Tối thiểu, hầu hết tổ chức đều muốn cung cấp khả năng truy cập tới Website của tổ chức, nhất là đối với các doanh nghiệp mà hoạt động kinh doanh của họ chủ yếu dựa trên nền Web. Nhiều tổ chức cũng cần cung cấp khả năng truy cập đến những nguồn tài nguyên không dựa trên nền Web như DNS Server, hoặc Database Server.Cho phép tài nguyên trong mạng nội bộ có thể được truy cập thông qua internet sẽ làm tăng các nguy cơ về bảo mật cho một tổ chức. Để giảm thiểu các nguy cơ đó, ‘firewall’ đặc ở vành đai mạng phải có khả năng chặn tất cả lưu lượng ‘traffic’ có hại đi vào mạng của tổ chức, và đảm bảo rằng người dùng trên internet chỉ có thể truy cập đến những máy chủ cho phép. Để cấu hình việc ‘publish’ trong ISA Server, chúng ta cấu hình một ‘publishing rule’ để chỉ định cách thức mà ISA Server đáp lại những yêu cầu từ internet. ISA Server cung cấp 3 loại ‘publishing rule’ khác nhau: Web publishing rule, secure Web publishing rule, và Server publishing rule. I.2.4. chức năng VPN. Ngoài việc cho phép người dùng trên internet được phép truy cập đến các máy chủ đặc biệt trong mạng nội bộ, nhiều tổ chức còn có nhu cầu cung cấp cho người dùng ở xa khả năng truy cập đến các tài nguyên đặc trên các máy chủ nội bộ. Hoặc một tổ chức có văn phòng đặc ở nhiều nơi, nhân viên từ một văn phòng có nhu cầu truy cập đến tài nguyên mạng ở một nơi khác. Để cho phép mức độ truy cập như vậy, nhiều tổ chức đã triển khai VPN (Virtual Private Network – Mạng riêng ảo). Một VPN là một kết nối mạng bảo mật được tạo thông qua một mạng dùng chung như internet. VPN được bảo mật bằng cách sử dụng chứng thực và mã hóa, vì thế, thậm chí nếu ‘network packet’ bị bắt lấy trên mạng dùng chung (internet) thì ‘packet’ đó cũng không thể mở ra hoặc đọc được. VPN có thể được tạo ra giữa một người dùng với mạng nội bộ (Client-to-Site) hoặc giữa hai văn phòng của công ty với nhau (Site-to-Site). Một người dùng có thể kết nối đến internet từ bất kỳ đâu và sau đó kết nối đến ‘gateway’ của VPN. Tất cả ‘packet’ gửi qua internet dùng VPN được bảo mật.ISA Server cung cấp một giải pháp truy cập VPN từ xa được tích hợp trong firewall. Khi những máy trạm ở xa kết nối đến ISA Server bằng VPN, thì các máy trạm đó được đưa vào mạng ‘VPN Clients network’. Mạng này được xem như bất kỳ một mạng nào khác trên ISA Server, nghĩa là bạn có thể cấu hình ‘firewall rule’ để lộc tất cả ‘traffic’ từ các máy trạm VPN. ISA Server còn cung cấp chức năng giám sát cách ly VPN (VPN quarantine control). ‘VPN quarantine control’ hoãn lại sự truy cập từ xa đến một mạng riêng cho đến khi cấu hình của máy trạm truy cập từ xa được kiểm định và công nhận bởi một ‘client-side-script’. Nếu bạn bậc ‘VPN quarantine control’, tất cả các máy trạm VPN được cho là ‘Quarantined VPN Clients network’ cho đến khi họ vượt qua những sự kiểm tra bảo mật đặc biệt. Bạn có thể cấu hình ‘firewall rule’ để lộc tất cả các ‘traffic’ từ các máy trạm trong ‘Quarantine VPN Clients network’ đến bất kỳ mạng nào khác. ISA Server cũng cho phép VPN site-to-site. Trong kịch bản này, bạn cấu hình một ISA Server trong mỗi chi nhánh hoặc văn phòng ở xa nhau. Khi ISA Server ở một nơi nhận ‘network traffic’ từ một nơi khác, ISA Server sẽ khởi tạo một kết nối VPN Site-to-Site và định tuyến ‘traffic’ thông qua nó đến các nơi khác. Để cấu hình những kết nối VPN Site-to-Site, bạn tạo một ‘remote-site network’ trên ISA Server, và sau đó định nghĩa các ‘access rule’ để giám sát những loại ‘traffic’ được phép trao đổi giữa c