Mọi người đều hiểu chức năng cơ bản của Firewall – để bảo vệ mạng khỏi phần mềm độc hại và truy cập trái phép. Nhưng các chi tiết cụ thể chính xác về cách hoạt động của tường lửa thì ít được biết đến hơn.
Chính xác thì Firewall là gì? Các loại tường lửa khác nhau hoạt động như thế nào? Và có lẽ quan trọng nhất – loại tường lửa nào là tốt nhất?
Xem nhanh
Firewall 101
Nói một cách đơn giản, tường lửa chỉ là một điểm cuối mạng khác – Endpoint. Điều khiến nó trở nên đặc biệt là khả năng chặn và quét lưu lượng đến trước khi nó xâm nhập vào mạng nội bộ, ngăn chặn các tác nhân độc hại truy cập.
Xác minh tính xác thực của từng kết nối, ẩn IP đích khỏi tin tặc và thậm chí quét nội dung của từng gói dữ liệu – tường lửa làm tất cả. Tường lửa đóng vai trò như một trạm kiểm soát, kiểm soát cẩn thận loại giao tiếp được cho vào.
Packet-Filtering Firewalls
Packet-Filtering Firewalls là công nghệ tường lửa đơn giản nhất và tốn ít tài nguyên nhất hiện có. Mặc dù ngày nay nó không còn được ưa chuộng nhưng chúng vẫn là yếu tố bảo vệ mạng trong các máy tính cũ.
Tường lửa lọc gói hoạt động ở mức gói, quét từng gói đến từ router mạng. Nhưng nó không thực sự quét nội dung của các gói dữ liệu – chỉ là tiêu đề của chúng. Điều này cho phép tường lửa xác minh siêu dữ liệu như địa chỉ nguồn và đích, số cổng , v.v.
Loại tường lửa này không hiệu quả lắm. Tất cả những gì tường lửa lọc gói có thể làm là cắt giảm lưu lượng mạng không cần thiết theo danh sách kiểm soát truy cập. Vì bản thân nội dung của gói không được kiểm tra, phần mềm độc hại vẫn có thể xâm nhập.
Circuit Level Gateways
Một cách hiệu quả về tài nguyên khác để xác minh tính hợp pháp của các kết nối mạng là Circuit-Level Gateways. Thay vì kiểm tra tiêu đề của các gói dữ liệu riêng lẻ, một Circuit-Level Gateway chính phiên.
Một lần nữa, tường lửa như thế này không tự đi qua nội dung của quá trình truyền tải, khiến nó dễ bị tấn công bởi một loạt các cuộc tấn công độc hại. Nói như vậy, việc xác minh các kết nối Giao thức điều khiển truyền (TCP) từ lớp phiên của mô hình OSI chiếm rất ít tài nguyên và có thể tắt các kết nối mạng không mong muốn một cách hiệu quả.
Đây là lý do tại sao các Circuit Level Gateway thường được tích hợp trong hầu hết các giải pháp an ninh mạng, đặc biệt là tường lửa phần mềm. Các cổng này cũng giúp che dấu địa chỉ IP của người dùng bằng cách tạo các kết nối ảo cho mỗi phiên.
Stateful Inspection Firewalls
Cả Packet-Filtering Firewall và Circuit Level Gateway đều là những triển khai tường lửa không trạng thái. Điều này có nghĩa là chúng hoạt động trên bộ quy tắc tĩnh, hạn chế hiệu quả của chúng. Mỗi gói (hoặc phiên) được xử lý riêng biệt, điều này chỉ cho phép thực hiện các kiểm tra rất cơ bản.
Mặt khác, Stateful Inspection Firewall theo dõi trạng thái của kết nối, cùng với các chi tiết của mọi gói được truyền qua nó. Bằng cách giám sát bắt tay TCP trong suốt thời gian kết nối, Stateful Inspection Firewall có thể biên dịch một bảng chứa địa chỉ IP và số cổng của nguồn và đích và khớp các gói đến với bộ quy tắc động này.
Nhờ đó, rất khó để lẻn vào các gói dữ liệu độc hại qua Stateful Inspection Firewall. Mặt khác, loại tường lửa này có chi phí tài nguyên lớn hơn, làm chậm hiệu suất và tạo cơ hội cho tin tặc sử dụng các cuộc tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) chống lại hệ thống.
Proxy Firewalls
Còn được gọi là Application Level Gateways, Proxy Firewalls hoạt động ở lớp phía trước của mô hình OSI – lớp ứng dụng. Là lớp cuối cùng ngăn cách người dùng với mạng, lớp này cho phép kiểm tra các gói dữ liệu một cách kỹ lưỡng và tốn kém nhất, với cái giá phải trả là hiệu suất.
Tương tự như Circuit-Level Gateways, Proxy Firewalls hoạt động bằng cách can thiệp giữa máy chủ và máy khách, làm xáo trộn địa chỉ IP nội bộ của các cổng đích. Ngoài ra, các Application Level Gateway thực hiện kiểm tra gói tin sâu để đảm bảo không có lưu lượng độc hại nào có thể đi qua.
Và trong khi tất cả các biện pháp này tăng cường đáng kể tính bảo mật của mạng, nó cũng làm chậm lưu lượng truy cập đến. Hiệu suất mạng bị ảnh hưởng do các cuộc kiểm tra tốn nhiều tài nguyên được thực hiện bởi một tường lửa trạng thái như thế này, khiến nó không phù hợp với các ứng dụng nhạy cảm với hiệu suất.
NAT Firewalls
Trong nhiều thiết lập máy tính, cốt lõi chính của an ninh mạng là đảm bảo một mạng riêng tư, che giấu các địa chỉ IP riêng lẻ của các thiết bị khách khỏi cả tin tặc và nhà cung cấp dịch vụ. Như chúng ta đã thấy, điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng tường lửa Proxy hoặc Circuit-Level Gateways.
Một phương pháp ẩn địa chỉ IP đơn giản hơn nhiều là sử dụng Network Address Translation (NAT). Tường lửa NAT không yêu cầu nhiều tài nguyên hệ thống để hoạt động, làm cho chúng trở thành điểm truy cập giữa các máy chủ và mạng nội bộ.
Web Application Firewalls
Chỉ Tường lửa mạng hoạt động ở lớp ứng dụng mới có thể thực hiện quét sâu các gói dữ liệu, chẳng hạn như Proxy Firewalls hoặc tốt hơn, Tường lửa ứng dụng web (WAF).
Hoạt động từ bên trong mạng hoặc máy chủ, WAF đi qua tất cả dữ liệu được truyền bởi các ứng dụng web khác nhau, đảm bảo rằng không có mã độc hại nào lọt qua. Loại kiến trúc tường lửa này chuyên kiểm tra gói tin và cung cấp khả năng bảo mật tốt hơn tường lửa mức bề mặt.
Cloud Firewalls
Tường lửa truyền thống, cả tường lửa phần cứng cũng như phần mềm, không mở rộng quy mô tốt. Chúng phải được cài đặt với nhu cầu của hệ thống, tập trung vào hiệu suất lưu lượng cao hoặc bảo mật lưu lượng mạng thấp.
Nhưng Tường lửa trên đám mây linh hoạt hơn nhiều. Được triển khai từ đám mây như một máy chủ proxy, loại tường lửa này chặn lưu lượng mạng trước khi nó xâm nhập vào mạng nội bộ, cho phép từng phiên và xác minh từng gói dữ liệu trước khi cho phép nó vào.
Phần tốt nhất là các bức tường lửa như vậy có thể được tăng và giảm dung lượng khi cần thiết, điều chỉnh theo các mức lưu lượng truy cập đến khác nhau. Được cung cấp như một dịch vụ dựa trên đám mây, nó không yêu cầu phần cứng và được duy trì bởi chính nhà cung cấp dịch vụ.
Next-Generation Firewalls
Next-Generation có thể là một thuật ngữ gây hiểu nhầm. Tất cả các ngành công nghiệp dựa trên công nghệ đều thích tung ra những từ thông dụng như thế này, nhưng nó thực sự có nghĩa là gì? Loại tính năng nào đủ điều kiện để tường lửa được coi là thế hệ tiếp theo?
Trong sự thật, không có định nghĩa chặt chẽ. Nói chung, bạn có thể xem xét các giải pháp kết hợp các loại tường lửa khác nhau thành một hệ thống bảo mật hiệu quả duy nhất để trở thành Next-Generation Firewall (NGFW). Một bức tường lửa như vậy có khả năng kiểm tra gói tin sâu trong khi cũng loại bỏ các cuộc tấn công DDoS , cung cấp khả năng bảo vệ nhiều lớp chống lại tin tặc.
Hầu hết các Next-Generation Firewal thường sẽ kết hợp nhiều giải pháp mạng, chẳng hạn như VPN , Hệ thống ngăn chặn xâm nhập (IPS) và thậm chí cả phần mềm chống virus thành một gói mạnh mẽ. Ý tưởng là đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh giải quyết tất cả các loại lỗ hổng mạng, mang lại sự an toàn tuyệt đối cho hệ thống mạng. Để đạt được mục tiêu này, một số NGFW cũng có thể giải mã thông tin liên lạc Lớp cổng bảo mật (SSL), cho phép chúng nhận thấy các cuộc tấn công được mã hóa.
Loại Firewall nào là tốt nhất để bảo vệ mạng?
Vấn đề về tường lửa là các loại tường lửa khác nhau sử dụng các cách tiếp cận khác nhau để bảo vệ mạng .
Tường lửa đơn giản nhất chỉ xác thực các phiên và gói, không làm gì với nội dung. Tường lửa Gateway là tất cả về việc tạo kết nối ảo và ngăn truy cập vào các địa chỉ IP riêng. Tường lửa Stateful theo dõi các kết nối thông qua bắt tay TCP của chúng, xây dựng một bảng trạng thái với thông tin.
Sau đó, có tường lửa Next-Generation, kết hợp tất cả các quy trình trên với việc kiểm tra gói tin sâu và một loạt các tính năng bảo vệ mạng khác. Rõ ràng là có thể nói rằng NGFW sẽ cung cấp cho hệ thống sự bảo mật tốt nhất có thể, nhưng đó không phải lúc nào cũng là câu trả lời đúng. Một số cơ quan sẽ vì tiết kiệm sẽ không cắm dây mạng vào PC, ngắt kết nối cổng USB nội bộ để đảm bảo an toàn thông tin
Tùy thuộc vào mức độ phức tạp của mạng và loại ứng dụng đang được chạy, hệ thống có thể tốt hơn với một giải pháp đơn giản hơn để bảo vệ chống lại các cuộc tấn công phổ biến nhất. Ý tưởng tốt nhất có thể là chỉ sử dụng dịch vụ tường lửa Đám mây của bên thứ ba , giảm tải việc tinh chỉnh và duy trì tường lửa cho nhà cung cấp dịch vụ.
