فایروال چیست؟ همه چیز راجع به فایروال

فایروال چیست؟

فایروال (Firewall) یا به فارسی دیوار آتش به نرم‌افزار یا سخت افزاری گفته می‌شود که برای محافظت از سیستم‌ها و شبکه‌ها در برابر حملات امنیتی و جلوگیری از ورود و دسترسی‌های غیرمجاز به سیستم و شبکه، استفاده می‌شود. فایروال با تحلیل ترافیک ورودی و خروجی و به صورت اتوماتیک، تصمیم می‌گیرد که کدام ترافیک اجازه عبور به داخل شبکه را دارد و کدام ترافیک باید مسدود شود.

فایروال می‌تواند به صورت سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری پیاده‌سازی شود و می‌تواند به صورت مرکزی یا توزیع شده در شبکه‌ها قرار گیرد. این نرم‌افزارها می‌توانند در سطح شبکه و یا در سطح سیستم‌عامل مورد استفاده قرار گیرند. همچنین فایروال می‌تواند تنظیمات مختلفی داشته باشد که از جمله آن‌ها می‌توان به تعریف قوانین، فیلترینگ بر اساس آدرس IP و پورت، احراز هویت کاربر و یا اجرای محدودیت‌های زمانی اشاره کرد.

چرا از فایروال استفاده می‌شود؟

هدف اصلی استفاده از فایروال، حفاظت از امنیت و اطمینان از امنیت شبکه‌های کامپیوتری است. با استفاده از فایروال، می‌توان دسترسی به شبکه‌های کامپیوتری را محدود کرده و داده‌های حساس را از دسترسی‌های غیرمجاز محافظت کرد.

هدف دیگر استفاده از فایروال، مدیریت و کنترل ترافیک شبکه است. با استفاده از فایروال، می‌توان ترافیک شبکه را مدیریت کرده و برای برخورد با افزایش ترافیک و ورود ترافیک های غیرمجاز، سیاست‌های مختلفی را پیاده کرد.

به طور کلی، هدف استفاده از فایروال، حفاظت از امنیت و حریم خصوصی داده‌ها و دسترسی کنترل شده و امن به شبکه است.

عملکرد فایروال به چه صورت است؟

فایروال به عنوان یک نرم‌افزار یا سخت‌افزار، بین شبکه داخلی و شبکه خارجی یا اینترنت قرار می‌گیرد و ترافیک شبکه را مدیریت می‌کند. هنگامی که یک بسته داده (packet) در حال ارسال به داخل یا خارج از شبکه است، فایروال آن را بررسی می‌کند و تصمیم می‌گیرد که آیا باید آن را از شبکه عبور دهد یا خیر.

برای تصمیم‌گیری در مورد بسته‌های داده، فایروال از یک سری قوانین و سیاست‌های تعریف شده استفاده می‌کند که به آن‌ها “قوانین فایروال” یا “Firewall Rules” گفته می‌شود. این قوانین شامل مجموعه‌ای از شرایط و محدودیت‌هایی هستند که بر اساس آن‌ها فایروال تصمیم می‌گیرد که بسته داده باید به داخل شبکه وارد شود و یا مسدود شود.

به عنوان مثال، یک قانون می‌تواند برای اجازه دادن بسته‌های داده با پورت 80 وب (HTTP) تعریف شود، در حالی که یک قانون دیگر ممکن است برای ممانعت از ارسال بسته‌های داده با پورت 22 (SSH) تعریف شود.

علاوه بر قوانین، فایروال می‌تواند از فیلترینگ پکت (packet filtering)، بسته‌دهی (packet shaping)، ورودی محدود (input restriction) و خروجی محدود (output restriction) برای مدیریت ترافیک شبکه استفاده کند. این ابزارها به فایروال کمک می‌کنند تا بتواند بهترین تصمیم‌ها را برای محافظت از شبکه و داده‌های حساس شما بگیرد.

فایروال ها به طور کلی در برابر هر یک از بسته ها باید سه عمل زیر را به ترتیب انجام دهند:

1. بازرسی کنند: ترافیک ورودی و خروجی از شبکه را باید بایت به بایت به دقت بررسی کنند.
2. تصميم بگیرند: با استفاده از مجموعه قوانین تعریف شده، ترافیک را بررسی و مقایسه کنند، و آن را به عنوان ترافیک مجاز و یا غیرمجاز تفکیک کنند.
3. عمل کنند: بر اساس نوع ترافیک (مجاز یا غیرمجاز) آن را مسدود کنند یا اجازه عبور به آن بدهند.

انواع فایروال

وقتی صحبت از انواع فایروال می شود، ذکر این نکته حائز اهمیت است که فایروال ها را می توان از نظر ساختار، پیکربندی، سطح امنیت و روش استقرار آن‌ها دسته بندی کرد.

سه نوع فایروال بر اساس نحوه استقرار وجود دارد، فایروال سخت افزاری، فایروال نرم افزاری و فایروال مبتنی بر ابر.

هر یک از این روش‌های استقرار استراتژی‌های متفاوتی را برای امنیت ارائه می‎‌دهند و انتخاب هر کدام از آن‌ها بسته به نوع شبکه و ابعاد آن متفاوت می‌باشد.

همچنین فایروال‌ها بر اساس عملکرد و لایه OSI به 5 دسته کلی تقسیم می‌شوند. هر یک از این نوع از فایروال‌ها می تواند به عنوان سخت افزار، نرم افزار یا در فضای ابری مستقر شوند.

انواع فایروال بر اساس روش کار به شرح زیر می‌باشد:

1. Packet-Filtering Firewalls
2. Circuit-Level Gateways
3. Stateful Inspection Firewalls
4. Proxy Firewalls
5. Next-Generation Firewalls

سه نوع فایروال بر اساس نحوه استقرار و نصب آن‌ها وجود دارد: سخت افزار، نرم افزار و فایروال مبتنی بر ابر. در ادامه هر یک از این استراتژی ها به تفصیل بررسی می‌شود.

فایروال‌های نرم‌افزاری

فایروال‌های نرم‌افزاری مستقیماً بر روی دستگاه میزبان نصب می‌شود. این نوع فایروال فقط یک دستگاه (نقطه اتصال شبکه، کامپیوتر شخصی، لپتاپ، سرور و غیره) را حفاظت می‌کند، بنابراین مدیران باید نسخه‌ای از نرم‌افزار را بر روی هر دستگاهی که می‌خواهند حفاظت کنند، نصب کنند.

از آنجا که مدیران یک فایروال نرم‌افزاری را بر روی یک دستگاه نصب می‌کنند، این فایروال‌ها به ناچار مقداری از RAM و CPU سیستم را مصرف می‌کنند، که برای برخی موارد استفاده از آن یک مشکل است.

مزایاي فایروال‌های نرم‌افزاری

1. حفاظت عالی برای یک دستگاه.
2. جداسازی نقاط پایانی شبکه از یکدیگر.
3. امنیت بسیار دقیق که مدیر کنترل کاملی برنامه‌های مجاز دارد.
4. در دسترس بودن آسان و هزینه پایین.

معایب فایروال‌های نرم‌افزاری

1. مصرف زیاد CPU، RAM و حافظه دستگاه.
2. نیاز به تنظیمات مجزا برای هر دستگاه.
3. مراقبت و نگه‌داری دشوار و زمان‌بر است.
4. همه دستگاه‌ها با هر نوع فایروال سازگار نیستند، بنابراین ممکن است در یک شبکه مجبور به استفاده از راهکارهای متفاوت باشد.

فایروال‌های سخت‌افزاری

فایروال سخت‌افزاری یک دستگاه سخت‌افزاری جداگانه است که ترافیک وارد شونده و خارج شونده از یک شبکه را فیلتر می‌کند. برخلاف فایروال‌های نرم‌افزاری، این دستگاه‌ها به طور مستقل منابع خود را دارند و از CPU یا RAM دستگاه‌های میزبان مصرف نمی‌کنند.

مزایاي فایروال‌های سخت‌افزاری

1. حفاظت از چندین سیستم با یک دستگاه فایروال.
2. امنیت سطح بالا که ترافیک مخرب هرگز به دستگاه‌های میزبان نمی‌رسد.
3. منابع دستگاه نقاط پایانی را مصرف نمی‌کند.
4. به راحتی از طریق یک داشبورد قابل مدیریت است.

معایب فایروال‌های سخت‌افزاری

1. گران‌تر از فایروال‌های نرم‌افزاری هستند.
2. تهدیدهای داخلی نقطه ضعف قابل توجهی هستند.
3. تنظیم و مدیریت آن‌ها نیاز به مهارت‌های بیشتری نسبت به فایروال‌های مبتنی بر نرم‌افزار دارد.

فایروال‌‌های ابری

بسیاری از شرکت های ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی فایروال‌های مبتنی بر ابر نیز ارائه می‌دهند. این خدمات همچنین به عنوان “Firewall-as-Service” شناخته می‌شوند و به عنوان IaaS یا PaaS اجرا می‌شوند.

مانند راهکارهای مبتنی بر سخت‌افزار، فایروال‌های ابری در امنیت محیطی شبمع عالی عمل می‌کنند، اما همچنین می‌توانید این سیستم‌ها را برای هر میزبان به صورت جداگانه تنظیم کنید.

مزایاي فایروال‌های ابری

1. ارائه‌دهنده خدمت تمامی وظایف مدیریتی (نصب، پیکربندی، آپدیت، رفع اشکال و غیره) را انجام می‌دهد.
2. کاربران آزاد به تغییر اندازه منابع ابری برای کنترل ترافیک هستند.
3. نیاز به هیچ سخت‌افزار داخلی نیست.
4. سطوح بالای دسترسی.

معایب فایروال‌های ابری

1. کمبود شفافیت در مورد نحوه اجرای دقیق فایروال توسط ارائه‌دهنده.
2. مانند سایر خدمات مبتنی بر ابر، مهاجرت این فایروال‌ها به ارائه‌دهنده جدید دشوار است.
3. ترافیک از طریق یک شخص ثالث عبور می‌کند که مشکلات تأخیر و حریم خصوصی را به وجود می‌آورد.
4. به دلیل هزینه‌های معاملاتی بالا (OpEx)، در مدت طولانی هزینه‌بر است.

در زیر نگاهی عمیق به پنج نوع فایروال بر اساس عملکرد و لایه OSI آورده شده است. هر یک از این فایروال‌ها می‌تواند به عنوان سخت افزار، نرم افزار یا در فضای ابری مستقر شود.

فایروال Packet Filtering چیست؟

فایروال‌های Packet Filtering به عنوان یک نقطه کنترل در لایه شبکه عمل می‌کنند و اطلاعات هدر هر بسته را با مجموعه‌ای از معیارهای پیش‌تعیین شده مقایسه می‌کنند. این فایروال‌ها اطلاعات مبتنی بر هدر زیر را بررسی می‌کنند:

1. آدرس‌های IP مقصد و منبع.
2. نوع بسته.
3. شماره پورت.
4. پروتکل‌های شبکه.

این نوع فایروال‌ها فقط جزئیات سطح سطحی بسته‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنند و بسته را برای بررسی محتوای آن باز نمی‌کنند. یک فایروال فیلترینگ بسته‌ها هر بسته را به تنهایی و بدون در نظر گرفتن جریان‌های ترافیک موجود بررسی می‌کند.

فایروال‌های Packet Filtering برای سازمان‌های کوچکی که به سطح ابتدایی امنیت در برابر تهدیدهای مشخص نیاز دارند، ایده‌آل هستند.

مزایای فایروال‌های Packet Filtering

1. راه‌حل هزینه‌ای.
2. فیلترینگ و پردازش سریع بسته‌ها.
3. عالی برای اسکرین کردن ترافیک بین بخش‌های داخلی.
4. مصرف منابع کم.
5. تأثیر کمی بر سرعت شبکه و تجربه کاربر نهایی.

معایب فایروال‌های Packet Filtering

1. بررسی محتوای بسته‌ها (داده‌های واقعی) انجام نمی‌شود.
2. برای هکران با تجربه آسان برای دور زدن.
3. ناتوان در فیلترینگ در لایه برنامه.
4. آسیب‌پذیری در برابر حملات سوءاستفاده از IP چون پردازش هر بسته به صورت مجزا.
5. عدم پشتیبانی از احراز هویت کاربر یا قابلیت‌های ثبت ورود.

فایروال‌‌ Circuit level Gateways چیست؟

فایروال های Circuit level Gateways در لایه session OSI عمل می‌کنند و TCP (پروتکل کنترل انتقال) را بین میزبان‌های محلی و راه دور نظارت می‌کنند.

این نوع فایروال ساده به سرعت ترافیک را بدون مصرف منابع زیاد تایید یا رد می کند. با این حال، این سیستم‌ها بسته‌ها را بازرسی نمی‌کنند، بنابراین حتی درخواست‌های آلوده به بدافزار در صورت دست دادن مناسب TCP دسترسی پیدا می‌کنند.

مزایای فایروال Circuit level Gateways

1. فقط معاملات درخواست شده را پردازش کرده و تمام ترافیک‌های دیگر را رد می‌کنند.
2. ساده برای تنظیم و مدیریت.
3. مصرف منابع و هزینه مؤثر.
4. حفاظت قوی در برابر افشای آدرس.
5. تأثیر کمی بر تجربه کاربر نهایی.

معایب Circuit level Gateways

1. یک راه‌حل مستقل به عنوان عدم وجود فیلترینگ محتوا ندارد.
2. اغلب نیاز به تغییرات نرم‌افزاری و پروتکل شبکه دارند.

فایروال Stateful Inspection Firewalls

یک فایروال Stateful Inspection (یا dynamic packet-filtering) بسته‌های ورودی و خروجی در لایه‌های شبکه و انتقال را بررسی می‌کند. این نوع فایروال، بررسی بسته و تأیید دست دادن TCP را ترکیب می‌کند.

فایروال‌های Stateful Inspection یک پایگاه داده جدولی را حفظ می‌کنند که تمام اتصالات باز را ردیابی می‌کند و به سیستم امکان بررسی جریان‌های ترافیک موجود را می‌دهد. این پایگاه داده تمام اطلاعات کلیدی مرتبط با بسته را ذخیره می‌کند، از جمله:

1. IP منبع.
2. پورت منبع.
3. IP مقصد.
4. پورت مقصد برای هر اتصال.

زمانی که یک بسته جدید وارد می‌شود، فایروال جدول اتصال‌های معتبر را بررسی می‌کند. بسته‌های آشنا بدون تجزیه و تحلیل بیشتری عبور می‌کنند، در حالی که فایروال ترافیکی که با مجموعه قوانین پیش‌تعیین شده مطابقت ندارد، ارزیابی می‌کند.

مزایای فایروال‌های Stateful Inspection

1. در فیلترینگ ترافیک از بسته‌های قبلاً بازرسی شده استفاده می‌کند.
2. عالی در متوقف کردن حملاتی که به اشکال پروتکلی حمله می‌کنند.
3. تعداد زیادی پورت برای ورود و خروج ترافیک باز نمی‌کند که سطح حمله را کاهش می‌دهد.
4. قابلیت‌های ارائه گزارش دقیق که در جرم‌شناسی دیجیتال به کمک می‌آید.
5. کاهش قرار گرفتن در معرض اسکنرهای پورت.

معایب فایروال‌های Stateful Inspection

1. گران‌تر از فایروال‌های فیلترینگ بسته‌ها هستند.
2. نیاز به تجربه بالا برای تنظیم صحیح دارند.
3. اغلب منجر به کاهش عملکرد و افزایش تأخیر شبکه می‌شوند.
4. پشتیبانی از احراز هویت کاربر یا منابع ترافیک جعلی ندارند.
5. در معرض حملات سیل TCP قرار دارند که از اتصالات پیش‌تعیین شده استفاده می‌کنند.

پراکسی فایروال

یک فایروال پروکسی (یا application-level gateway) به عنوان واسطه بین سیستم‌های داخلی و خارجی عمل می‌کند. این فایروال‌ها شبکه را با مخفی کردن درخواست‌های کاربر قبل از ارسال به میزبان حفاظت می‌کنند.

فایروال‌های پروکسی در لایه برنامه عمل می‌کنند که بالاترین سطح مدل OSI است. این سیستم‌ها دارای قابلیت بررسی عمیق بسته (DPI) هستند که هم برآوردهای بسته‌ها و هدرهای ترافیک ورودی را بررسی می‌کنند.

زمانی که یک کاربر درخواست دسترسی به یک شبکه می‌فرستد، پیام ابتدا به سرور پروکسی می‌رود. فایروال بررسی‌های زیر را انجام می‌دهد:

1. ارتباطات قبلی بین کاربر و دستگاه‌های پشت فایروال (اگر وجود داشته باشد).
2. اطلاعات هدر.
3. خود محتوا.

پروکسی سپس درخواست را مخفی می‌کند و پیام را به وب سرور ارسال می‌کند. این فرآیند شناسه کاربر را پنهان می‌کند. سرور پاسخ می‌دهد و داده‌های درخواست شده را به پروکسی می‌فرستد، سپس فایروال اطلاعات را به کاربر اصلی ارسال می‌کند.

فایروال‌های پروکسی گزینه‌ی اصلی برای کسب‌وکارها که سعی در امنیت برنامه وب از کاربران مخرب دارند، هستند. این سیستم‌ها همچنین در مواردی که یک مورد استفاده نیاز به ناشناسی شبکه دارد، محبوب هستند.

مزایای فایروال‌های پروکسی

1. DPI که هم هدرهای بسته و هم محتوا را بررسی می‌کند.
2. افزودن لایه اضافی جداسازی بین کاربران و شبکه شما.
3. مخفی کردن آدرس‌های IP داخلی از اهداف پتانسیلی حمله.
4. شناسایی و مسدود کردن حملاتی که در لایه شبکه مدل OSI غیرقابل رؤیت هستند.
5. کنترل‌های امنیتی دقیق در ترافیک شبکه.
6. باز کردن محدودیت‌های مکانی.

معایب فایروال‌های پروکسی

1. افزایش تأخیر به دلیل بررسی دقیق بسته‌ها و مراحل ارتباط اضافی.
2. هزینه‌ی بالاتر نسبت به سایر انواع فایروال به دلیل هزینه پردازش بالا.
3. دشواری در تنظیم و مدیریت.
4. سازگاری با هر پروتکل شبکه ندارد.

فایروال‌های نسل بعدی

فایروال نسل بعدی (NGFW) یک دستگاه یا برنامه امنیتی است که وظایف چندین نوع فایروال دیگر را ترکیب می‌کند. چنین سیستمی ویژگی‌های زیر را ارائه می‌دهد:

1. بررسی عمیق بسته‌ها که محتوای ترافیک را تجزیه و تحلیل می‌کند.
2. بررسی دست دادن TCP.
3. بازرسی بسته های سطحی.

فایروال های نسل بعدی همچنین شامل اقدامات امنیتی اضافی شبکه هستند، مانند:

1. سیستم‌های تشخیص نفوذ (IDS) و سیستم‌های پیشرفته محافظت (IPS).
2. اسکن و فیلترینگ بدافزارها.
3. هوش تهدید پیشرفته (مطابقت الگوها، تشخیص مبتنی بر پروتکل، تشخیص بدافزارها مبتنی بر شهرت، تشخیص مبتنی بر ناهنجاری و غیره).
4. برنامه‌های آنتی‌ویروس.
5. ترجمه نشانی شبکه (NAT).
6. ویژگی‌های کیفیت خدمات (QoS).
7. بازرسی امنیتی تونل SSH.

فایروال‌های NGFW در صنایعی که تنظیمات سختگیرانه‌ای دارند، مانند بهداشت یا مالی، یک انتخاب معمول هستند. شرکت‌هایی که باید به استانداردهای HIPAA و PCI پایبند باشند، اغلب از این نوع فایروال‌ها استفاده می‌کنند.

مزایای فایروال‌های نسل بعدی

1. ترکیب ویژگی‌های فایروال سنتی با قابلیت‌های پیشرفته امنیتی.
2. بررسی ترافیک شبکه از لایه پیوند داده تا لایه برنامه (لایه‌های 2 تا 7 در مدل OSI).
3. قابلیت‌های ثبت کامل و جامع.

معایب فایروال‌های نسل بعدی

1. گران‌تر از فایروال‌های دیگر.
2. یک نقطه شکست بزرگ.
3. زمان استقرار آهسته.
4. برای راه اندازی و اجرا به تخصص بالایی نیاز دارید.
5. مانع عملکرد شبکه.

اگر به دنبال تقویت امنیت شبکه، حفاظت کامل از داده‌ها و منابع و همچنین مدیرت کامل شبکه سازمان خود هستید، توصیه می‌شود نگاهی به فایروال‌های سخت افزاری و قابلیت‌های آنها بیاندازید.

فایروال‌های سخت‌افزاری علاوه بر تامین امنیت شبکه، قابلیت‌های مدیریتی کارآمدی را در اخیتارتان قرار خواهد داد. برای آشنایی با برخی از قابلیت‌ فایروال‌های سخت افزاری می‌توانید به صفحه آموزش فایروال نگاهی بیاندازید.

از آنجایی که خرید فایروال سخت‌افزاری هزینه‌های قابل توجهی را برای سازمان به همراه دارد، انتخاب یک فایروال مناسب، باید بر اساس نیازها و ابعاد سازمان انجام شود.

معرفی برترین برندهای فایروال سخت افزاری

در ادامه این مقاله به معرفی برندهای فایروال‌های سخت افزاری در دنیا خواهیم پرداخت و به صورت کامل محصولات، امکانات، مزایا و معایب هر کدام را مورد بررسی قرار خواهیم داد.(ترتیب لیست بر اساس حروف الفبا می‌باشد.)