Gerencia de Redes Redes de Computadores II Firewalls NAT Proxy Gerencia de Redes Redes de Computadores II *Créditos: baseado no material do Prof. Dr. João Bosco M. Sobral – UFSC e também do Prof João Paulo de Brito Gonçalves – IF/ES

Por que Firewall ? O mundo respira Internet. A Internet que o mundo respira não é segura. 60% : Internet é o principal ponto de invasão. 78% : ameaças, riscos e ataques tendem a aumentar nos próximos anos. 32% : crackers são os principais invasores. 26% : não conseguem identificar os responsáveis.

Por que Firewall ? Internet Uma imensa rede descentralizada e não gerenciada, rodando sob uma suíte de protocolos denominada IPv4, que não foi projetada para assegurar a integridade das informações e realizar controles de acesso.

Por que Firewall ? Existem diversas formas de se violar uma rede, mas essas formas nada mais fazem do que se aproveitar de falhas em serviços de rede e protocolos.

Por que Firewall ? Um Firewall não possui a função de vasculhar pacotes a procura de assinaturas de vírus. Um Firewall poderá evitar que a rede interna seja monitorada por Trojans e que os mesmos troquem informações com outros hosts na Internet. Poderá evitar que a rede interna seja vasculhada por um scanner de portas.

Por que Firewall ? Um Firewall poderá especificar que tipos de protocolos e serviços de rede serão disponibilizados, tanto externa quanto internamente.

Por que Firewall ? Um Firewall pode controlar os pacotes de serviços não confiáveis: rlogin, telnet, FTP, NFS, DNS, LDAP, SMTP, Etc...

Kernel e Firewall Tudo o que chega ou sai de um computador é processado pelo kernel do sistema operacional desse computador. Nos *nix, as funções de Firewall são agregadas à própria arquitetura do kernel.

Firewall no *inux Nos sistemas *nix, não é preciso comprar um Firewall corporativo caríssimo. Firewall é open source, gratuito.

Firewall no BSD, Solaris Ipfilter Firewall originalmente utilizado no OpenBSD, FreeBSD e Solaris. Utilizado por muitos administradores por ser seguro e confiável.

Firewall no Linux Os firewalls existem no Linux desde o kernel 1.1, com o ipfw, originário do BSD. Esse filtro era userspace, ou seja, rodava como um programa comum no sistema, similarmente ao BIND (servidor de nomes). Com o kernel 2.0 veio o ipfwadm, que ainda era uma ferramenta userspace e controlava as regras de filtragem do kernel. Na versão 2.2 do kernel, veio o ipchains (ainda presente em algumas distribuições) e em 1999, veio o iptables 2, presente a partir do kernel 2.3.15.

Firewall para Linux Netfilter e IPTables kernel 2.4.x filtragem de pacotes e NAT IPTables ferramenta de Front-End que permite configurar o Netfilter.

Firewall no Linux O iptables é um firewall nativo do Linux e que faz parte do seu kernel e por isto tem um desempenho melhor que firewalls instalados como aplicações. Com isso, ele é bastante seguro e rápido.

Cadeias e política padrão No iptables, existem tabelas de filtragem (chains), e três delas são básicas e não podem ser apagadas: INPUT, OUTPUT e FORWARD. A chain INPUT trata dos pacotes de entrada, aqueles que chegam da rede. A chain OUTPUT trata dos pacotes de saída, aqueles que vão para a rede. E finalmente a chain FORWARD trata do encaminhamento de pacotes, ou seja, roteamento.

Funções Netfilter / IPTables Filtro de pacotes. Mascaramento. QoS sob tráfego. Suporte a SNAT e DNAT para redirecionamento de endereços e portas.

Mascaramento Técnica para colocar toda uma rede interna atrás de um Firewall, usando-se IP’s inválidos (classe A, 10.0.0.0), no sentido de proteger servidores de invasões. Quando têm-se pouquíssimos IP’s e tem-se que disponibilizar o acesso para muitos servidores. Habilita uma máquina Firewall a traduzir de um IP válido para n IP’s inválidos internos.

IPTables e Netfilter Detecção de fragmentos. Monitoramento de tráfego. Regular a prioridade com TOS (Type of Service). Bloqueio a ataques Spoofing, Syn-Flood, DoS, scanners ocultos, pings da morte, ... Opção de utilizar módulos externos para composição de regras.

Flag Tabela Comando Ação Alvo Síntese IPTables Flag Tabela Comando Ação Alvo

Síntese do IPTables ...>iptables [flag] [tabela] [comando] [parâmetro] [alvo] [flag] : -t [tabela] : Uma tabela é uma área na memória para armazenar as regras juntamente com os chains (parâmetros das tabelas). filter (tabela padrão, default se –t omitido) nat (-t nat) mangle (- mangle)

Comandos no IPTables [comando] : manipula a tabela através das regras e chains correspondentes. -A anexa a regra ao fim da lista já existente. -D apaga a regra especificada. -L lista as regras existentes na lista. -P altera a política padrão de uma cadeia de forma que todo pacote desta cadeia ficará sujeito a esta política, caso não exista nenhuma regra anterior que se aplique a mesma.. -F remove todas as regras, ou remove todas as regras referentes a um determinado chain. -I insere uma nova regra, mas no início da lista de regras. -R substitui uma regra já adicionada por outra. -N permite inserir uma nova chain na tabela especificada. -E Renomeia uma nova chain criada. -X apaga uma chain criada pelo administrador do Firewall.

Ações no IPTables [parâmetro] : especifica o protocolo, as interfaces de rede, endereço de origem do pacote (IP) e máscara de sub-rede, endereço de destino do pacote (IP), exceção a uma determinada regra, para onde um pacote pode ser direcionado (alvo), aplicar filtros com base na porta de origem, aplicar filtros com base na porta de destino.

Alvos IPTables [alvo] : quando um pacote se adequa a uma regra, ele deve ser direcionado a um alvo e quem especifica é a própria regra. Os alvos aplicáveis são: ACCEPT DROP  simplesmente descarta, sem aviso REJECT  avisa emissor pacote de resposta LOG RETURN QUEUE SNAT DNAT REDIRECT TOS

Exemplos

Parâmetros para a filtragem de pacotes -p – especifica o protocolo aplicado à regra. Se enquadra aos protocolos da camada de transporte, como tcp, udp e icmp Ex: iptables - A INPUT –p tcp –j ACCEPT

Parâmetros para a filtragem de pacotes -s – especifica a origem (source) do pacote ao qual a regra deve ser aplicada. A origem pode ser um host ou uma rede. Nesta opção geralmente utilizamos o IP seguido de sua sub-rede: Ex: iptables –A INPUT –s 172.16.53.1 –j DROP iptables –A INPUT –s 172.16.53.1 –j ACCEPT Este comando descarta todo pacote de entrada vindo da origem 172.16.53.1 O segundo comando aceita todo pacote de entrada vindo da origem 172.16.53.1

Parâmetros para a filtragem de pacotes -d – especifica o destino do pacote (destination) ao qual a regra deve ser aplicada. Sua utilização se dá da mesma maneira que a ação –s. Ex: iptables –A OUTPUT –d 172.16.53.1 –j DROP iptables –A OUTPUT –d 172.16.53.1 –j ACCEPT Este comando descarta todo pacote de saída com destino à máquina 172.16.53.1 O segundo comando aceita todo pacote de saída com destino à máquina 172.16.53.1

Parâmetros para a filtragem de pacotes -i – especifica a interface de entrada a ser utilizada e como um Firewall possui mais de uma interface esta regra acaba sendo muito importante para distinguir a qual interface de rede o filtro deve ser aplicado. Ex: iptables –A INPUT –i eth0 –j DROP O comando permite que todo pacote que entra pela interface eth0 seja selecionado para ser descartado pelas regras do firewall.

Parâmetros para a filtragem de pacotes -o – especifica a interface de saída a ser utilizada e se aplica da mesma forma que a regra –i, mas este parâmetro é menos usado, pois normalmente nos preocupamos em impedir que o firewall aceite conexões em determinadas portas, ao invés de tentar interceptar as respostas. Ex: iptables –A FORWARD –o eth0 –j DROP O comando permite que todo pacote que sai pela interface eth0 seja selecionado para ser descartado pelas regras do firewall.

Parâmetros para a filtragem de pacotes --sport – porta de origem (source port). Com esta regra é possível aplicar filtros com base na porta de origem do pacote. Ex: iptables –A INPUT –p tcp –-sport 22 –j DROP O comando permite que todo pacote de entrada usando o protocolo TCP e com origem na porta 22 seja descartado.

Parâmetros para a filtragem de pacotes --dport – porta de destino (destination port) especifica a porta de destino do pacote e funciona de forma similar à regra sport. Ex: iptables –A OUTPUT –p tcp –-dport 22 –j DROP O comando permite que todo pacote de saída usando o protocolo TCP e com destino na porta 22 seja descartado.

Parâmetros para a filtragem de pacotes -m mac --mac-source – é a regra que permite especificar endereços MAC dentro de regras do iptables. Ele é uma forma de dificultar o uso de endereços IP falseados para ganhar acesso ao servidor, pois permite relacionar o IP ao endereço MAC da placa instalada. Não é 100% eficaz pois o endereço MAC pode ser trocado via ifconfig e ele não é válido para a camada de rede, ou seja, quando sai da rede local, ele é descartado. iptables -A INPUT –p tcp --dport 22 –m mac --mac-source 00:1B:24:46:29:88 –j DROP

Parâmetros para a filtragem de pacotes Comando faz com que qualquer pacote de entrada com destino na porta 22 advindo da máquina que possua MAC 00:1B:24:46:29:88 seja descartado. Ex: iptables -A INPUT –p tcp --dport 22 –m mac --mac-source 00:1B:24:46:29:88 –j REJECT Comando faz com que qualquer pacote de entrada com destino na porta 22 advindo da máquina que possua MAC 00:1B:24:46:29:88 seja rejeitado.

Parâmetros para a filtragem de pacotes multiport - com o modulo multiport é possível que especifiquemos múltiplas portas a serem afetadas pela regra, sob o limite máximo de 15. EX: iptables –A INPUT –p tcp –i eth0 –m multiport –-dport 80,25,53,110 –j DROP Este comando indica em uma só regra por via de multiport que o firewall descartará (-J DROP) qualquer pacote que entre pela interface eth0 (-i eth0) destinado às portas 80,25, 53, 110.

Bloqueando domínios É possível ainda permitir ou bloquear com base no domínio, tanto para entrada como para saída. Isto permite bloquear sites e programas diretamente a partir do firewall, sem precisar instalar um servidor Squid e configurá-lo. Ex: Iptables –A OUTPUT –d www.site.com –j DROP O comando impede que pacotes de saída destinados ao domínio sejam enviados, ou seja, impede que o domínio seja acessado a partir da própria máquina local. Originalmente o iptables sabia trabalhar apenas com endereços IP. A possibilidade de criar regras baseadas em domínios são um recurso um pouco mais recente, onde o firewall faz um lookup no domínio, para saber qual o IP atual.  

Salvando as regras criadas no Firewall Toda regra criada no Iptables fica gravada em memória RAM, sendo posteriormente apagada quando o sistema é ligado ou reiniciado. Para que o administrador de redes não seja obrigado a ter que refazer todas as regras de firewall sempre que o sistema é ligado, existe um comando do iptables que possibilita que salvemos as regras criadas em um arquivo, que depois pode ser usado para restaurar as regras no firewall. Para então salvar as regras criadas em um arquivo, devemos usar o comando: iptables-save > nome_do_arquivo

Salvando as regras criadas no Firewall Após isto, o arquivo criado terá todas as regras do firewall criadas. Em uma próxima ocasião quando o sistema for reiniciado, as regras podem ser restauradas através do comando: iptables-restore < nome_do_arquivo Este comando acessará o arquivo e colocará em memória todas as regras que estavam gravadas no arquivo.

Detalhes de Mangle Conceituando TOS

Tabela Mangle Utilizada para alterações especiais como, modificar o tipo de serviço (ToS) de um pacote IPv4.

Estrutura de um pacote IPv4 Versão (4 bits) Tamanho do Cabeçalho (4bits) Tipo de Serviço (1 byte) Tamanho Total (4 bytes) Identificação (4 bytes) Flags (3 bits) Deslocamento do Fragmento (13 bits) Tempo de Vida (1 byte) Protocolo TCP / UDP / ICMP (1 byte) Checksum do Cabeçalho (4 bytes) Endereço IP de Origem (4 bytes) Endereço IP de Destino (4 bytes) Opções + Padding (4 bytes – opcional) Dados TCP / UDP / ICMP (até 65.511 ou 65.515 bytes)  Segmentos: TCP ou UDP ou ICMP

Conceito de TOS Controle de tráfego destinado a uma máquina ou rede, através do Tipo de Serviço. Permite então dizer a um Firewall que qualquer pacote cujo “tipo de serviço” seja, por exemplo, SSH, deve possuir uma prioridade de tráfego “x”, e que outros pacotes cujo “tipo de serviço” seja, por exemplo, “HTTP”, deve possuir prioridade “y”.

Conceito de TOS É uma forma de dar controle sobre o tráfego de entrada e saída da rede interna. Ao invés de criar regras de bloqueio de tráfego via filtragem de pacotes ou controle de palavras chaves via Proxy, o TOS propicia o controle do tráfego, simplesmente, definindo prioridades para os serviços.

Níveis de Prioridade TOS

Exemplo de regra de TOS >iptables –t mangle –A OUTPUT –o eth0 –p tcp –dport 22 –j TOS –set-tos 16 -t mangle : indica uso da tabela “mangle”. -A : inserir esta nova regra ao final da lista

Módulos Externos Uma forma de ampliar a funcionalidade da ferramenta IPTables. Foge do convencional, aplicando regras que trabalhem sob análise do corpo de um pacote. Um módulo é chamado, quando é anunciado pela opção –m <módulo>.

Módulos IPTables

SNAT DNAT Proxy Transparente Detalhes de NAT SNAT DNAT Proxy Transparente

NAT É uma forma de mascaramento. Muito utilizado em roteadores. Só que desempenha função de encaminhamento de pacotes (forwarding). Técnica útil quando se deseja colocar um servidor Web ou servidor de email, atrás de um Firewall, usando-se IP’s falsos, com intuito de escondê-los contra invasões.

IPTables - Tabela NAT Funções de um Firewall NAT SNAT (Source Nat) (tradução de endereço IP de origem) DNAT (Destination NAT) (tradução de endereço IP de destino) Transparent Proxy

Lógica NetFilter (iptables)

Input/Output chain

Forward chain

SNAT O Firewall altera o endereço IP ou porta de origem, antes dos pacotes serem enviados. O Firewall pode enviar um pacote do host “A” ao host “B” e informar ao host “B” que tal pacote foi enviado pelo host “C”.

SNAT Qualquer regra aplicada a SNAT utiliza-se somente da chain POSTROUTING. Antes de iniciarmos a manipulação de qualquer regra da Tabela NAT, tem-se que habilitar a função de re-direcionamento (forward) no kernel Linux:

Forward no kernel Linux O roteamento em um sistema Linux é nativo do kernel, ou seja, ao iniciar o serviço de rede, o kernel já ativou o roteamento de pacotes. O serviço roda inicialmente de uma forma local, roteando apenas os pacotes da própria máquina. Para que o kernel possa rotear pacotes de outras máquinas é preciso dizer que ele deve fazer isso, que é feito inserindo o valor 1 no arquivo /proc/sys/net/ipv4/ip_forward.

Forward no kernel Linux Verificando o valor de ip_forward # cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward Mudando o valor de ip_forward # echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward Verificando o novo valor de ip_forward Também é possível fazer isso, e de uma forma mais adequada, editando-se o arquivo /etc/sysctl.conf.

Exemplo 1: SNAT >iptables –t nat –A POSTROUTING –s 10.0.3.1 –o eth1 –j SNAT –to 192.111.22.33 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain (POSTROUTING) (os pacotes devem ser modificados após o tratamento de roteamento). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. Qualquer pacote que tenha como origem o host 10.0.3.1 (-s 10.0.3.1) e que deve sair pela interface eth1 (-o eth1) deve ter seu endereço de origem alterado (-j SNAT) para 192.111.22.33 (–to 192.111.22.33).

Exemplo 2: SNAT >iptables –t nat –A POSTROUTING –s 10.0.3.0/8 –o eth0 –j SNAT –to 192.111.22.33 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain (POSTROUTING) (os pacotes devem ser modificados após o tratamento de roteamento). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. Qualquer pacote que tenha como origem o host 10.0.3.0/8 (-s 10.0.3.1/8) e que deve sair pela interface eth0 (-o eth0) deve ter seu endereço de origem alterado (-j SNAT) para 192.111.22.33 (–to 192.111.22.33).

Exemplo 3: SNAT >iptables –t nat –A POSTROUTING –s 10.0.3.1 –o eth0 –j SNAT –to 192.111.22.33-192.111.22.66 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain (POSTROUTING) (os pacotes devem ser modificados após o tratamento de roteamento). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. Qualquer pacote que tenha como origem o host 10.0.3.1 (-s 10.0.3.1) e que deve sair pela interface eth0 (-o eth0) deve ter seu endereço de origem alterado (-j SNAT) para qualquer IP na faixa 192.111.22.33 à 192.111.22.66 (–to 192.111.22.33-192.111.22.66).

DNAT Altera o endereço IP ou porta de destino, dos pacotes que atravessam o Firewall, antes do pacote ser enviado ao seu destino final. Receber um pacote destinado à porta 80 do host “A” e encaminhá-lo à porta 3128 do host “B”. Possibilita o desenvolvimento de: Proxies transparentes, Balanceamento de carga.

DNAT Usar somente o chain PREROUTING. Antes de iniciarmos a manipulação de qualquer regra da Tabela NAT, tem-se que habilitar a função de re-direcionamento (forward) no kernel Linux: >echo “1” > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

Exemplo 1: DNAT >iptables –t nat –A PREROUTING –s 10.0.3.1 –i eth1 –j DNAT –to 192.111.22.33 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain (PREROUTING) (os pacotes devem ser redirecionados logo que chegam). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. Qualquer pacote que tenha como origem o host 10.0.3.1 (-s 10.0.3.1) e que entre pela interface eth1 (-i eth1) deve ter seu endereço de destino alterado (-j DNAT) para 192.111.22.33 (–to 192.111.22.33)

Exemplo 2: DNAT >iptables –t nat –A PREROUTING –i eth0 –j DNAT –to 192.11.22.10-192.11.22.13 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain PREROUTING (os pacotes devem ser redirecionados logo que chegam). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. E que qualquer pacote que entre na interface eth0 (-i eth0), independente de quem o enviou deve ser automaticamente redirecionado aos hosts 192.11.22.10, 192.11.22.11, 192.11.22.12, 192.11.22.13 (–to 192.11.22.10-192.11.22.13).

Exemplo 3: DNAT >iptables –t nat –A PREROUTING –i eth2 –j DNAT –to 192.11.22.58:22 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain PREROUTING (os pacotes devem ser redirecionados logo que chegam). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. E qualquer pacote que entre na interface eth2 (–i eth2), independente de quem o enviou, deve ser automaticamente redirecionado ao host 192.11.22.58 (–to 192.11.22.58:22), e, independente da porta solicitada, deverá ser enviado à porta 22 (serviço SSH).

Proxy

Proxy (definições) O objetivo principal de um servidor proxy é possibilitar que máquinas de uma rede privada possam acessar uma rede pública, como a Internet, sem que para isto tenha uma ligação direta com esta. O servidor proxy costuma ser instalado em uma máquina que tenha acesso direto à Internet, sendo que as demais efetuam as solicitações através desta.

Proxy (definições) Justamente por isto que este tipo de servidor é chamado de proxy, pois é um procurador, ou seja, sistema que faz solicitações em nome de outros. O proxy SQUID é como um burocrata que não se limita a simplesmente repassar as requisições: ele analisa todo o tráfego de dados, separando o que pode ou não pode passar e guardando as informações para uso posterior, de forma semelhante à um firewall.

Proxy e o browser A configuração de um proxy muda de navegador para navegador, mas é necessária para que o navegador consiga se conectar através do proxy nos servidores WEB. Além do navegador, outros programas podem ser configurados para trabalharem através do proxy: clientes de mensagens instantaneas e até programas P2P. As vantagens em se utilizar um proxy são basicamente três:

Proxy - Funções 1) É possível impor restrições de acesso com base no horário, login, endereço IP da máquina e outras informações e bloquear páginas com conteúdo indesejado. 2) O proxy funciona como um cache de páginas e arquivos, armazenando informações já acessadas. Quando alguém acessa uma página que já foi carregada, o proxy envia os dados que guardou no cache, sem precisar acessar a mesma página repetidamente. 3) É possível logar todos os acessos feitos através do proxy, sendo possível visualizar os acessos posteriormente utilizando o Sarg.

Modalidades de Proxy - Proxy Transparente – é um proxy onde não é necessário configurar o navegador para apontar para o seu endereço, pois através de uma regra do iptables, todo o tráfego direcionado para a porta 80 é redirecionado para a porta 3128. - Proxy não-transparente – é o proxy padrão, onde é necessário configurar o navegador, para que ele possa acessar o proxy e se conectar através dele. Sem esta configuração, é impossível acessar a Web se o computador onde está o proxy é o único ponto de conexão com a Internet na rede.

Proxy Transparente Transparente: “parece não existir, mas existe”. Redireciona portas em um mesmo host de destino. Não confundir com DNAT, que altera o endereço de destino de pacotes de uma máquina A para uma máquina B, através do Firewall. Redireciona IP’s.

Exemplo: Proxy-Cache Squid Squid tem por padrão disponibilizar consultas Web através da porta 3128, enquanto que a maioria dos clientes Web costumam realizar solicitações à porta 80 (padrão HTTP). Com Firewall IPTables + Squid numa mesma máquina Linux, o Proxy Transparente pode ser configurado.

Firewall + Proxy Iptables

Firewall como Proxy Transparente >iptables –t nat –A PREROUTING –i eth0 –p tcp –dport 80 –j REDIRECT –to-port 3128 Com IPTables informamos ao Netfilter que atribua à tabela NAT (-t nat) sob o chain PREROUTING (os pacotes devem ser redirecionados logo que chegam). Uma nova regra (-A) ao fim da lista. E qualquer pacote que entre na interface eth0 (–i eth0) e encaminhado à porta 80 (–dport 80) deve ser imediatamente redirecionado (–j REDIRECT) à porta 3128 deste mesmo host (–to-port 3128).