防火墻技術研究

摘要防火墻是計算機網絡安全的重要組成部分，通常用于保護網絡免受未經授權的訪問和惡意攻擊。隨著互聯網的快速發(fā)展和普及，計算機網絡面臨的威脅也不斷增加，防火墻的研究和發(fā)展也變得越來越重要?；诖?，本文介紹了防火墻的概念、屬性和基本原理，以及防火墻技術的類型。同時探討了在計算機網絡安全中應用防火墻技術的必要性及存在的問題。最后，闡述了防火墻技術在網絡安全配置、日志監(jiān)控、訪問策略和各類應用中的有效應用。關鍵詞：防火墻；計算機；網絡安全一、緒論防火墻是計算機網絡安全的重要組成部分，通常用于保護網絡免受未經授權的訪問和惡意攻擊。隨著互聯網的快速發(fā)展和普及，計算機網絡面臨的威脅也不斷增加，防火墻的研究和發(fā)展也變得越來越重要。在過去的幾十年中，防火墻技術經歷了多次重大革新和演進。最初的防火墻采用簡單的端口過濾技術，但這種方法容易受到欺騙和攻擊。之后，一些高級防火墻技術應運而生，如包過濾、狀態(tài)監(jiān)測、應用程序代理等，這些技術可以更有效地防止網絡攻擊，并提高網絡安全性?，F如今，隨著云計算和物聯網等新型技術的出現，防火墻技術面臨著新的挑戰(zhàn)和需求。例如，在云環(huán)境中，數據和應用程序通常分布在多個不同的服務器和節(jié)點上，如何實現對這些分散的資源的統(tǒng)一管理和安全保護成為了一個新的問題。因此，需要進一步研究和改進防火墻技術，以適應新型網絡環(huán)境的需求。同時，防火墻技術的研究也需要關注隱私保護和合規(guī)性方面的問題。例如，在一些國家和地區(qū)，政府可能會要求企業(yè)向其提供特定類型的數據進行監(jiān)管和審查，這可能會涉及到隱私和合規(guī)性問題。因此，防火墻技術的研究也需要考慮這些方面的問題，以滿足不同用戶的需求和要求。二、防火墻技術概述（一）防火墻技術概念防火墻技術是指一種保護計算機網絡安全的技術手段。它可以通過策略規(guī)則和訪問控制手段，實現在公網和內網之間進行數據交換的安全控制。防火墻技術可以在某種程度上阻止未經授權的人員通過網絡獲取敏感信息，保障計算機網絡安全。（二）防火墻技術的屬性防火墻技術的主要屬性包括以下幾個方面：1.訪問控制：防火墻能夠適應不同的網絡環(huán)境和安全需求，實現用戶訪問的控制，從而防止病毒、勒索軟件和惡意攻擊的入侵。2.安全檢測：防火墻能夠對網絡上的傳輸數據進行檢查，并識別和過濾惡意軟件、病毒和攻擊，保證網絡安全。3.安全日志記錄和監(jiān)測：防火墻能夠對網絡上發(fā)生的事件進行記錄和監(jiān)測，及時發(fā)現安全漏洞和網絡攻擊，從而保證網絡安全和可靠性。4.服務質量保證：防火墻能夠對網絡傳輸流量進行管理和控制，限制帶寬利用，并合理分配網絡資源，提高網絡性能和質量。（三）防火墻的基本原理防火墻技術的實現基于以下幾個原理：1.包過濾：防火墻通過檢查進出網絡的數據包，按照設置的訪問規(guī)則確定是否允許通過網絡。2.代理：防火墻充當網絡代理，實現對網絡請求的授權驗證和合法性檢查，并把合法的數據流量轉發(fā)給真正的目標。3.狀態(tài)檢測：防火墻可以追蹤網絡連接的狀態(tài)，檢測危險的網絡會話。4.VPN：防火墻可以通過網絡加密和虛擬專用網絡（VPN）技術，保證網絡傳輸中的數據加密和機密性。5.IDS/IPS：防火墻可以將入侵檢測系統(tǒng)（IDS）和入侵防御系統(tǒng)（IPS）集成在一起，對有害的網絡流量和惡意攻擊進行檢測和防御。綜上所述，防火墻技術是保護計算機網絡的基本技術手段之一，它能夠通過網絡訪問的控制和安全檢測等手段，有效地保障網絡的安全性和可靠性。在當前網絡環(huán)境下，防火墻技術已經成為企業(yè)和個人網絡安全不可或缺的一部分。三、防火墻技術的類型受黑客攻擊和其他網絡威脅的侵害，防火墻技術被開發(fā)出來。簡而言之，防火墻就是一種用于過濾和監(jiān)控網絡流量的設備或軟件。防火墻技術的發(fā)展也經歷了多年，并逐漸分為三種類型：傳統(tǒng)的防火墻、分布式的防火墻和智能型的防火墻。（一）傳統(tǒng)的防火墻傳統(tǒng)的防火墻是最早的防火墻類型，其主要功能是檢查網絡數據包并比較其與預先定義的規(guī)則集。這種規(guī)則通?；谠碔P地址、目標IP地址、傳輸協議（如TCP或UDP）和端口號等指標。如果數據包的內容與規(guī)則集匹配，則被允許通過；否則，被封鎖。傳統(tǒng)的防火墻通常由硬件設備和軟件組成。硬件防火墻通常是一種獨立設備，可以在網絡環(huán)境中啟動，然后通過網絡連接到其他設備。軟件防火墻通常是一種應用程序，可以安裝在服務器或終端設備上。然而，傳統(tǒng)的防火墻技術已經落后于當今威脅環(huán)境的發(fā)展，無法應對新型的各種黑客攻擊。（二）分布式的防火墻分布式的防火墻是一種動態(tài)的網絡安全解決方案，與傳統(tǒng)的防火墻相比，其主要特點是在分布式網絡中使用策略集合。分布式防火墻部署在不同的服務器和網絡設備上，可以配合執(zhí)行高效的網絡流量檢查和過濾。這種技術的好處是，每個網絡設備都可以擁有一部分防火墻功能，從而使網絡流量能夠更好地分流，并減輕主機服務器上的負擔。分布式防火墻旨在增強網絡防御能力，以避免單一點防御和攻擊，提高故障容錯能力和安全性。這種技術可以通過使用其中一個或多個分布式單元來實現，以提高整個防御系統(tǒng)的容錯能力，從而保證整個網絡的安全性。（三）智能型的防火墻智能型的防火墻，又稱為下一代防火墻，是一種基于網絡行為的安全技術。智能型防火墻可以對網絡中的每個數據包進行檢查和分析，從而識別和過濾出威脅和惡意行為。在智能型防火墻系統(tǒng)中，防火墻可以將分析結果與頻繁更新的威脅數據庫進行比較，以檢測和攔截來自已知威脅來源的流量。智能型防火墻與傳統(tǒng)防火墻的區(qū)別在于其能夠分析和檢測可能難以檢測的網絡威脅，并依靠內置的機器學習算法和人工智能技術自動識別和預防新型攻擊。這種智能型防火墻技術可以大大提高網絡安全性能，更好地保護企業(yè)和機構的網絡環(huán)境。四、計算機網絡安全中應用防火墻技術的必要性及問題（一）能夠對不安全服務進行有效管理由于計算機網絡環(huán)境目前還不夠穩(wěn)定，很容易出現安全問題，防火墻技術的應用可科學管理一些安全性不高的計算機網絡服務，尤其是在內部網絡數據和外部網絡數據相互傳輸的時候，可通過授權服務，或是協議方式，來保障網絡數據傳輸的安全性，防止內部重要網絡數據被泄漏，避免內部網絡和外部網絡受到惡意攻擊，提升計算機網絡安全系數；（二）能夠把控訪問特殊站點部分住家在進行數據訪問、傳輸的時候，需要進行特殊保護，只有得到許可的其他主機才能同其交換數據。這種有效的防護措施，能夠減少不必要訪問，避免非法盜取數據資源的狀況發(fā)生。而且除非是在必要情況下，則要禁止訪問，可有效保護計算機網絡信息安全（三）能夠集中安全防護相較于分散放置安全防護設備，這種集中式防護措施，更能彰顯保護效果，可有效保護重要信息數據，可直接將身份證保留原件，口令、密碼體現放置于防火墻中，進行多重防護；四是在計算機網絡運行中，應用防火墻技術，有利于對內網和外網流通的數據傳輸、數據訪問，進行詳細記錄，并將其生成日志。日志的作用非常大，其是對可能存在的攻擊進行研究的重要依據，必須充分發(fā)揮日志的作用，實施針對性防護措施。比如說，對于銀行網絡來說，其存在電信、證券等外面單位風險，可利用防火墻技術來加以預防，了解威脅銀行網絡安全的各項因素，然后采取有效措施來加以保護，嚴格監(jiān)管內部訪問，將網絡運行危險系數降到最低。（四）現階段網絡安全中防火墻技術存在的問題 防火墻技術的出現對于網絡安全保障起到了重要的作用，但在不斷發(fā)展的網絡安全形勢下，防火墻技術也出現了一些問題，主要表現在以下幾個方面：1.應用層安全性不足：隨著網絡攻擊方式的不斷發(fā)展，應用層攻擊成為網絡攻擊的主要手段。而防火墻在保護網絡安全時，主要基于網絡層和傳輸層的技術，使得應用層的安全性得不到很好的保障，如SQL注入等攻擊很難被檢測和阻止。2.網絡安全威脅日益復雜：網絡安全威脅的持續(xù)增加，防火墻在更新防御策略和技術時，面臨難度較大。許多高級的攻擊手段很難被防火墻所應對，如零日漏洞攻擊、DDoS攻擊等。3.防火墻集中式管理存在局限性：在企業(yè)級網絡系統(tǒng)中，防火墻采用集中式管理，存在一些不足。比如，大量流量需要集中流經防火墻，當流量過大時，會導致網絡阻塞；同時，防火墻集中式管理也存在單點故障并會對網絡系統(tǒng)的可用性造成影響。4.防火墻無法解決內部威脅：傳統(tǒng)的防火墻技術注重保障網絡系統(tǒng)與外界環(huán)境的隔離，但無法有效解決內部網絡威脅。比如，通過將惡意軟件打包入內部員工的計算機，在其通過網絡進行傳播、控制其他機器，而此時防火墻就顯得無力阻止。5.用戶行為跨境問題：隨著全球化的發(fā)展，企業(yè)和個人用戶的數據越來越跨境流動，在各國的隱私和安全標準不一致的情況下，很難對跨境的用戶行為實施統(tǒng)一的防護措施?？傊?，防火墻技術在網絡安全中的應用存在一些問題，但通過不斷完善技術和方案，與其他網絡安全技術相結合，可以實現網絡全方位的安全保障。五、計算機網絡安全中防火墻技術的有效應用 （一）防火墻技術在網絡安全配置中的應用在網絡安全配置中應用防火墻技術十分關鍵，可有效保障計算機網絡安全。安全配置可將計算機網絡劃分成多個模塊，并且對這些模塊進行級別劃分，對于重要模塊部分予以隔離防護，將其作為重點防火對象?；诜阑饓夹g的隔離模塊是一個不與外界相連的局域網，具有單獨性，也是計算機網絡中的重要內容，這部分的有效防護能夠避免計算機內部服務器重要信息的丟失、泄露，提高計算機網絡信息安全，保障計算機網絡的正常運行。防火墻技術對安全防護等級有著較高的要求，其主要是利用自動監(jiān)控的方式來實時監(jiān)管隔離模塊的信息狀況，利用地址轉換來轉化IP，內部向外部流出的信息IP，轉化為公共IP，以免IP地址被惡意解析，產生安全隱患。防火墻技術在網絡安全配置中的作用，在于隱藏IP地址，以免攻擊者解析IP的時候追蹤到真實地址，防止其訪問內部網絡，從而保障計算機網絡安全。（二）防火墻技術在日志監(jiān)控中的應用在大部分計算機用戶中，其都會通過應用防火墻技術，來獲取保護日志，并對其進行科學分析，以獲取有效信息，這就使得日志監(jiān)控工作十分重要，其是計算機網絡安全管理中的重要內容，也是防火墻需要保護的重要對象。計算機用戶可以通過打開防護日志，來了解防火墻的整個保護過程，需確定某一類信息進行重點監(jiān)控，采集關鍵信息，并提取這些信息，使之成為日志監(jiān)控的依據。與此同時，計算機用戶還應當利用防火墻技術，來記錄計算機的報警信息，并從中提出價值信息，加強日志監(jiān)控，從而提升防火墻技術的安全防護能力，保障計算機網絡環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。（三）防火墻技術在訪問策略中的應用訪問策略是防火墻技術的核心，其關系著網絡安全管理的最終效果，是通過縝密安排網絡配置，優(yōu)化計算機信息統(tǒng)計工程，來形成有效的防護體系?？芍苯永梅阑饓夹g，根據計算機網絡的實際運行狀態(tài)，來規(guī)劃訪問策略，為計算機網絡運行提供可靠的保障。在計算機網絡運行過程中，防火墻技術劃分計算機相關信息，使之形成不同的單位，然后分別對其開啟訪問保護工作，全面了解計算機網絡地址，一方面要掌握端口地址，另一方面要把控目的地址?；谟嬎銠C網絡運行特點，來合理規(guī)劃網絡安全防護措施，針對不同的安全問題，實施相對應的保護手段，做到實事求是，一切從實際出發(fā)，科學調整訪問策略。安全技術訪問過程中，策略表形成后需進行有效調節(jié)，利用策略表來約束防火墻技術的應用，使之保護行為發(fā)揮有效作用，從而提升防火墻技術應用效率，取得較好的應用成果。（四）各類防火墻技術的應用計算機網絡安全保護中，防火墻技術的應用類型較為豐富，應當選擇適宜的防火墻技術來加以應用，從而保障最終的應用效果，保護計算機網絡信息安全。主要有：第一種是包過濾防火墻。一般來說，此防火墻技術只應用于OSI七層模型中網絡層數據。應用的過程中要先檢測防火墻的狀態(tài)，確定邏輯策略，如源地址、端口等，任何一個數據經過防火墻，都需要對其進行分析，如若數據中涵蓋的內容，與防火墻制定的邏輯策略不相符，則予以通過；如若內容相符合，那么則需要攔截這一數據包。在實際傳輸過程中，數據包會分解為多個小數據包，其在目的、地址等方面都有所不同，可通過不同的路徑進行傳輸，但最終所有數據包都要到達同一個地點，其仍然要經過防火墻檢測后，才能判斷是否可以通過。如若數據在傳輸過程中，出現丟失、地址變化等問題，便不會再使用這些數據包?；诖耍^濾防火墻在實際應用過程中有著一定的優(yōu)勢，但與此同時其也有著一定的缺點，即并不是所有有效用戶認證都支持包過濾網關，而且防火墻的邏輯規(guī)則表變化較快，具有一定的復雜性，容易存在結構漏洞。而且這種防火墻通常是利用一個獨立部件來開展保護工作，一旦這個部件損壞，防訪問策略是防火墻技術的核心，其關系著網絡安全管理的最終效果，是通過縝密安排網絡配置，優(yōu)化計算機信息統(tǒng)計工程，來形成有效的防護體系。可直接利用防火墻技術，根據計算機網絡的實際運行狀態(tài)，來規(guī)劃訪問策略，為計算機網絡運行提供可靠的保障。在計算機網絡運行過程中，防火墻技術劃分計算機相關信息，使之形成不同的單位，然后分別對其開啟訪問保護工作，全面了解計算機網絡地址，一方面要掌握端口地址，另一方面要把控目的地址?；谟嬎銠C網絡運行特點，來合理規(guī)劃網絡安全防護措施，針對不同的安全問題，實施相對應的保護手段，做到實事求是，一切從實際出發(fā)，科學調整訪問策略[6]。安全技術訪問過程中，策略表形成后需進行有效調節(jié)，利用策略表來約束防火墻技術的應用，使之保護行為發(fā)揮有效作用，從而提升防火墻技術應用效率，取得較好的應用成果。結論綜上所述，防火墻技術可以有效地保障計算機網絡的安全，但在防御網絡安全威脅的過程中，防火墻技術也面臨著一些問題，如應用層安全性不足、網絡安全威脅復雜等。通過不斷完善技術和方案，與其他網絡安全技術相結合，可以實現網絡全方位的安全保障。同時，防火墻技術在網絡安全配置、日志監(jiān)控、訪問策略和各類應用中具有廣泛的應用前景。參考文獻[1]程宗明.計算機網絡安全中的防火墻技術應用[J