基于Filter-hook网络防火墙的设计与实现

摘? 要 近年来,Internet的快速增长促进了信息技术的飞速发展,它的迅猛成长正在使世界成为一个整体。但随之而来的是数据的完整性与安全性问题。人们一方面要把自己的内部网接入Internet,以便公司成员可以最大可能地利用Internet 上的资源,同时大家都需要把自己的数据有意识地保护起来,以防数泄密及受到外界对内部系统的恶意破坏。随着网络安全问题日益严重，网络安全产品也被人们重视起来。防火墙作为最早出现的网络安全产品和使用量最大的安全产品，也受到用户和研发机构的青睐。防火墙作为维护网络安全的关键设备，在目前采用的网络安全的防范体系中，占据着举足轻重的位置。越来越多的企业与个体都遭遇到不同程度的安全难题，因此市场对防火墙的设备需求和技术要求都在不断提升，而且越来越严峻的网络安全问题也要求防火墙技术有更快的提高，否则将会在面对新一轮入侵手法时束手无策[1]。由于计算机网络具有开放性、联结形式多样性、共享性等特征。因此，安全问题是网络诞生之日起就面临的一个挑战。防少墙作为目前最成熟，最早产品化的网络安全机制，在保护计算机网络安全中起着至关重要的作用。 多功能、高安全性的状态检测防火墙可以让用户网络更加无忧，但前提是要确保网络的运行效率，因此在防火墙发展过程中，必须始终将高性能放在主要位置，目前各大厂商正在朝这个方向努力，而且丰富的产品功能也是用户选择防火墙的依据之一，一款完善的防火墙产品，应该包含有访问控制、网络地址转换、代理、认证、日志审计等基础功能，并拥有自己特色的安全相关技术，如规则简化方案等，明天的防火墙技术将会如何发展，让我们拭目以待。 现今的防火墙基本都是基于NDIS驱动器的，它可以理解为网络的过滤器。本文首先阐述并讨论了防火墙的相关知识结构和IP协议过滤驱动程序Filter-Hook Driver的基本知识，在这些理论的支持下，使用了Visual C++ MFC框架来实现了相关过滤功能。通过该实例可以更清楚地看到包过滤防火墙的工作过程。 【关键词】防火墙 包过滤 状态检测 Filter-Hook 1.1.???? 研究意义 近年来，Internet的快速增长促进了信息技术的飞速发展，它的迅猛成长正在使世界成为一个整体。但随之而来的是数据的完整性与安全性问题。人们一方面要把自己的内部网接入Internet，以便公司成员可以最大可能地利用Internet 上的资源，同时大家都需要把自己的数据有意识地保护起来，以防数泄密及受到外界对内部系统的恶意破坏。随着网络安全问题日益严重，网络安全产品也被人们重视起来。防火墙作为最早出现的网络安全产品和使用量最大的安全产品，也受到用户和研发机构的青睐。防火墙作为维护网络安全的关键设备，在目前采用的网络安全的防范体系中，占据着举足轻重的位置。越来越多的企业与个体都遭遇到不同程度的安全难题，因此市场对防火墙的设备需求和技术要求都在不断提升，而且越来越严峻的网络安全问题也要求防火墙技术有更快的提高，否则将会在面对新一轮入侵手段时束手无策。 科学技术的飞速发展，人们已经生活在信息时代。计算机技术和网络技术深入到社会的各个领域，因特网把“地球村”的居民紧密地连在了一起。近年来因特网的飞速发展，给人们的生活带来了全新地感受，人类社会各种活动对信息网络地依赖程度已经越来越大。然而，凡事“有利必有一弊”，人们在得益于信息所带来的新的巨大机遇的同时，也不得不面对信息安全问题的严峻考验。“黑客攻击”、网站被“黑”、“CIH病毒”等无时无刻不充斥在网络中。“电子战”已成为国与国之间，商家与商家之间的一种重要的攻击与防卫手段。因此信息安全，网络安全的问题已经引起各国、各部门、各行各业以及每个计算机用户的充分重视。 因特网提供给人们的不仅仅是精彩，还无时无刻地存在各种各样的危险和陷阱。对此，我们既不能对那些潜在的危险不予重视，遭受不必要的损失；也不能因为害怕某些危险而拒绝因特网的各种有益的服务，对个人来说这样会失去了了解世界、展示自己的场所，对企业来说还失去了拓展业务、提高服务、增强竞争力的机会。不断地提高自身网络的安全才是行之有效地办法。为了防止内部网络被入侵，须不断提高自身网络安全。? 1.2.???? 研究的主要内容 应用层采用Winsock 2 SPI进行网络数据控制、过滤，核心层采用NDIS HOOK进行控制，尤其是在Windows 2000 下，此技术属微软未公开技术。 此防火墙还采用两种封包过滤技术：一是应用层封包过滤，采用Winsock 2 SPI ；二是核心层封包过滤，采用NDIS_HOOK。 ?????? Winsock 2 SPI 工作在API之下、Driver之上，属于应用层的范畴。利用这项技术可以截获所有的基于Socket的网络通信。比如IE、OUTLOOK等常见的应用程序都是使用Socket进行通信。采用Winsock 2 SPI的优点是非常明显的：其工作在应用层以DLL的形式存在，编程、测试方便；跨Windows 平台，可以直接在Windows98/ME/NT/2000/XP 上通用，也可以正常运行；效率高，由于工作在应用层，CPU 占用率低；封包还没有按照低层协议进行切片，所以比较完整。而防火墙正是在TCP/IP协议在windows的基础上才得以实现。