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コンピューティングにおいて、ファイアウォールは、事前に決められたセキュリティルールに基づいて、送受信ネットワークトラフィックを監視および制御するネットワークセキュリティシステムです。 [1] [2]ファイアウォールは通常、信頼できるネットワークとインターネットなどの信頼できないネットワークの間に障壁を確立します。[3]
歴史
ファイアウォールという用語は、もともと火災を隣接する建物の列内に閉じ込めるための壁を指していました。[4]その後、車両や航空機のエンジンルームと客室を隔てる金属板など、同様の構造を指すようになりました。この用語は、1980年代に、 インターネットが世界的に使用され、接続されるようになったばかりの頃に登場したネットワーク技術[5]に適用されました。 [6]ネットワークセキュリティのためのファイアウォールの前身は、1980年代に使用されていたルーターでした。ルーターは既にネットワークを分離していたため、ルーターを通過するパケットにフィルタリングを適用できました。[7]
実際のコンピューターで使用される前に、この用語はジョン・バダムの1983年のコンピューターハッキング映画「ウォー・ゲーム」に登場し、ひげを生やして眼鏡をかけたポール・リヒターというプログラマーが話していた。これが後の使用に影響を与えた可能性がある。[8]
最も初期の商業的に成功したファイアウォールおよびネットワーク アドレス変換 (NAT) 製品の 1 つは、1994 年にジョン メイズが設立および運営する新興企業 Network Translation Inc. によって発明された PIX (Private Internet eXchange) ファイアウォールです。PIX ファイアウォール テクノロジは、コンサルタント ソフトウェア開発者のブラントリー コイルによってコーディングされました。[9]彼らは、IPv4 アドレス枯渇の問題を認識し、限られた数の登録済み IP アドレスを使用して組織がプライベート ネットワークをパブリック インターネットに安全に接続できるように PIX を設計しました。革新的な PIX ソリューションはすぐに業界で高く評価され、1995 年 1 月に Data Communications Magazine から名誉ある「年間最優秀製品」賞を受賞しました。急成長を遂げるネットワーク セキュリティ市場への進出を目指していたシスコ システムズは、その後、1995 年 11 月に Network Translation Inc. を買収し、PIX テクノロジの権利を取得しました。PIX はシスコの主力ファイアウォール製品ラインの 1 つとなり、最終的には 2005 年に導入された Adaptive Security Appliance (ASA) プラットフォームに引き継がれました。
ファイアウォールの種類
ファイアウォールは、ネットワークベースまたはホストベースのシステムに分類されます。ネットワークベースのファイアウォールは、2つ以上のネットワーク、通常はローカルエリアネットワーク (LAN)とワイドエリアネットワーク (WAN)の間に配置され、[10]基本的な機能は、接続されたネットワーク間のデータフローを制御することです。これらは、汎用ハードウェア上で実行されるソフトウェアアプライアンス、専用ハードウェア上で実行されるハードウェアアプライアンス、またはハイパーバイザーによって制御される仮想ホスト上で実行される仮想アプライアンスのいずれかです。ファイアウォールアプライアンスは、 DHCP [11] [12]やVPN [13]サービスなど、ファイアウォール以外の機能も提供する場合があります。ホストベースのファイアウォールは、ネットワークトラフィックやその他のコンピューティングリソースを制御するために、ホスト自体に直接展開されます。 [14] [15]これは、オペレーティングシステムの一部であるデーモンまたはサービス、または保護用のエージェントアプリケーションである場合があります。
パケットフィルター
最初に報告されたタイプのネットワーク ファイアウォールはパケット フィルタと呼ばれ、コンピュータ間で転送されるパケットを検査します。ファイアウォールはアクセス制御リストを保持し、どのパケットを調べるか、および適用されるアクション (ある場合) を指定します。デフォルトのアクションはサイレント破棄に設定されています。パケットに関する 3 つの基本的なアクションは、サイレント破棄、インターネット制御メッセージ プロトコルまたは送信者へのTCP リセット応答による破棄、および次のホップへの転送です。 [16]パケットは、送信元と宛先のIP アドレス、プロトコル、または送信元と宛先のポートによってフィルタリングできます。20 世紀から 21 世紀初頭のインターネット通信の大部分は、伝送制御プロトコル(TCP) またはユーザー データグラム プロトコル(UDP) のいずれかを既知のポートと組み合わせて使用し、当時のファイアウォールは Web 閲覧、リモート印刷、電子メール送信、ファイル転送などの特定の種類のトラフィックを区別することができました。[17] [18]
ファイアウォール技術に関する最初の論文が発表されたのは1987年で、デジタル・イクイップメント・コーポレーション（DEC）のエンジニアがパケットフィルタファイアウォールと呼ばれるフィルタシステムを開発した。AT &Tベル研究所では、ビル・チェスウィックとスティーブ・ベロビンがパケットフィルタリングの研究を続け、オリジナルの第1世代アーキテクチャに基づいて自社用の実用的なモデルを開発した。[19] 1992年、スティーブン・マッキャンとヴァン・ジェイコブソンはローレンス・バークレー研究所在籍中にBSDパケットフィルタ（BPF）に関する論文を発表した。[20] [21]
接続追跡
1989年から1990年にかけて、 AT&Tベル研究所の3人の同僚、デイブ・プレソット、ジャナルダン・シャルマ、クシティジ・ニガムが、回線レベルゲートウェイと呼ばれる第2世代のファイアウォールを開発しました。[22]
第2世代のファイアウォールは、第1世代のファイアウォールと同じ機能を持ちますが、OSIモデルの第4層（トランスポート層）で2つのIPアドレスがどのポート番号を使用して会話を行っているかを記憶することで、エンドポイント間の特定の会話に関する知識も保持し、ノード間の全体的なやり取りを検査できるようにします。[23]
アプリケーション層
マーカス・ラナム、ウェイ・シュー、ピーター・チャーチヤードは、1993年10月にファイアウォールツールキット（FWTK）として知られるアプリケーションファイアウォールをリリースしました。 [24]これは、 Trusted Information Systemsのガントレットファイアウォールの基礎となりました。[25] [26]
アプリケーション層フィルタリングの主な利点は、ファイル転送プロトコル（FTP）、ドメインネームシステム（DNS）、ハイパーテキスト転送プロトコル（HTTP）などの特定のアプリケーションやプロトコルを理解できることです。これにより、非標準ポートを使用している不要なアプリケーションやサービスを識別したり、許可されたプロトコルが悪用されているかどうかを検出したりできます。[27]また、強制暗号化DNSや仮想プライベートネットワークを含む統合セキュリティ管理も提供できます。[28] [29] [30]
2012 年現在、次世代ファイアウォールは、アプリケーション層でのより広範囲の検査を提供し、ディープ パケット インスペクション機能を拡張して、以下の機能を含むようになりました (ただし、これらに限定されません)。
- ウェブフィルタリング
- 侵入防止システム
- ユーザーID管理
- ウェブアプリケーションファイアウォール
- コンテンツ検査とヒューリスティック分析[31]
エンドポイント固有
エンドポイントベースのアプリケーション ファイアウォールは、プロセスが特定の接続を受け入れるべきかどうかを判断することによって機能します。アプリケーション ファイアウォールは、データ パケットのプロセス ID を、データ転送に関係するローカル プロセスのルール セットと照合して、接続をフィルターします。アプリケーション ファイアウォールは、ソケット呼び出しにフックして、アプリケーション層と下位層の間の接続をフィルターすることで、その機能を実現します。ソケット呼び出しにフックするアプリケーション ファイアウォールは、ソケット フィルターとも呼ばれます。[引用が必要]
ファイアウォールポリシー
ファイアウォールの動作の中核となるのは、その意思決定プロセスを管理するポリシーです。これらのポリシーは総称してファイアウォールルールと呼ばれ、ネットワークの境界を越えて許可またはブロックされるトラフィックを決定する具体的なガイドラインです。 [32] [33]
ファイアウォール ルールは、事前に定義されたセキュリティ基準に対するネットワーク パケットの評価に基づいています。ネットワーク間でデータを伝送するネットワーク パケットは、ファイアウォールを通過できるようにするには、ルールで定義された特定の属性に一致する必要があります。これらの属性には、一般に次のものが含まれます。
- 方向: 受信または送信トラフィック
- ソース: トラフィックの発信元 ( IP アドレス、範囲、ネットワーク、またはゾーン)
- 宛先: トラフィックの送信先 ( IP アドレス、範囲、ネットワーク、またはゾーン)
- ポート: さまざまなサービスに固有のネットワーク ポート (例: HTTPの場合はポート 80 )
- プロトコル: ネットワークプロトコルの種類 (例: TCP、UDP、ICMP )
- 用途: L7 検査または AV サービスのグループ化。
- アクション: トラフィックを許可するか、拒否するか、ドロップするか、またはさらに検査を要求するか
ゾーン
ゾーンは、セキュリティ要件が類似するデバイスをグループ化するネットワーク内の論理セグメントです。ネットワークを「テクニカル」、「WAN」、「LAN」、「パブリック」、「プライベート」 、「DMZ」、「ワイヤレス」などのゾーンに分割することで、管理者はゾーン間のトラフィック フローを制御するポリシーを適用できます。各ゾーンには独自の信頼レベルがあり、データの入出力を規制する特定のファイアウォール ルールによって制御されます。
一般的なデフォルトでは、LAN から WAN へのすべてのトラフィックを許可し、WAN から LAN へのすべてのトラフィックをドロップします。
サービス
ネットワーク用語では、サービスとは、通常、ネットワーク ポートとプロトコルによって識別される特定の機能です。一般的な例としては、ポート 80 と 443 の HTTP/HTTPS (Web トラフィック)、ポート 21 の FTP (ファイル転送)、ポート 25 の SMTP (電子メール) などがあります。サービスは、ユーザーが使用するアプリケーションの背後にあるエンジンです。セキュリティの観点からは、サービスは悪用の標的になりやすいため、サービスへのアクセスを制御することが重要です。ファイアウォールは、どのサービスに誰がどのようなコンテキストでアクセスできるかを規定するルールを採用しています。たとえば、ファイアウォールは、不正なファイルのアップロードを防ぐために受信 FTP 要求をブロックする一方で、Web ブラウジング用の送信 HTTPS 要求を許可するように構成できます。
アプリケーション
アプリケーションとは、ユーザーがネットワーク上で操作するソフトウェア システムのことです。Web ブラウザーや電子メール クライアントから、複雑なデータベース システムやクラウドベースのサービスまで、さまざまなものがあります。ネットワーク セキュリティでは、トラフィックの種類によってセキュリティ リスクが異なるため、アプリケーションが重要です。したがって、トラフィックを生成または受信するアプリケーションに基づいてトラフィックを識別して制御するようにファイアウォール ルールを作成できます。アプリケーション認識を使用すると、ファイアウォールは組織のポリシーとコンプライアンス要件に従って特定のアプリケーションのトラフィックを許可、拒否、または制限できるため、脆弱なアプリケーションや望ましくないアプリケーションによる潜在的な脅威を軽減できます。
アプリケーションは、サービスのグループ化、またはL7 検査のいずれかになります。
ユーザーID
IPアドレスのみに基づいてファイアウォールルールを実装することは、ユーザーの場所やデバイスの使用状況が動的であるため、多くの場合不十分です。[34] [35]ユーザーIDはIPアドレスに変換されます。
ここで、「ユーザー ID」の概念が大きな影響を与えます。ユーザー ID を使用すると、固定の送信元または宛先 IP アドレスだけでなく、個々のユーザー ID に基づいてファイアウォール ルールを作成できます。これにより、接続元や使用しているデバイスに関係なく、特定のネットワーク リソースにアクセスできるユーザーをより細かく制御できるため、セキュリティが強化されます。
ユーザー ID テクノロジは、通常、 Active Directory、LDAP、RADIUS、TACACS+などのディレクトリ サービスを使用してファイアウォール システムに統合されます。これらのサービスは、ユーザーのログイン情報をネットワーク アクティビティにリンクします。これにより、ファイアウォールは、ネットワーク トポロジにのみ依存するのではなく、ユーザー グループ、ロール、または個々のユーザー アカウントに対応するルールとポリシーを適用できます。
ファイアウォールルールでユーザーIDを使用する例
学校が学生によるソーシャル メディアサーバーへのアクセスを制限したいとします。ファイアウォールにルールを作成し、ユーザー ID 情報を使用してこのポリシーを適用できます。
- ディレクトリ サービスの構成 — まず、ユーザー グループ メンバーシップを保存するディレクトリ サービスと通信するようにファイアウォールを構成する必要があります。この場合、Active Directory サーバーです。
- ユーザー識別 — ファイアウォールは、認証ログを解釈して、ネットワーク トラフィックを特定のユーザー ID にマッピングします。ユーザーがログオンすると、ファイアウォールはそのログインをユーザーのIP アドレスに関連付けます。
- ユーザー グループの定義 — ファイアウォールの管理インターフェイス内で、ディレクトリ サービスに基づいてユーザー グループを定義します。たとえば、「学生」などのグループを作成します。
- ファイアウォール ルールの作成:
- ソース: ユーザー ID (例: 学生)
- 宛先: IP アドレスのリスト
- サービス/アプリケーション: 許可されたサービス (例: HTTP、HTTPS )
- アクション: 拒否
- デフォルトの許可ルールを実装する:
この設定により、認証され、「学生」のメンバーとして識別されたユーザーのみがソーシャル メディアサーバーにアクセスできなくなります。LAN インターフェイスから始まるその他のすべてのトラフィックは許可されます。
最も一般的なファイアウォールログの種類
トラフィックログ:
- 説明:トラフィック ログには、ネットワークを通過するデータに関する包括的な詳細が記録されます。これには、送信元と送信先の IP アドレス、ポート番号、使用されるプロトコル、ファイアウォールによって実行されたアクション (許可、ドロップ、拒否など) が含まれます。
- 重要性:ネットワーク管理者がデバイス間の通信パターンを分析および理解し、トラブルシューティングやネットワーク パフォーマンスの最適化に役立てるために不可欠です。
脅威防止ログ:
- 説明:セキュリティの脅威に関連する情報を取得するために特別に設計されたログ。これには、侵入防止システム (IPS)、ウイルス対策イベント、ボット対策検出、およびその他の脅威関連データからのアラートが含まれます。
- 重要性:潜在的なセキュリティ侵害を特定して対応するために不可欠であり、セキュリティ チームがネットワークを積極的に保護するのに役立ちます。
監査ログ:
- 説明:管理アクションとファイアウォール構成に加えられた変更を記録するログ。これらのログは、セキュリティとコンプライアンスの目的で管理者が行った変更を追跡するために重要です。
- 重要性:管理アクティビティの詳細な履歴を提供し、調査を支援し、セキュリティ ポリシーの遵守を確保することで、監査とコンプライアンスの取り組みをサポートします。
イベント ログ:
- 説明:ファイアウォールで発生するさまざまなイベントをキャプチャする一般的なイベント ログ。管理者が問題を監視およびトラブルシューティングするのに役立ちます。
- 重要性:ファイアウォールのアクティビティの全体的なビューを提供し、ネットワーク インフラストラクチャ内の異常やパフォーマンスの問題の特定と解決を容易にします。
セッションログ:
- 説明:セッションの開始時刻と終了時刻、データ転送速度、関連するユーザーまたはデバイスの情報など、確立されたネットワーク セッションに関する情報を提供するログ。
- 重要性:ネットワーク セッションをリアルタイムで監視し、異常なアクティビティを特定し、ネットワーク パフォーマンスを最適化するのに役立ちます。
DDoS 緩和ログ:
- 説明:ネットワークを保護するためにファイアウォールによって実行される緩和アクションを含む、分散型サービス拒否 (DDoS) 攻撃に関連するイベントを記録するログ。
- 重要性: DDoS 攻撃を迅速に特定して軽減し、ネットワーク リソースを保護し、中断のないサービス可用性を確保するために重要です。
地理位置情報ログ:
- 説明:ネットワーク接続の地理的な場所に関する情報をキャプチャするログ。これは、地理的な地域に基づいてアクセスを監視および制御するのに役立ちます。
- 重要性:特定の地理的場所から発生する疑わしいアクティビティを検出して防止することでセキュリティを強化し、潜在的な脅威に対するより強力な防御に貢献します。
URL フィルタリング ログ:
- 説明: Web トラフィックと URL フィルタリングに関連するデータを記録します。これには、ブロックされた URL と許可された URL の詳細、およびユーザーがアクセスした Web サイトのカテゴリが含まれます。
- 重要性:組織は、Web アクティビティを監視および制御することで、インターネット アクセスを管理し、許容される使用ポリシーを適用し、全体的なネットワーク セキュリティを強化できます。
ユーザーアクティビティログ:
- 説明:認証イベント、ユーザーのログイン/ログアウトの詳細、ユーザー固有のトラフィック パターンなど、ユーザー固有の情報をキャプチャするログ。
- 重要性:ユーザーの行動を追跡し、説明責任を確保し、特定のユーザーが関与する潜在的なセキュリティ インシデントに関する洞察を提供するのに役立ちます。
VPN ログ:
- 説明:接続と切断、トンネル情報、VPN 固有のエラーなどのイベントを含む、仮想プライベート ネットワーク (VPN) 接続に関連する情報。
- 重要性: VPN 接続の整合性とパフォーマンスを監視し、リモート ユーザーと企業ネットワーク間の安全な通信を確保するために重要です。
システムログ:
- 説明:ファイアウォール システムの全体的な健全性、ステータス、および構成の変更に関する情報を提供するログ。これには、高可用性 (HA)、ソフトウェア更新、およびその他のシステム レベルのイベントに関連するログが含まれる場合があります。
- 重要性:ファイアウォール インフラストラクチャの維持、問題の診断、システムの最適な動作の確保に不可欠です。
コンプライアンス ログ:
- 説明:規制コンプライアンス要件に関連するイベントの記録に特化したログ。これには、業界標準または法的義務への準拠を保証するアクティビティが含まれる場合があります。
- 重要性:特定の規制の対象となる組織にとって不可欠であり、コンプライアンス標準への準拠を実証し、監査プロセスを容易にするのに役立ちます。
構成
ファイアウォールの設定は複雑でエラーが発生しやすい作業です。設定エラーによりネットワークにセキュリティ上の問題が発生する可能性があります。[36]
ファイアウォールポリシーの設定は、特定のネットワークタイプ（パブリックまたはプライベートなど）に基づいており、ハッカーやマルウェアによる潜在的な攻撃を防ぐためにアクセスをブロックまたは許可するファイアウォールルールを使用して設定できます。[37]
参照
参考文献
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外部リンク
WikibookのUnixガイドには、 OpenBSD PFファイアウォールに関するページがあります。
ウィキメディア・コモンズには、ファイアウォールに関連するメディアがあります。
- ファイアウォール業界の進化 – さまざまなアーキテクチャ、パケットの処理方法について説明し、進化のタイムラインを示します。
- ネットワーク ファイアウォールの歴史と調査 – 初期のファイアウォール作業が報告されたオリジナルの論文を参照しながら、さまざまな ISO レベルのファイアウォールの概要を示します。