Was ist Firewall?

Mechanismus (Gerät oder Software), meist an einer Netzwerkgrenze platziert, der nur nach vorab festgelegten Regeln erlaubten Verkehr durchlässt und alles andere blockiert. Entschieden wird nach Quell- und Ziel-IP-Adresse, Portnummer, Protokoll, Verkehrsrichtung usw. Hauptaufgabe ist der Schutz eines internen Netzwerks vor unbefugten Verbindungen aus dem Internet.

Japanische Bezeichnung: ファイアウォール

„Firewall“ kommt in 6 Übungsfragen aus 4 Themen vor, z. B. Cyberangriffe und Abwehr in der Praxis, Grundlagen von Cloud und Containern, Grundlagen der Computernetzwerke.

Fachgebiet: Grundlagen der Informationssicherheit

Paketfilter und Stateful Inspection

Ein einfacher Paketfilter vergleicht den Header jedes Pakets von oben nach unten mit einer Regelliste und lässt das Paket gemäß der ersten passenden Regel durch oder verwirft es. Verkehr, auf den keine Regel passt, wird grundsätzlich verworfen (Default Deny). Stateful Inspection merkt sich den Zustand jeder Verbindung, einschließlich der Seite, die sie begonnen hat; Antwortverkehr zu intern begonnenen Verbindungen wird automatisch durchgelassen, unaufgefordert von außen kommender Verkehr verworfen. Produkte, die zusätzlich Anwendungen am Inhalt des Verkehrs erkennen oder Intrusion Prevention integrieren, heißen Next-Generation-Firewalls.

Platzierung und DMZ

Eine Firewall wird normalerweise dort platziert, wo das Internet auf das interne Netzwerk trifft. Server, die von außen erreichbar sein müssen, etwa Web- und Mailserver, kommen in eine separate Zone, die DMZ (demilitarisierte Zone). Vom Internet zur DMZ werden nur die nötigen Ports geöffnet, vom Internet ins interne Netzwerk wird nichts erlaubt, und Verkehr von der DMZ ins interne Netzwerk wird eingeschränkt. So breitet sich ein Schaden weniger leicht nach innen aus, selbst wenn ein öffentlicher Server übernommen wird. Neben Geräten an der Grenze gibt es hostbasierte Firewalls, die auf jedem PC und Server laufen.

Was eine Firewall allein nicht verhindert

Ist Port 443 für eine Website offen, gelangen in diesem Verkehr versteckte SQL-Injection oder Cross-Site-Scripting hindurch, sodass eine WAF nötig ist, die den Inhalt prüft. Eine Firewall kann auch kein internes Gerät aufhalten, das über einen E-Mail-Anhang oder Phishing infiziert wurde, und keinen Eindringling, der sich mit gültigen Zugangsdaten über das VPN anmeldet. Die Abwehr kombiniert daher Angriffserkennung und -abwehr (IDS/IPS), EDR zur Überwachung der Endgeräte und Zero Trust, das jeden Zugriff prüft.

Jetzt üben: Fragen zu Firewall

Welche Beschreibung der Grundfunktion einer Firewall (Paketfilter) ist richtig?

  1. ASie verschlüsselt die Kommunikation, um das Abhören auf dem Weg zu verhindern
  2. BSie lässt nach Regeln, die auf Quell- und Ziel-IP-Adressen, Portnummern usw. beruhen, nur erlaubten Verkehr durch und blockiert den Rest
  3. CSie verteilt eingehende Pakete auf mehrere Server, um die Verarbeitungslast zu verteilen
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Antwort: B. Sie lässt nach Regeln, die auf Quell- und Ziel-IP-Adressen, Portnummern usw. beruhen, nur erlaubten Verkehr durch und blockiert den Rest

Eine Firewall wird etwa an der Grenze zwischen internem Netzwerk und Internet platziert und erlaubt oder verweigert Verkehr nach vorab festgelegten Regeln. Eine typische Einstellung lautet: „Von außen nur Verkehr zu Port 443 des öffentlichen Webservers erlauben und alle anderen eingehenden Verbindungen ablehnen.“ Die meisten heutigen Firewalls arbeiten mit Stateful Inspection, verfolgen also den Verbindungszustand und lassen die Antwortpakete von intern begonnenen Verbindungen automatisch durch. Sie verschlüsseln nicht und werden deshalb zum Schutz des Verkehrs mit TLS oder einem VPN kombiniert. Angriffe über einen erlaubten Port (etwa solche, die Schwachstellen von Webanwendungen ausnutzen) können sie ebenfalls nicht abwehren; daher kommen weitere Maßnahmen wie eine WAF hinzu.

Ein Endgerät kommuniziert über einen Site-to-Site-VPN-Tunnel mit einem entfernten Webserver. TCP-Verbindungen lassen sich aufbauen und kleine Seiten werden angezeigt, doch Downloads großer Dateien bleiben mittendrin stehen. Die MTU im Tunnel beträgt 1400 Byte, und der Server sendet 1500-Byte-Pakete mit verbotener Fragmentierung (DF-Bit auf 1). Außerdem ist die Firewall vor dem Server so eingestellt, dass sie jegliches ICMP verwirft. Was ist die wahrscheinlichste Ursache?

  1. ADie DNS-Namensauflösung schlägt fehl
  2. BDas TCP-Empfangsfenster ist zu klein, sodass auf einmal nicht genug Daten gesendet werden können
  3. CDie ICMP-Meldungen, mit denen der Router, der die zu großen Pakete verwirft, die Notwendigkeit der Fragmentierung meldet, erreichen den Server nicht, sodass der Server seine Pakete nicht verkleinern kann
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Antwort: C. Die ICMP-Meldungen, mit denen der Router, der die zu großen Pakete verwirft, die Notwendigkeit der Fragmentierung meldet, erreichen den Server nicht, sodass der Server seine Pakete nicht verkleinern kann

Bei Path MTU Discovery sendet die Quelle Pakete mit dem DF-Bit auf 1, und ein Router, der ein Paket verwirft, das größer als seine MTU ist, meldet die passierbare Größe in einer ICMP-Meldung (Fragmentation Needed bei IPv4, Packet Too Big bei IPv6). Verwirft die Firewall diese Meldungen, sendet der Server weiter große Pakete, die jedes Mal verworfen werden, sodass nur große Datenübertragungen stehen bleiben (ein Path-MTU-Black-Hole). Verbindungsaufbau und kleine Antworten verwenden Pakete unter 1400 Byte und kommen daher problemlos an. Abhilfe schafft es, diese ICMP-Meldungen nicht mehr zu verwerfen oder die TCP-MSS am Router am Tunneleingang auf einen kleineren Wert umzuschreiben. Bei je 20 Byte für den IPv4- und den TCP-Header ergibt eine MTU von 1400 Byte eine MSS von 1400 − 20 − 20 = 1360 Byte.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einer Firewall und einer WAF?

Eine Firewall entscheidet vor allem anhand von IP-Adressen und Portnummern, welcher Verkehr durchgelassen wird. Eine WAF (Web Application Firewall) prüft den Inhalt erlaubten Webverkehrs, die HTTP-Anfragen, und blockiert Angriffe wie SQL-Injection. Beide schützen verschiedene Schichten und werden daher gemeinsam eingesetzt.

Braucht man mit einer Firewall noch Virenschutz?

Ja. Eine Firewall lässt den erlaubten Verkehr durch und kann daher keine Malware aufhalten, die beim Surfen im Web oder per E-Mail kommt. Sie muss mit Malware-Schutz auf den Endgeräten oder EDR und mit Softwareupdates kombiniert werden.

„Firewall“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Firewall“ (6)

  1. Aus dem Image nginx, einem Webserver, der auf Port 80 lauscht, wird mit dem obigen Befehl ein Container gestartet. Die IP-Adresse des Hosts sei 192.0.2.10, und es gebe keine Einschränkungen etwa durch eine Firewall. Mit welcher URL erreicht man diesen Webserver vom Browser eines anderen PCs im selben Netzwerk?
  2. Welche Beschreibung der Grundfunktion einer Firewall (Paketfilter) ist richtig?
  3. Ein Endgerät kommuniziert über einen Site-to-Site-VPN-Tunnel mit einem entfernten Webserver. TCP-Verbindungen lassen sich aufbauen und kleine Seiten werden angezeigt, doch Downloads großer Dateien bleiben mittendrin stehen. Die MTU im Tunnel beträgt 1400 Byte, und der Server sendet 1500-Byte-Pakete mit verbotener Fragmentierung (DF-Bit auf 1). Außerdem ist die Firewall vor dem Server so eingestellt, dass sie jegliches ICMP verwirft. Was ist die wahrscheinlichste Ursache?
  4. Welche Maßnahme ist am besten geeignet, um „Lateral Movement“ zu erschweren, also dass sich eine Kompromittierung von einem übernommenen Mitarbeiter-PC auf andere interne PCs und Server ausbreitet?
  5. Welche Kombination beschreibt die Rollen von SIEM, SOAR und SOC in der Sicherheitsüberwachung richtig?
  6. Welche Aussage beschreibt eine WAF (Web Application Firewall) richtig?

Vergleiche mit diesem Begriff

Verwandte Begriffe

IP-Adresse URL (Uniform Resource Locator) VPN (Virtual Private Network) WAF (Web Application Firewall) Container TLS (Transport Layer Security) TCP (Transmission Control Protocol) MTU (Maximum Transmission Unit) Paket (Datenpaket) ICMP (Internet Control Message Protocol)

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