By ryo3 この記事ではファイアウォールについてまとめております。
ファイアウォールとは、ネットワークのセキュリティを強化するために、
外部からの不正アクセスや攻撃から内部ネットワークを守るためのシステムです。
ファイアウォールは、送受信されるデータパケットを監視し、
あらかじめ定められたセキュリティルールに基づいて許可、拒否、または制限することで、
ネットワークの安全性を確保します。
ファイアウォールの仕組み
ファイアウォールは、ネットワークトラフィックをフィルタリングし、外部から内部への通信、
あるいは内部から外部への通信を監視します。
ファイアウォールの基本的な仕組みは、セキュリティポリシーに従ってパケットを許可するか、
拒否するかを判断するというものです。
このフィルタリングは、様々な基準（IPアドレス、ポート番号、プロトコル、パケットの内容など）に基づいて行われます。
パケットフィルタリング
最も基本的なファイアウォール機能は、パケットフィルタリングです。
これにより、特定のIPアドレスやポート番号を基にして、通信の許可・拒否が行われます。
例えば、HTTP通信（ポート80）やHTTPS通信（ポート443）など、特定のポートだけを許可する設定も可能です。
状態保持型インスペクション（Stateful Inspection）
より高度なファイアウォールは、状態保持型インスペクション（Stateful Packet Inspection, SPI）という技術を使用します。
これにより、通信の状態（セッション）を追跡し、正常な通信かどうかを確認したうえでトラフィックを制御します。
たとえば、既に内部から確立された接続についてはその応答を許可し、外部から突然送られる不正なパケットはブロックします。
アプリケーション層フィルタリング
さらに進化したファイアウォールでは、アプリケーション層の通信内容まで解析し、特定のアプリケーションやサービスに対する
アクセスを制御できます。これは、特定のWebサイトやアプリケーションの使用を制限するのに役立ちます。
たとえば、従業員が仕事中にソーシャルメディアやストリーミングサービスを使用するのを防ぐことができます。
ファイアウォールの種類
- パケットフィルタ型ファイアウォール
パケットフィルタ型ファイアウォールは、ネットワーク層（Layer 3）で動作し、個々のデータパケットを監視します。
主にIPアドレスやポート番号に基づいてトラフィックを許可または拒否します。このタイプのファイアウォールはシンプルですが、
高度な攻撃を検知するには不十分な場合があります。 - 状態保持型ファイアウォール
状態保持型ファイアウォールは、トランスポート層（Layer 4）で動作し、接続の状態（セッション）を監視します。
これにより、各パケットの送信元と受信先、プロトコル、ポート番号、通信のタイミングなどの情報を記録し、
不正な通信をより正確に検出できます。 - アプリケーションゲートウェイ（プロキシ型ファイアウォール）
アプリケーションゲートウェイ（プロキシ型）ファイアウォールは、アプリケーション層（Layer 7）で動作し、
特定のアプリケーションやプロトコルに対して精細なフィルタリングを行います。
これにより、例えばWebブラウザやメールクライアントなどのアプリケーションが特定の条件で通信することを制限できます。
ユーザーはまずプロキシサーバーを経由して外部に接続するため、直接的な接続を防ぎ、セキュリティを向上させます。 - 次世代ファイアウォール（NGFW）
次世代ファイアウォール（NGFW, Next-Generation Firewall）は、従来のファイアウォール機能に加え、
ディープパケットインスペクション（DPI）や侵入防止システム（IPS）を搭載し、アプリケーション識別や高度な脅威検出機能を持っています。
これにより、マルウェアやゼロデイ攻撃などの高度な攻撃を防ぐことができます。
ファイアウォールのプロセス
セキュリティポリシーの設定: 管理者は、組織のセキュリティニーズに基づいて、ファイアウォールのルールを設定します。これは、どのトラフィックを許可し、どのトラフィックを拒否するかを定義します。たとえば、特定のポートやIPアドレス、プロトコルに対する許可やブロックが設定されます。
パケットの検査: ファイアウォールは、受信・送信される各パケットを検査し、事前に設定されたルールに従ってフィルタリングを行います。この際、パケットが正常かどうか、また不正なアクセスや攻撃がないかを確認します。
通信の許可または拒否: 検査結果に基づいて、許可されたパケットは内部ネットワークに転送され、ルールに違反するパケットはブロックされます。不正なアクセスを防ぎつつ、必要な通信を確保するのがこのプロセスの目的です。
ログの記録: ファイアウォールは、どの通信が許可され、どの通信が拒否されたかをログに記録します。このログは、ネットワークの監視やトラブルシューティング、さらにはセキュリティ侵害の調査に利用されます。
実機確認方法
ファイアウォールの設定や動作を確認するためには、以下の手順で実機確認を行うことができます。
ファイアウォールルールの確認: ファイアウォールの設定画面から、適切にルールが構成されているかを確認します。これは、特定のIPアドレスやポートがブロックされているか、あるいは許可されているかを確認するプロセスです。
ネットワークスキャン: NmapやWiresharkなどのツールを使用して、ネットワーク上のポートが適切にフィルタリングされているか確認します。特に、不要なポートが開放されていないかをチェックします。
トラフィックのモニタリング: 実際に通信を行い、ファイアウォールがどのようにトラフィックを処理しているかを確認します。許可されている通信が問題なく通過し、ブロックされるべきトラフィックが正しく拒否されているかを確認します。
ログの確認: ファイアウォールのログをチェックし、不正アクセスの試行や攻撃がブロックされているかを確認します。ログには、いつどこからアクセスがあったのか、どのルールに基づいてブロックされたのかが記録されています。
まとめ
ファイアウォールは、ネットワークの入口でトラフィックを制御し、外部からの不正アクセスや攻撃を防ぐための重要なセキュリティツールです。
基本的なパケットフィルタリングから、次世代ファイアウォールに至るまで、多様な機能を持ち、ネットワークの安全性を確保します。
正しい設定と監視により、組織のセキュリティ体制を強化し、サイバー攻撃に対する防御力を高めることができます。