浅谈具有vpn功能的防火墙的研究与实现

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1、重庆大学硕士学位论文具有vpn功能的防火墙的研究与实现姓名：张衡申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：张玉芳20050501重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要计算机网络安全主要有两个方面的问题：(1)如何保证在网络上传输的信息私有性,防止被非法窃取、篡改、伪造。(2)如何限制网络上用户(或程序)的访问权限,防止非法用户(或程序)的侵入。现阶段解决第一个问题的最好办法是使用VPN（虚拟专用网）技术,而解决第二个问题普遍采用的方法则是防火墙技术。防火墙考虑的是阻止未经授权的传输进入或离开专网，而一般不考虑传输离开专网之后的安全问题。VPN技术是指采用隧道技术以及加密、身份认证等方法，在

2、公众网络上构建专用网络的技术，数据通过安全的"加密管道"在公众网络中传播，保证离开专网后的传输是安全的。VPN和防火墙都是安全技术，它们的功能相互交叉，因此在同一个设备中集成VPN功能和防火墙功能已经变成了一种趋势。本文研究的主要内容是防火墙的工作机制、过滤技术和VPN的IPSEC协议。根据防火墙和VPN发展趋势，针对防火墙不能对网络传输进行保护的缺陷，设计出一种防火墙与VPN相结合的防火墙改进策略。改进策略的特点是：（1）使用驱动程序级的HOOK技术截获封包，在网络层进行"行为"上的有效结合。利用现有的VPN和防火墙技术，萃取在VPN中的包结构变化的思想进行数据包的结构重构（鉴于防火墙应

3、用的对象是普通用户，所以采用VPN中的ESP传输模式），融入完善的加密措施，并与网络层包过滤型防火墙相结合，对防火墙加密认证机制进行了研究和部分实现。（2）建立防火墙过滤规则与VPN的安全联盟、安全策略数据库的无缝连接，进行"思想"上的结合。本文所研究的防火墙吸取了状态连接技术的思想，建立自己的过滤规则策略库，使得防火墙能够在满足自己防卫安全的同时，与SPD（安全策略数据库），SAD（安全联盟数据库）进行连接，从而使得进出主机的数据包得到较高质量的加密和认证等服务。经过该策略改进后的防火墙，不但能够保护计算机不受非法用户的攻击，也能够保证数据在网络上传输的安全。改进后的防火墙摒弃了一些适用

4、于大型网关的复杂策略管理，专注于VPN的认证和加密两大功能，使得本文所研究的防火墙具有很好的易用性。由于防火墙不能够保护网络上传输的数据，本文通过融入VPN中的加密认证方法对防火墙进行改进，使得防火墙这种网络安全设备具有更加完备的安全功能。关键字：虚拟专用网，安全策略数据库，安全联盟数据库I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThesecurityofcomputernetworkcanbedividedintotowkindsofproblems:(1)howtoprotectthemessagesentonthenetworktobeprivate,andpreventthem

5、frombeingstolen,distortedorfabricated.(2)howtolimituser’s(orprogram’s)accesspermissiononthenetwork.Presently,thebestsolutionforthefirstproblemisusingVPNtechnology,andthebestsolutionforthesecondproblemisadoptingfirewalltechnology.Firewallconsidershowtopreventtheunauthorizedtransmissioncomeintoorlea

6、vetheprivatenetwork,butdoesnotconsiderhowtothetransmissionsecurityafteritsleaving.VPNadoptstunneltechnology,encryption,identityauthenticationandetc.,andconstructsprivatenetworkinthepublicnetwork.InVPN,datatransfersinthepublicnetworkthroughthe“encryptedtunnel”.VPNensurethatthetransmissionissafeafte

7、rleavingtheprivatenetwork.BothVPNandfirewallaresecrecytechnologyandtheysharesomesamefunctions.Therefore,integratingVPN’sfunctionsandfirewall’sfunctionsinasameequipmenthasnowbecomeatrend.Firewall’sworkingmechanism