Firewall: qué es un cortafuegos, cómo funciona, modelo OSI

Cada ordenador que se conecta a Internet (y, básicamente, a cualquier red de ordenadores) puede ser víctima del ataque de un hacker. La metodología que generalmente usan los hackers consiste en analizar la red (mediante el envío aleatorio de paquetes de datos) en busca de un ordenador conectado. Allí es cuando la protección del firewall es clave.

Una vez un hacker encuentra una computadora conectada, busca un punto débil en el sistema de seguridad para explotarlo y tener acceso a los datos del equipo. Dicha amenaza es mayor cuando el equipo está permanentemente conectado a Internet por diversas razones:

• El equipo objetivo no está supervisado.
• Posee un ancho de banda mayor.
• No cambia las direcciones IP o lo hace muy ocasionalmente.

Por lo tanto, es necesario que tanto las redes de las compañías como los usuarios de internet con conexiones por cable o ADSL se protejan contra intrusiones en la red instalando un dispositivo de protección.

¿Qué es un 'firewall' o cortafuegos en informática?

Un cortafuegos, o firewall en inglés, en el mundo de la informática es un sistema que protege a un ordenador o a una red de ordenadores contra intrusiones provenientes de redes de terceros (generalmente desde Internet). Un sistema de firewall filtra paquetes de datos que se intercambian a través de Internet. Por lo tanto, se trata de una pasarela de filtrado que comprende al menos las siguientes interfaces de red: una interfaz para la red protegida (red interna) y una interfaz para la red externa.

El sistema firewall es un sistema de software, a menudo sustentado por un hardware de red dedicada, que actúa como intermediario entre la red local (u ordenador local) y una o más redes externas. Un sistema de firewall puede instalarse en ordenadores que utilicen cualquier sistema siempre y cuando la máquina tenga la capacidad suficiente como para procesar el tráfico, el sistema sea seguro y no se ejecute ningún otro servicio más que el servicio de filtrado de paquetes en el servidor. En caso de que el sistema de firewall venga en una caja negra (llave en mano), se aplica el término "aparato".

¿Cómo funciona un sistema 'firewall'?

Un sistema firewall contiene un conjunto de reglas predeterminadas que le permiten al sistema autorizar la conexión (permitir), bloquear la conexión (denegar) y rechazar el pedido de conexión sin informar al que lo envió (negar).

Todas estas reglas implementan un método de filtrado que depende de la política de seguridad adoptada por la organización. Se distinguen por lo general dos políticas de seguridad que permiten, ya sea la autorización de solo aquellas comunicaciones que se autorizaron explícitamente o el rechazo de intercambios que han sido prohibidos explícitamente. El primer método es sin duda el más seguro. Sin embargo, impone una definición precisa y restrictiva de las necesidades de comunicación.

Filtrado de paquetes 'stateless'

Un sistema de firewall opera según el principio del filtrado simple de paquetes, o filtrado de paquetes stateless. Analiza el encabezado de cada paquete de datos (datagrama) que se ha intercambiado entre un ordenador de red interna y un ordenador externo. Así, los paquetes de datos que se han intercambiado entre un ordenador con red externa y uno con red interna pasan por el firewall y contienen los siguientes encabezados, los cuales son analizados sistemáticamente por el firewall:

• La dirección IP del ordenador que envía los paquetes
• La dirección IP del ordenador que recibe los paquetes
• El tipo de paquete (TCP, UDP, etc.)
• El número de puerto (recordatorio: un puerto es un número asociado a un servicio o a una aplicación de red)

Las direcciones IP que los paquetes contienen permiten identificar el ordenador que envía los paquetes y el ordenador de destino, mientras que el tipo de paquete y el número de puerto indican el tipo de servicio que se utiliza. La siguiente tabla proporciona ejemplos de reglas del firewall:

Los puertos reconocidos (cuyos números van del 0 al 1023) están asociados con servicios ordinarios (por ejemplo, los puertos 25 y 110 están asociados con el correo electrónico y el puerto 80 con la web). La mayoría de los dispositivos de firewall se configuran al menos para filtrar comunicaciones de acuerdo con el puerto que se usa. Normalmente, se recomienda bloquear todos los puertos que no son fundamentales (según la política de seguridad vigente).

Por ejemplo, el puerto 23 a menudo se bloquea en forma predeterminada mediante dispositivos de firewall, ya que corresponde al protocolo TELNET, el cual permite a una persona emular el acceso terminal a una máquina remota para ejecutar comandos a distancia. Los datos que se intercambian a través de TELNET no están codificados. Esto significa que es probable que un hacker [ observe la actividad de la red] y robe cualquier contraseña que no esté codificada. Generalmente, los administradores prefieren el protocolo SSH, el cual tiene la reputación de ser seguro y brinda las mismas funciones que TELNET.

Filtrado Dinámico

El Filtrado de paquetes Stateless solo intenta examinar los paquetes IP independientemente, lo cual corresponde al nivel 3 del modelo OSI (Interconexión de sistemas abiertos). Sin embargo, la mayoría de las conexiones son admitidas por el protocolo TCP, el cual administra sesiones, para tener la seguridad de que todos los intercambios se lleven a cabo en forma correcta. Asimismo, muchos servicios (por ejemplo, FTP) inician una conexión en un puerto estático. Sin embargo, abren un puerto en forma dinámica (es decir, aleatoria) para establecer una sesión entre la máquina que actúa como servidor y la máquina cliente.

De esta manera, con un filtrado de paquetes stateless, es imposible prever cuáles puertos deberían autorizarse y cuáles deberían prohibirse Para solucionar este problema, el sistema de filtrado dinámico de paquetes se basa en la inspección de las capas 3 y 4 del modelo OSI, lo que permite controlar la totalidad de las transacciones entre el cliente y el servidor. El término que se usa para denominar este proceso es inspección stateful o filtrado de paquetes stateful.

Un dispositivo de firewall con inspección stateful puede asegurar el control de los intercambios. Esto significa que toma en cuenta el estado de paquetes previos cuando se definen reglas de filtrado. De esta manera, desde el momento en que una máquina autorizada inicia una conexión con una máquina ubicada al otro lado del firewall, todos los paquetes que pasen por esta conexión serán aceptados implícitamente por el firewall.

El hecho de que el filtrado dinámico sea más efectivo que el filtrado básico de paquetes no implica que el primero protegerá el ordenador contra los hackers que se aprovechan de las vulnerabilidades de las aplicaciones. Aún así, estas vulnerabilidades representan la mayor parte de los riesgos de seguridad.

Filtrado de aplicaciones

El filtrado de aplicaciones permite filtrar las comunicaciones de cada aplicación. El filtrado de aplicaciones opera en el nivel 7 (capa de aplicaciones) del modelo OSI, a diferencia del filtrado simple de paquetes (nivel 4). El filtrado de aplicaciones implica el conocimiento de los protocolos utilizados por cada aplicación.

Como su nombre lo indica, el filtrado de aplicaciones permite filtrar las comunicaciones de cada aplicación. El filtrado de aplicaciones implica el conocimiento de las aplicaciones en la red y un gran entendimiento de la forma en que en ésta se estructuran los datos intercambiados (puertos, etc.).

Un firewall que ejecuta un filtrado de aplicaciones se denomina generalmente pasarela de aplicaciones o (proxy), ya que actúa como relé entre dos redes mediante la intervención y la realización de una evaluación completa del contenido en los paquetes intercambiados. Por lo tanto, el proxy actúa como intermediario entre los ordenadores de la red interna y la red externa, y es el que recibe los ataques. Además, el filtrado de aplicaciones permite la destrucción de los encabezados que preceden los mensajes de aplicaciones, lo cual proporciona una mayor seguridad.

Este tipo de firewall es muy efectivo y, si se ejecuta correctamente, asegura una buena protección de la red. Por otra parte, el análisis detallado de los datos de la aplicación requiere una gran capacidad de procesamiento, lo que a menudo implica la ralentización de las comunicaciones, ya que cada paquete debe analizarse minuciosamente. Además, el proxy debe interpretar una gran variedad de protocolos y conocer las vulnerabilidades relacionadas para ser efectivo. Finalmente, un sistema como este podría tener vulnerabilidades debido a que interpreta pedidos que pasan a través de sus brechas. Por lo tanto, el firewall (dinámico o no) debería disociarse del proxy para reducir los riesgos de comprometer al sistema.

¿Qué es un 'firewall' personal?

El término firewall personal se utiliza para los casos en que el área protegida se limita al ordenador en el que el firewall está instalado. Un firewall personal permite controlar el acceso a la red de aplicaciones instaladas en el ordenador y prevenir notablemente los ataques de programas como los troyanos, es decir, programas dañinos que penetran en el sistema para permitir que un hacker controle el ordenador en forma remota. Los cortafuegos o firewall personales permiten subsanar y prevenir intrusiones de aplicaciones no autorizadas a conectarse a su ordenador.

¿Qué limitaciones tiene el 'firewall'?

Por supuesto que los sistemas firewall no brindan seguridad absoluta; todo lo contrario. Los firewall solo ofrecen protección en tanto todas las comunicaciones salientes pasen sistemáticamente a través de estos y estén configuradas correctamente. Los accesos a la red externa que sortean el firewall también son puntos débiles en la seguridad. Claramente, este es el caso de las conexiones que se realizan desde la red interna mediante un módem o cualquier otro medio de conexión que evite el firewall.

Asimismo, la adición de medios externos de almacenamiento a los ordenadores de sobremesa o portátiles de red interna puede dañar enormemente la política de seguridad general. Para garantizar un nivel máximo de protección, debe ejecutarse un firewall en el ordenador y su registro de actividad debe controlarse para poder detectar intentos de intrusión o anomalías. Además, se recomienda controlar la seguridad (por ejemplo, inscribiéndose para recibir alertas de seguridad de CERT) a fin de modificar los parámetros del dispositivo de firewall en función de las alertas publicadas. La instalación de un firewall debe llevarse a cabo de la mano de una política de seguridad real.