Hier baut ihr das, was die IT-Leitung zu M3 sehen will: Zonen, Filtertabelle, eingerichtete Filter, Testprotokoll und die Angriffe je Zone.
Sprint 4Brückenstufe 3
Eure Story: Als IT-Leitung HLG will ich, dass von außen nur erreichbar ist, was erreichbar sein muss, damit ein Angriff auf die Sendungsverfolgung nicht im Hallennetz endet.
Input · Zonen und Filterentwurf. Holt ihn euch, wenn eure Storycard danach fragt. Zahlt ein auf AB 1 bis 7.
Ihr legt die Zonen fest, entwerft die Filtertabelle, richtet sie im Labor über Oberfläche und Konfigurationsdatei ein, prüft sie mit Testverbindungen und entscheidet über die Architektur.
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Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Eine Filtertabelle ist erst fertig, wenn jede Regel einen Grund hat und die letzte Regel alles Übrige verweigert.
Am Ende hast du: ein Zonenmodell mit DMZ 172.16.10.0/24, eine vollständige Filtertabelle, eingerichtete Filter mit Nachweis, ein Testprotokoll, die Angriffsszenarien je Zone und eine begründete Entscheidung für eine oder zwei Stufen.
Karte „Adressen und Routing kompakt“: Was du aus dem Netzaufbau brauchst, auf einer Seite: Adressen, Subnetze, Routing, die drei Standorte. Die Karte steht im Wissensspeicher.
Erst du, dann die anderen
Ihr sollt eine Filtertabelle für das Hub schreiben. Womit fangt ihr an?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Von den Diensten her. Ihr schreibt für jede Verbindung, die HLG braucht, eine Zeile: Wer spricht mit wem über welchen Port? Das ergibt eine vollständige, begründete Tabelle. Der Preis: Verwaltung, DNS und Rückwege vergisst man leicht.
- Vom Mitschnitt her. Ihr zeichnet eine Woche lang auf, was tatsächlich über die Firewall läuft, und erlaubt genau das. Das ist realistisch. Der Preis: Ihr erlaubt auch, was nie hätte laufen dürfen, etwa Kameras, die ins Internet funken.
- Von den Zonen her. Ihr zeichnet eine Matrix Zone gegen Zone und tragt in jedes Feld ein, was grundsätzlich erlaubt ist. Das schafft schnell Übersicht. Der Preis: Die Matrix ist zu grob für Ports, ihr müsst sie danach in Regeln auflösen.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Viele Teams beginnen mit der Zonenmatrix und füllen sie dann von den Diensten her. Schreib auf, wie ihr vorgeht.
Gegebene Werte: Hub, Zonen und Dienste · aufklappen, wenn du sie brauchst
Gegebene Werte: Hub, Zonen und Dienste
- Firewall
- außen 203.0.113.2 (auch VPN-Ende für Teil 6), Gateway des Anbieters 203.0.113.1; drei Schnittstellen: außen, DMZ, Server; Verwaltung über HTTPS
- Öffentliche Adressen
- 203.0.113.3 Sendungsverfolgung und www (auf Verteiler 172.16.10.10), 203.0.113.4 Mail (auf Relay 172.16.10.20), 203.0.113.5 Telefonie (auf 172.16.10.30), 203.0.113.7 PAT-Adresse für alle ausgehenden Verbindungen (Teil 2)
- DMZ 172.16.10.0/24
- Verteiler .10, web1 .11, web2 .12, Mail-Relay .20, Telefonie-Grenze .30, Proxy .40 (Port 3128)
- Intern 10.10.0.0/16
- Büro 10.10.10.0/24, Scanner 10.10.20.0/24, Telefonie 10.10.30.0/24, Server 10.10.40.0/24, Kameraaufzeichnung 10.10.50.0/24
- Server innen
- Sendungsdatenbank 10.10.40.30, Mailserver 10.10.40.25, interner Resolver 10.10.40.53, IT-Arbeitsplatz 10.10.40.5
- Telefonie
- Telefonanbieter 198.51.100.60, SIP über TLS TCP 5061, Sprache UDP 10000 bis 20000 (10.001 Ports)
- Sendungsstatus
- Die Datenbank schiebt den Status alle 60 s per HTTPS an web1 und web2
- Laborrechner außen
- 192.0.2.99, ein Webserver außen für Tests 198.51.100.80
- Röntgenanlage (für den veränderten Fall)
- Steuerrechner der Frachtkontrolle im Hub, 10.10.20.200 im Scannernetz
Alle Adressen, Dienste und Zeiten sind Unterrichtswerte. Verkehr zwischen den internen Teilnetzen regelt in diesem Teil der Kernswitch, nicht die Firewall; das vertieft LF 5.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Zonenmodell, Filtertabelle und Testprotokoll für M3
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- dem Zonenmodell mit jeder Adresse in genau einer Zone und der begründeten Architektur
- der Filtertabelle mit Nr., Quelle, Ziel, Dienst/Port, Richtung, Aktion und Grund, am Ende die Standardregel
- dem Nachweis der Einrichtung über die Oberfläche (Bildschirmfoto) und als Konfigurationsdatei
- dem Testprotokoll mit mindestens zehn Testverbindungen
- den Angriffsszenarien je Zone mit Folge und Gegenmaßnahme
Zur Dokumentation
Die Filtertabelle als Tabelle, nicht als Fließtext. Das Testprotokoll mit den Spalten Nr., von, nach, erwartet, Regel, beobachtet, in Ordnung. Jede Abweichung im Testprotokoll führt zu einer geänderten Regel oder zu einer Begründung.
Zusammen mit der Gegenüberstellung aus Lernangebot 8 ist das die Unterlage für M3, die die IT-Leitung HLG abnimmt.
Die Szene: das Filterspiel
Jetzt spielt ihr die Pakete gegen eine Regeltabelle. Tragt eure Regeln ein, schickt Pakete aus den drei Zonen los und seht, welche Regel trifft. Die Szene zeigt auch, welche Angriffe eure Tabelle durchlässt. Mit dem Knopf oben rechts öffnest du sie im Vollbild.
Ohne JavaScript siehst du die Szene nicht. Prüft stattdessen jede Testverbindung aus Aufgabe 9.6 von Hand gegen eure Tabelle, Regel für Regel von oben.
Deine Aufgaben
9.1Ordne die Systeme den Zonen zu
Jetzt bist du dran · Allein · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 9.1
Ordne die Systeme den Zonen zu:
- Nenne die Zonen am Hub mit ihrem Vertrauen.
- Ordne jedes System und jedes Teilnetz aus den gegebenen Werten genau einer Zone zu.
- Begründe für die DMZ, weshalb jedes ihrer Systeme dort und nicht innen steht.
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
9.2Skizziere das Zonenmodell
Jetzt seid ihr dran · Zu zweit · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 9.2
Skizziere das Zonenmodell:
- Zeichne Internet, Firewall, DMZ und internes Netz mit den Adressbereichen.
- Trage für jeden Zonenübergang in beiden Richtungen ein, ob grundsätzlich erlaubt, eng erlaubt oder verboten.
- Kennzeichne die Verwaltung der Firewall als eigenes Ziel.
Zu zweit Diese Aufgabe bearbeitet ihr zu zweit.
9.3Entwirf die Filtertabelle
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Aufgabe 9.3
Entwirf die Filtertabelle:
- Liste jede Verbindung auf, die Sendungsverfolgung, Mail, Telefonie, Web für das Büro, DNS und Verwaltung brauchen.
- Formuliere je Verbindung eine Regel mit Nr., Quelle, Ziel, Dienst/Port, Richtung, Aktion und Grund.
- Ordne die Regeln so, dass Spoofing zuerst verworfen wird und die Standardregel am Ende steht.
- Prüfe jede Quelle „beliebig“: Geht es enger?
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Team.
9.4Richte die Filter über die Oberfläche ein
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Aufgabe 9.4
Richte die Filter über die Oberfläche ein:
- Lege in der Labor-Firewall die drei Schnittstellen mit ihren Adressen an.
- Trage die Regeln aus 9.3 über die Oberfläche ein, in der Reihenfolge eurer Tabelle.
- Setze die Standardregel auf verweigern mit Protokoll.
- Sichere ein Bildschirmfoto der Regelliste als Nachweis.
Zu zweit Diese Aufgabe bearbeitet ihr zu zweit.
Laborvorschlag (90 Minuten)
Eine Firewall-Distribution in einer virtuellen Maschine (zum Beispiel OPNsense) mit drei Netzen: außen mit dem Laborrechner 192.0.2.99, DMZ mit einem Webserver-Container auf 172.16.10.10, innen mit einem Testrechner im Netz 10.10.40.0/24. Alternativ in Packet Tracer mit einem Router und Zugriffslisten, dann ohne Zustandstabelle; das ist ein guter Vergleich zu Lernangebot 8.
9.5Übertrage die Regeln in eine Konfigurationsdatei
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Aufgabe 9.5
Übertrage die Regeln in eine Konfigurationsdatei:
- Schreibe die Regeln aus 9.3 als Konfigurationsdatei in der Schreibweise des Beispiels unten.
- Kennzeichne jede Zeile mit der Nummer aus eurer Tabelle.
- Vergleiche die Datei mit der Oberfläche aus 9.4 und markiere Unterschiede.
Zu zweit Diese Aufgabe bearbeitet ihr zu zweit.
Beispiel: drei Regeln in nftables-artiger Schreibweise
table inet hlg_hub {
chain forward {
type filter hook forward priority 0; policy drop;
ct state established,related accept
iifname "wan" ip daddr 172.16.10.10 tcp dport 443 accept
log prefix "hlg-verweigert " drop
}
}
„policy drop“ ist die Standardregel der Kette. Die letzte Zeile protokolliert zusätzlich, bevor verworfen wird. Die Zieladresse ist schon übersetzt (Teil 2).
9.6Prüfe die Filter mit Testverbindungen
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Aufgabe 9.6
Prüfe die Filter mit Testverbindungen:
- Plane mindestens zehn Testverbindungen, mindestens vier davon müssen verweigert werden.
- Notiere je Test, welches Ergebnis du erwartest und welche Regel treffen muss.
- Führe die Tests im Labor durch und halte das beobachtete Ergebnis fest.
- Begründe jede Abweichung und ändere die Regel oder den Test.
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Team.
Vorlage Testprotokoll
| Nr. | von | nach | erwartet | Regel | beobachtet | in Ordnung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T1 | Laborrechner außen 192.0.2.99 | 203.0.113.3, TCP 443 | ||||
| T2 | Laborrechner außen 192.0.2.99 | 203.0.113.3, TCP 22 | ||||
| T3 | 192.0.2.99 mit gefälschter Quelle 10.10.10.20 | 203.0.113.3, TCP 443 | ||||
| T4 | Laborrechner außen 192.0.2.99 | 203.0.113.2, TCP 443 (Verwaltung) | ||||
| T5 … |
9.7Beschreibe die Angriffsszenarien je Zone
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Aufgabe 9.7
Beschreibe die Angriffsszenarien je Zone:
- Beschreibe für Internet, DMZ, internes Netz und Verwaltung je ein Angriffsszenario.
- Schätze ab, was der Angreifer bei Erfolg erreicht, und nenne die Regel, die ihn bremst.
- Nenne die Gegenmaßnahme, die außerhalb der Filtertabelle nötig ist.
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Team.
Die vollständige Schutzbedarfsanalyse folgt in LF 5. Hier geht es nur um die Frage: Was kann in welcher Zone passieren, und wie weit kommt der Angreifer?
9.8Entscheide über die Architektur
Jetzt seid ihr dran · Im Team · 3 Arbeitsschritte
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Aufgabe 9.8
Entscheide über die Architektur:
- Entscheide, ob das Hub eine Firewall mit drei Beinen oder zwei Firewalls hintereinander bekommt.
- Lege fest, wo die DMZ liegt.
- Begründe die Entscheidung für die IT-Leitung mit Angriffen aus 9.7, Aufwand und dem Verfügbarkeitsziel 99,9 % des Hubs.
Im Team Diese Aufgabe bearbeitet ihr im Team.
Die ganze Konfigurationsdatei als Vorlage für das Labor
Erst nach Aufgabe 9.5 öffnen. Sie gehört zur Referenzlösung und zeigt eine von mehreren tragfähigen Fassungen.
# Hub HLG, Laborbeispiel in nftables-artiger Schreibweise (Unterrichtswerte)
# Die Zieladressen sind schon übersetzt: 203.0.113.3 wird vorher zu 172.16.10.10 (Teil 2).
table inet hlg_hub {
chain forward {
type filter hook forward priority 0; policy drop;
iifname "wan" ip saddr { 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16, 203.0.113.0/28 } drop # 1
ct state established,related accept # 2
iifname "wan" ip daddr 172.16.10.10 tcp dport 443 accept # 3
iifname "wan" ip daddr 172.16.10.10 tcp dport 80 accept # 4
iifname "wan" ip daddr 172.16.10.20 tcp dport 25 accept # 5
iifname "wan" ip saddr 198.51.100.60 ip daddr 172.16.10.30 tcp dport 5061 accept # 6
iifname "wan" ip saddr 198.51.100.60 ip daddr 172.16.10.30 udp dport 10000-20000 accept # 6
ip saddr 10.10.40.30 ip daddr { 172.16.10.11, 172.16.10.12 } tcp dport 443 accept # 7
ip saddr 172.16.10.20 ip daddr 10.10.40.25 tcp dport 25 accept # 8
ip saddr 10.10.40.25 ip daddr 172.16.10.20 tcp dport 25 accept # 9
oifname "wan" ip saddr 172.16.10.20 tcp dport 25 accept # 10
ip saddr { 10.10.10.0/24, 10.10.40.0/24 } ip daddr 172.16.10.40 tcp dport 3128 accept # 11
oifname "wan" ip saddr 172.16.10.40 tcp dport { 80, 443 } accept # 12
ip saddr 10.10.30.0/24 ip daddr 172.16.10.30 tcp dport 5061 accept # 13
ip saddr 10.10.30.0/24 ip daddr 172.16.10.30 udp dport 10000-20000 accept # 13
ip saddr 172.16.10.30 ip daddr 198.51.100.60 tcp dport 5061 accept # 14
ip saddr 172.16.10.30 ip daddr 198.51.100.60 udp dport 10000-20000 accept # 14
oifname "wan" ip saddr { 10.10.40.53, 172.16.10.0/24 } meta l4proto { tcp, udp } th dport 53 accept # 15
ip saddr 10.10.40.5 ip daddr 172.16.10.0/24 tcp dport 22 accept # 16
log prefix "hlg-verweigert " drop # 17
}
chain input {
type filter hook input priority 0; policy drop;
ct state established,related accept
iifname "server" ip saddr 10.10.40.5 tcp dport 443 accept # 16
log prefix "hlg-fw-verweigert " drop # 17
}
}
Veränderter Fall
Der Hersteller der Röntgenanlage in der Frachtkontrolle will einen dauerhaften Zugang von außen auf den Steuerrechner 10.10.20.200, „damit wir bei Störungen sofort helfen können“. Prüfe dein Zonenmodell und deine Filtertabelle: Was müsstest du dafür ändern, und was schlägst du der IT-Leitung stattdessen vor?