Un pare-feu, représenté par un mur de briques, pour cloisonner le réseau privé
Un pare-feu (firewall en anglais), dans le contexte du réseau informatique, est une métaphore utilisée pour désigner un logiciel et/ou un matériel, qui a pour fonction de faire respecter la politique de sécurité du réseau, celle-ci définissant quels sont les types de communication autorisés ou interdits.
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Un pare-feu est parfois appelé coupe-feu, garde-barrière, barrière de sécurité, ou encore firewall en anglais. Dans un contexte OTAN, un pare-feu est appelé Périphérique de protection en bordure (en anglais : Border Protection Device, ou BPD). Dans un environnement BSD, un pare-feu est aussi appelé packet filter.
Le terme peut avoir plusieurs origines : le « pare-feu » ou « coupe-feu » est au théâtre un mécanisme qui permet, une fois déclenché, d'éviter au feu de se propager de la salle vers la scène.
Le mot fait aussi référence aux allées pare-feux qui en forêt sont destinées à bloquer les incendies de forêt, ou dans le domaine de l'architecture aux portes coupe-feux.
L'usage du terme « pare-feu » en informatique est donc métaphorique : une porte empêchant les flammes de l'Internet de rentrer chez soi et/ou de « contaminer » un réseau informatique.
Le pare-feu était jusqu'à ces dernières années considéré comme une des pierres angulaires de la sécurité d'un réseau informatique (il perd en importance au fur et à mesure que les communications basculent vers le HTTP sur SSL, court-circuitant tout filtrage). Il permet d'appliquer une politique d'accès aux ressources réseau (serveurs).
Il a pour principale tâche de contrôler le trafic entre différentes zones de confiance, en filtrant les flux de données qui y transitent. Généralement, les zones de confiance incluent Internet (une zone dont la confiance est nulle) et au moins un réseau interne (une zone dont la confiance est plus importante).
Le but ultime est de fournir une connectivité contrôlée et maîtrisée entre des zones de différents niveaux de confiance, grâce à l'application de la politique de sécurité et d'un modèle de connexion basé sur le principe du moindre privilège.
Le filtrage se fait selon divers critères. Les plus courants sont :
Un pare-feu fait souvent office de routeur et permet ainsi d'isoler le réseau en plusieurs zones de sécurité appelées zones démilitarisées ou DMZ. Ces zones sont séparées suivant le niveau de confiance qu'on leur porte.
Enfin, le pare-feu est également souvent extrémité de tunnel IPsec ou SSL. L'intégration du filtrage de flux et de la gestion du tunnel est en effet nécessaire pour pouvoir à la fois protéger le trafic en confidentialité et intégrité et filtrer ce qui passe dans le tunnel. C'est le cas notamment de plusieurs produits du commerce nommés dans la liste ci-dessous.
Les pare-feu sont un des plus vieux équipements de sécurité et, en tant que tels, ils ont été soumis à de nombreuses évolutions. Suivant la génération du pare-feu ou son rôle précis, on peut les classer en différentes catégories.
C'est le plus vieux dispositif de filtrage réseau, introduit sur les routeurs. Il regarde chaque paquet indépendamment des autres et le compare à une liste de règles préconfigurées.
Ces règles peuvent avoir des noms très différents en fonction du pare-feu :
La configuration de ces dispositifs est souvent complexe et l'absence de prise en compte des machines à états des protocoles réseaux ne permet pas d'obtenir une finesse du filtrage très évoluée. Ces pare-feu ont donc tendance à tomber en désuétude mais restent présents sur certains routeurs ou systèmes d'exploitation.
Certains protocoles dits « à états » comme TCP introduisent une notion de connexion. Les pare-feu à états vérifient la conformité des paquets à une connexion en cours. C’est-à-dire qu'ils vérifient que chaque paquet d'une connexion est bien la suite du précédent paquet et la réponse à un paquet dans l'autre sens. Ils savent aussi filtrer intelligemment les paquets ICMP qui servent à la signalisation des flux IP.
Enfin, si les ACL autorisent un paquet UDP caractérisé par un quadruplet (ip_src, port_src, ip_dst, port_dst) à passer, un tel pare-feu autorisera la réponse caractérisée par un quadruplet inversé, sans avoir à écrire une ACL inverse. Ceci est fondamental pour le bon fonctionnement de tous les protocoles fondés sur l'UDP, comme DNS par exemple. Ce mécanisme apporte en fiabilité puisqu'il est plus sélectif quant à la nature du trafic autorisé. Cependant dans le cas d'UDP, cette caractéristique peut être utilisée pour établir des connexions directes (P2P) entre deux machines (comme le fait Skype par exemple).
Dernière mouture de pare-feu, ils vérifient la complète conformité du paquet à un protocole attendu. Par exemple, ce type de pare-feu permet de vérifier que seul du HTTP passe par le port TCP 80. Ce traitement est très gourmand en temps de calcul dès que le débit devient très important. Il est justifié par le fait que de plus en plus de protocoles réseaux utilisent un tunnel TCP pour contourner le filtrage par ports.
Une autre raison de l'inspection applicative est l'ouverture de ports dynamique. Certains protocoles comme le fameux FTP en mode actif échangent entre le client et le serveur des adresses IP ou des ports TCP/UDP. Ces protocoles sont dits « à contenu sale » ou « passant difficilement les pare-feu » car ils échangent au niveau applicatif (FTP) des informations du niveau IP (échange d'adresses) ou du niveau TCP (échange de ports). Ce qui transgresse le principe de la séparation des Couches réseaux. Pour cette raison, les protocoles « à contenu sale » passent difficilement voire pas du tout les règles de NAT dynamiques, à moins qu'une inspection applicative ne soit faite sur ce protocole.
Chaque type de pare-feu sait inspecter un nombre limité d'applications. Chaque application est gérée par un module différent pour pouvoir les activer ou les désactiver. La terminologie pour le concept de module est différente pour chaque type de pare-feu :
Un pare-feu identifiant réalise l’identification des connexions passant à travers le filtre IP. L'administrateur peut ainsi définir les règles de filtrage par utilisateur et non plus par adresse IP ou adresse MAC, et suivre l'activité réseau par utilisateur. Plusieurs méthodes différentes existent qui reposent sur des associations entre IP et utilisateurs réalisées par des moyens variés. On peut par exemple citer authpf (sous OpenBSD) qui utilise ssh pour faire l'association. Une autre méthode est l'identification connexion par connexion (sans avoir cette association IP=utilisateur et donc sans compromis sur la sécurité), réalisée par exemple par la suite NuFW, qui permet d'identifier également sur des machines multi-utilisateurs.
On pourra également citer Cyberoam qui fournit un pare-feu entièrement basé sur l'identité (en réalité en réalisant des associations adresse MAC = utilisateur) ou Check Point avec l'option NAC Blade qui permet de créer des règles dynamiques basée sur l'authentification Kerberos d'un utilisateur, l'identité de son poste ainsi que son niveau de sécurité (présence d'antivirus, de patchs particuliers).
Les pare-feu personnels, généralement installés sur une machine de travail, agissent comme un pare-feu à états. Bien souvent, ils vérifient aussi quel programme est à l'origine des données. Le but est de lutter contre les virus informatiques et les logiciels espions.
Les portails captifs sont des pare-feu dont le but est d'effectuer une vérification de l'identité de l'utilisateur avant de le laisser accéder à internet. Cette vérification est sommaire et les méthodes de contournement sont nombreuses. Cependant, ces solutions sont utiles puisqu'elles permettent de limiter les utilisations abusives des moyens d'accès. C'est par exemple le cas des points d'accès Wi-Fi qui sont souvent protégés par ce genre de solution.
Les pare-feu récents embarquent de plus en plus de fonctionnalités, parmi lesquelles on peut citer :