Fungsi firewall

Mengatur dan Mengontrol Lalu lintas jaringan

Fungsi pertama yang dapat dilakukan oleh firewall adalah firewall harus dapat mengatur dan mengontrol lalu lintas jaringan yang diizinkan untuk mengakses jaringan privat atau komputer yang dilindungi oleh firewall. Firewall melakukan hal yang demikian, dengan melakukan inspeksi terhadap paket-paket dan memantau koneksi yang sedang dibuat, lalu melakukan penapisan (filtering) terhadap koneksi berdasarkan hasil inspeksi paket dan koneksi tersebut.

Proses inspeksi Paket

Inspeksi paket ('packet inspection) merupakan proses yang dilakukan oleh firewall untuk 'menghadang' dan memproses data dalam sebuah paket untuk menentukan bahwa paket tersebut diizinkan atau ditolak, berdasarkan kebijakan akses (access policy) yang diterapkan oleh seorang administrator. Firewall, sebelum menentukan keputusan apakah hendak menolak atau menerima komunikasi dari luar, ia harus melakukan inspeksi terhadap setiap paket (baik yang masuk ataupun yang keluar) di setiap antarmuka dan membandingkannya dengan daftar kebijakan akses. Inspeksi paket dapat dilakukan dengan melihat elemen-elemen berikut, ketika menentukan apakah hendak menolak atau menerima komunikasi:

• Alamat IP dari komputer sumber
• Port sumber pada komputer sumber
• Alamat IP dari komputer tujuan
• Port tujuan data pada komputer tujuan
• Protokol IP
• Informasi header-header yang disimpan dalam paket

Koneksi dan Keadaan Koneksi

Agar dua host TCP/IP dapat saling berkomunikasi, mereka harus saling membuat koneksi antara satu dengan lainnya. Koneksi ini memiliki dua tujuan:

1. Komputer dapat menggunakan koneksi tersebut untuk mengidentifikasikan dirinya kepada komputer lain, yang meyakinkan bahwa sistem lain yang tidak membuat koneksi tidak dapat mengirimkan data ke komputer tersebut. Firewall juga dapat menggunakan informasi koneksi untuk menentukan koneksi apa yang diizinkan oleh kebijakan akses dan menggunakannya untuk menentukan apakah paket data tersebut akan diterima atau ditolak.
2. Koneksi digunakan untuk menentukan bagaimana cara dua host tersebut akan berkomunikasi antara satu dengan yang lainnya (apakah dengan menggunakan koneksi connection-oriented, atau connectionless).

Ilustrasi mengenai percakapan antara dua buah host

Kedua tujuan tersebut dapat digunakan untuk menentukan keadaan koneksi antara dua host tersebut, seperti halnya cara manusia bercakap-cakap. Jika Amir bertanya kepada Aminah mengenai sesuatu, maka Aminah akan meresponsnya dengan jawaban yang sesuai dengan pertanyaan yang diajukan oleh Amir; Pada saat Amir melontarkan pertanyaannya kepada Aminah, keadaan percakapan tersebut adalah Amir menunggu respons dari Aminah. Komunikasi di jaringan juga mengikuti cara yang sama untuk memantau keadaan percakapan komunikasi yang terjadi.

Firewall dapat memantau informasi keadaan koneksi untuk menentukan apakah ia hendak mengizinkan lalu lintas jaringan. Umumnya hal ini dilakukan dengan memelihara sebuah tabel keadaan koneksi (dalam istilah firewall: state table) yang memantau keadaan semua komunikasi yang melewati firewall. Dengan memantau keadaan koneksi ini, firewall dapat menentukan apakah data yang melewati firewall sedang "ditunggu" oleh host yang dituju, dan jika ya, aka mengizinkannya. Jika data yang melewati firewall tidak cocok dengan keadaan koneksi yang didefinisikan oleh tabel keadaan koneksi, maka data tersebut akan ditolak. Hal ini umumnya disebut sebagai Stateful Inspection.

Stateful Packet Inspection

Ketika sebuah firewall menggabungkan stateful inspection dengan packet inspection, maka firewall tersebut dinamakan dengan Stateful Packet Inspection (SPI). SPI merupakan proses inspeksi paket yang tidak dilakukan dengan menggunakan struktur paket dan data yang terkandung dalam paket, tapi juga pada keadaan apa host-host yang saling berkomunikasi tersebut berada. SPI mengizinkan firewall untuk melakukan penapisan tidak hanya berdasarkan isi paket tersebut, tapi juga berdasarkan koneksi atau keadaan koneksi, sehingga dapat mengakibatkan firewall memiliki kemampuan yang lebih fleksibel, mudah diatur, dan memiliki skalabilitas dalam hal penapisan yang tinggi.

Salah satu keunggulan dari SPI dibandingkan dengan inspeksi paket biasa adalah bahwa ketika sebuah koneksi telah dikenali dan diizinkan (tentu saja setelah dilakukan inspeksi), umumnya sebuah kebijakan (policy) tidak dibutuhkan untuk mengizinkan komunikasi balasan karena firewall tahu respons apa yang diharapkan akan diterima. Hal ini memungkinkan inspeksi terhadap data dan perintah yang terkandung dalam sebuah paket data untuk menentukan apakah sebuah koneksi diizinkan atau tidak, lalu firewall akan secara otomatis memantau keadaan percakapan dan secara dinamis mengizinkan lalu lintas yang sesuai dengan keadaan. Ini merupakan peningkatan yang cukup signifikan jika dibandingkan dengan firewall dengan inspeksi paket biasa. Apalagi, proses ini diselesaikan tanpa adanya kebutuhan untuk mendefinisikan sebuah kebijakan untuk mengizinkan respons dan komunikasi selanjutnya. Kebanyakan firewall modern telah mendukung fungsi ini.

Melakukan autentikasi terhadap akses

Fungsi fundamental firewall yang kedua adalah firewall dapat melakukan autentikasi terhadap akses.

Protokol TCP/IP dibangun dengan premis bahwa protokol tersebut mendukung komunikasi yang terbuka. Jika dua host saling mengetahui alamat IP satu sama lainnya, maka mereka diizinkan untuk saling berkomunikasi. Pada awal-awal perkembangan Internet, hal ini boleh dianggap sebagai suatu berkah. Tapi saat ini, di saat semakin banyak yang terhubung ke Internet, mungkin kita tidak mau siapa saja yang dapat berkomunikasi dengan sistem yang kita miliki. Karenanya, firewall dilengkapi dengan fungsi autentikasi dengan menggunakan beberapa mekanisme autentikasi, sebagai berikut:

• Firewall dapat meminta input dari pengguna mengenai nama pengguna (user name) serta kata kunci (password). Metode ini sering disebut sebagai extended authentication atau xauth. Menggunakan xauth pengguna yang mencoba untuk membuat sebuah koneksi akan diminta input mengenai nama dan kata kuncinya sebelum akhirnya diizinkan oleh firewall. Umumnya, setelah koneksi diizinkan oleh kebijakan keamanan dalam firewall, firewall pun tidak perlu lagi mengisikan input password dan namanya, kecuali jika koneksi terputus dan pengguna mencoba menghubungkan dirinya kembali.
• Metode kedua adalah dengan menggunakan sertifikat digital dan kunci publik. Keunggulan metode ini dibandingkan dengan metode pertama adalah proses autentikasi dapat terjadi tanpa intervensi pengguna. Selain itu, metode ini lebih cepat dalam rangka melakukan proses autentikasi. Meskipun demikian, metode ini lebih rumit implementasinya karena membutuhkan banyak komponen seperti halnya implementasi infrastruktur kunci publik.
• Metode selanjutnya adalah dengan menggunakan Pre-Shared Key (PSK) atau kunci yang telah diberitahu kepada pengguna. Jika dibandingkan dengan sertifikat digital, PSK lebih mudah diimplenentasikan karena lebih sederhana, tetapi PSK juga mengizinkan proses autentikasi terjadi tanpa intervensi pengguna. Dengan menggunakan PSK, setiap host akan diberikan sebuah kunci yang telah ditentukan sebelumnya yang kemudian digunakan untuk proses autentikasi. Kelemahan metode ini adalah kunci PSK jarang sekali diperbarui dan banyak organisasi sering sekali menggunakan kunci yang sama untuk melakukan koneksi terhadap host-host yang berada pada jarak jauh, sehingga hal ini sama saja meruntuhkan proses autentikasi. Agar tercapai sebuah derajat keamanan yang tinggi, umumnya beberapa organisasi juga menggunakan gabungan antara metode PSK dengan xauth atau PSK dengan sertifikat digital.

Dengan mengimplementasikan proses autentikasi, firewall dapat menjamin bahwa koneksi dapat diizinkan atau tidak. Meskipun jika paket telah diizinkan dengan menggunakan inspeksi paket (PI) atau berdasarkan keadaan koneksi (SPI), jika host tersebut tidak lolos proses autentikasi, paket tersebut akan dibuang.

Melindungi sumber daya dalam jaringan privat

Salah satu tugas firewall adalah melindungi sumber daya dari ancaman yang mungkin datang. Proteksi ini dapat diperoleh dengan menggunakan beberapa peraturan pengaturan akses (access control), penggunaan SPI, application proxy, atau kombinasi dari semuanya untuk mencegah host yang dilindungi dapat diakses oleh host-host yang mencurigakan atau dari lalu lintas jaringan yang mencurigakan. Meskipun demikian, firewall bukanlah satu-satunya metode proteksi terhadap sumber daya, dan mempercayakan proteksi terhadap sumber daya dari ancaman terhadap firewall secara eksklusif adalah salah satu kesalahan fatal. Jika sebuah host yang menjalankan sistem operasi tertentu yang memiliki lubang keamanan yang belum ditambal dikoneksikan ke Internet, firewall mungkin tidak dapat mencegah dieksploitasinya host tersebut oleh host-host lainnya, khususnya jika exploit tersebut menggunakan lalu lintas yang oleh firewall telah diizinkan (dalam konfigurasinya). Sebagai contoh, jika sebuah packet-inspection firewall mengizinkan lalu lintas HTTP ke sebuah web server yang menjalankan sebuah layanan web yang memiliki lubang keamanan yang belum ditambal, maka seorang pengguna yang "iseng" dapat saja membuat exploit untuk meruntuhkan web server tersebut karena memang web server yang bersangkutan memiliki lubang keamanan yang belum ditambal. Dalam contoh ini, web server tersebut akhirnya mengakibatkan proteksi yang ditawarkan oleh firewall menjadi tidak berguna. Hal ini disebabkan oleh firewall yang tidak dapat membedakan antara request HTTP yang mencurigakan atau tidak. Apalagi, jika firewall yang digunakan bukan application proxy. Oleh karena itulah, sumber daya yang dilindungi haruslah dipelihara dengan melakukan penambalan terhadap lubang-lubang keamanan, selain tentunya dilindungi oleh firewall.