Firewally – jak chránit síť?
Projekt "Inovace v odborném vzdělávání a přípravě" dotovaný Evropskou unií
Úvod do tématu WQ
V dnešní době, kdy jsou počítačové sítě základem komunikace a ukládání dat, je jejich ochrana klíčová. Jedním z hlavních nástrojů používaných k ochraně sítí před neoprávněným přístupem a hrozbami jsou firewally. Firewally fungují jako digitální "strážci", kteří monitorují příchozí a odchozí síťový provoz a blokují jakoukoli podezřelou aktivitu. S vývojem technologií a rostoucí rozmanitostí hrozeb vznikla celá řada typů firewallů, z nichž každý nabízí specifické funkce a je přizpůsoben specifickým potřebám uživatelů a podniků.
V tomto webquestu se žáci seznámí se čtyřmi hlavními typy firewallů a podrobně prozkoumají jejich konstrukci, funkce a použití. Každá skupina žáků se zaměří na jeden typ firewallu, čímž získá ucelenou představu o tom, jak různé technologie pomáhají chránit sítě před hrozbami.
Hardwarové brány firewall
Hardwarové firewally jsou fyzická zařízení, která fungují na úrovni sítě a jsou instalována na hranici mezi vnitřní sítí a internetem. Často se používají ve velkých organizacích, kde umožňují rychlé a účinné blokování nežádoucích připojení bez ohledu na počítače uživatelů. Výhodou hardwarových firewallů je jejich vysoký výkon a skutečnost, že nezatěžují prostředky počítačů v síti. Nevýhodou mohou být vyšší pořizovací náklady a potřeba odborných znalostí pro jejich konfiguraci.
Klady:
• Výkon: Protože se jedná o specializovaná zařízení, disponují výkonnějšími komponenty než softwarové firewally, což jim umožňuje rychlé zpracování velkých objemů síťového provozu.
• Nezávislé na operačním systému: Pracují na úrovni sítě, takže nejsou závislé na softwaru počítačů v síti.
• Zabezpečení: Umístěno na hranici mezi vnitřní a vnější sítí chrání celou infrastrukturu organizace a odlehčují tak jednotlivým zařízením.
• Snadnější správa rozsáhlé sítě: Hardwarové brány firewall umožňují snadnější správu zásad zabezpečení ve velkých společnostech s mnoha zařízeními.
Softwarové brány firewall
Softwarové brány firewall jsou software nainstalovaný přímo v počítačích a serverech, který monitoruje síťový provoz vstupující do zařízení a vystupující z něj. Díky tomu je lze používat na úrovni jednotlivých zařízení, což je ideální pro domácí uživatele a malé firmy. Softwarové brány firewall nabízejí flexibilitu a relativně nízké náklady na implementaci. U rozsáhlých sítí však může být nutná instalace na každé zařízení zvlášť.
Klady:
• Nízká cena: V mnoha případech jsou k dispozici bezplatné nebo levné verze softwaru, které jsou atraktivní pro domácí uživatele a malé podniky.
• Flexibilita: Možnost přizpůsobit bezpečnostní pravidla pro každé zařízení zvlášť, což uživatelům umožňuje podrobnější kontrolu síťového provozu.
• Vnější a vnitřní ochrana: Chrání nejen před vnějšími hrozbami, ale také před hrozbami pocházejícími ze sítě, např. mezi různými aplikacemi na stejném zařízení.
• Dostupnost: Snadná instalace a rychlé nastavení na většině počítačů, díky čemuž jsou oblíbené v domácnostech a malých kancelářích.
Firewally nové generace (NGFW)
Moderní brány firewall nové generace (NGFW) jsou pokročilá zařízení, která integrují tradiční funkce brány firewall s výkonnějšími mechanismy ochrany, jako je hloubková analýza obsahu (DPI), identifikace aplikací a detekce a prevence hrozeb v reálném čase. Zařízení NGFW jsou oblíbená zejména ve velkých organizacích, kde je vyžadována podrobná analýza síťového provozu a rychlá reakce na hrozby.
Klady:
• Pokročilá ochrana: Integrace funkcí brány firewall s detekcí hrozeb v reálném čase, která umožňuje rychlou reakci na nové typy útoků.
• Hloubková analýza obsahu (DPI): NGFW přesně analyzuje, jaká data proudí sítí, což umožňuje detekci a blokování složitějších hrozeb.
• Kontrola aplikací: Mohou identifikovat a řídit provoz na úrovni aplikací, což je důležité zejména pro společnosti, které v síti používají více aplikací.
• Flexibilita a škálovatelnost: NGFW lze snadno škálovat a přizpůsobovat měnícím se bezpečnostním potřebám společnosti.
Brány firewall pro webové aplikace (WAF)
Aplikační firewally, známé jako WAF, jsou nástroje určené speciálně k ochraně webových aplikací. Jejich hlavním účelem je chránit před útoky na aplikační úrovni, které jsou často složitější a tradiční firewally je hůře odhalí. WAF jsou klíčovou součástí zabezpečení webových stránek a online aplikací, zejména v době širokého využívání cloudových služeb a webových aplikací. Pomocí WAF se organizace mohou účinně bránit proti hrozbám, jako je SQL Injection a Cross-Site Scripting (XSS).
Klady:
• Ochrana webových aplikací: WAF se specializuje na ochranu webových aplikací, což je klíčové pro webové stránky, elektronické obchody a aplikace typu SaaS (Software as a Service).
• Účinnost proti konkrétním útokům: Chrání před pokročilými hrozbami na úrovni aplikace, jako jsou SQL Injection, Cross-Site Scripting (XSS) a Cross-Site Request Forgery (CSRF).
• Zabezpečení webového provozu: Monitoruje provoz HTTP a HTTPS a analyzuje obsah z hlediska vzorců útoků, čímž zvyšuje bezpečnost webových stránek a online aplikací.
• Snadná integrace s cloudem: WAF lze snadno nasadit v cloudových prostředích, což je důležité pro společnosti provozující online aplikace.
Každá z těchto skupin firewallů nabízí různé výhody a je vhodná pro různé aplikace. Rozdělením do skupin a zkoumáním vybraného typu firewallu získají žáci nejen teoretické znalosti, ale také praktické dovednosti, které jsou nezbytné pro práci v oblasti bezpečnosti počítačových sítí.
Informace pro učitele
Webquest s názvem "Firewally – jak chránit síť?" byl vytvořen pro žáky odborných škol, zejména pro ty, kteří studují obory související s IT a elektronikou. Téma Webquestu se zaměřuje na problematiku ochrany počítačových sítí pomocí firewallů, které hrají klíčovou roli v oblasti IT bezpečnosti.
Žáci, kteří budou rozdělení do skupin, budou shromažďovat informace a připravovat prezentace o různých aspektech funkcí a konfigurací firewallů. Každá skupina se zaměří na jiný aspekt problematiky, což žákům umožní lépe pochopit, jaké typy firewallů existují, jak fungují a jaké jsou jejich výhody a omezení.
Prostřednictvím Webquestu žáci:
• Seznámí se s různými typy firewallů i jejich funkcemi.
• Budou znát základní mechanismy, prostřednictvím kterých firewally chrání počítačové sítě.
• Naučí se posoudit, který typ ochrany sítě je potřeba v závislosti na konkrétních hrozbách.
• Získají praktické znalosti týkající se konfigurace a správy firewallů.
• Pochopí, jaká jsou omezení firewallů a v jakých situacích je třeba použít další ochranná opatření.
Žáci budou pracovat jak samostatně při shromažďování informací, tak v týmech na vytváření multimediálních prezentací o vybraných typech firewallů.
Sugerowany czas realizacji webquestu:
12 lekcí
Kritéria hodnocení, bude hodnoceno:
• stupeň vyčerpání tématu (maximální hodnocení: 1)
• estetika prezentace a způsob prezentace informací,
• angažovanost a schopnost žáků spolupracovat.
Hodnocení:
• Učitel pomáhá žákům analyzovat obsah, dokud ho plně nepochopí. Místo hotových řešení jim spíše poskytne pomoc, rady a vysvětlení. Tato metoda představuje vhodný způsob, jak podpořit samostatnou práci a rozvíjet tvořivé myšlení.
• Učitel by měl s žáky pečlivě zopakovat obsah, dokud jej žáci plně nepochopí. Měl by jim však poskytovat spíše pomoc, rady a vysvětlení než předkládat hotová řešení. Tato metoda představuje vhodný způsob, jak podpořit samostatnou práci a rozvoj tvůrčího myšlení.
• Rozdělení do skupin může být provedeno podle různých kritérií, např. podle kognitivních schopností, dovedností nebo zájmů žáků, tak aby byly silné stránky "rovnoměrně" rozloženy v každé skupině.
• Učitel může žákům při práci ve skupinách pomoci tím, že jim bude klást návodné otázky. Je důležité mít na paměti, že se učí nový způsob práce (proces).
• Učitel by měl žákům poskytnout konkrétní informace o hodnocení jejich výkonu, a to jak během skupinové práce, tak i při shrnutí výsledků.
• Čas na projekt by měl být přizpůsoben schopnostem žáků. Není předem stanoven. Časové rámce uvedené pro jednotlivé fáze procesu je nutné považovat za orientační.
