[보안설정] Firewalld 시스템 보안설정

[firewalld]
CentOS7부터 많은 부분이 통합되고 추상화 되었다. CentOS6까지 방화벽 설정파일을 변경하고 iptables 서비스를 재시작하여 방화벽 규칙을 설정하였다면, CentOS7은 방화벽 규칙을 관리하는 데몬(firewalld)가 작동되고 이 방화벽 데몬이 제공하는 DBUS API를 통해 방화벽을 제어한다. GUI환경에서는 firewall-config를 이용하여 방화벽설정을 할 수 있으며, CUI환경에서는 firewall-cmd를 이용하여 방화벽 설정을 할 수 있다. 방화벽을 제어하려는 별도 어플리케이션을 개발할 때도 filrewalld API를 사용하면 설정파일 변경에 따른 각 방화벽 관리 어플리케이션과의 충돌을 피할 수 있다. 
firewalld에서 사용되는 용어, GUI 프로그램인 firewall-config, CUI 프로그램인 firewall-cmd에 대해 알아보겠다.


[firewalld에서 사용되는 용어]
일반적인 서비스 오픈을 위해서는 앞에서 설명한 정도 방화벽 사용법을 알면 될 것이다. CentOS7에서 도입된 firewalld에 대해 자세히 보면 런타임, 영구적, 영역, 서비스등의 용어들이 사용되는 것을 알 수 있다.

① 설정 : 런타임(run time)
런타임(실행시간)에만 설정한다는 것이다. 즉, 설정 내역이 메모리에 상주되어 있어 적용은 되지만, Firewalld를 다시 불러오거나, 시스템을 재시작 하면 설정된 내역은 지워지게 된다. 

② 설정 : 영구적(permanent)
영구적으로 설정한다는 것이다. 즉, Firewalld를 다시 불러오는 경우 영구적으로 설정된 내역에서 불러오고, 시스템 재시작시 영구적 설정에서 불러와 방화벽을 설정하게 된다. 앞의 http, https 허용 예에서도 영구적 설정을 하였다. 런타임 설정내역을 저장할 수 있는 방법을 제공하지 않기 때문에 영구적 설정으로 관리하는 것이 효율적이다.

③ 영역(zone)
네트워크 연결 신뢰도에 따라 영역을 구분하여 사용할 수 있다. 기본 영역은 public이며 영역을 추가/편집/삭제(일부영역 편집/삭제 불가)할 수 있다. 이 영역을 활용하면 네트워크 상황에 따라 여러 가지 잘 정의된 방화벽룰을 효율적으로 사용할 수 있다. 예를 들면 일반적인 환경에서는 public영역을 초기 구축 단계에서 모든 접속을 허용해야 할 경우 trusted영역을, 시스템 운영중 외부접속 차단을 위해 work영역 또는 drop, block영역을 사용할 수 있다. 
기본적으로 정의된 영역에 대해 알아보자.

[참 고]
REJECT와 DROP
방화벽 설정에서 패킷을 거부(reject) 또는 폐기(drop)할 수 있다. 거부와 폐기의 차이는 다음과 같다.
REJECT(거부) : 패킷을 받으면 거부한다는 ICMP패킷을 보내게 된다. 기본은 port-unreachable이며 icmp-net-unreachable,   icmp-host-unreachable,   icmp-port-unreachable, icmp-proto-unreachable, icmp-net-prohibited, icmp-host-prohibited, icmp-admin-prohibited등을 선택해서 거부할 수 있다.
DROP(폐기) : 패킷을 받으면 아무런 응답을 하지 않고 버린다.

④ 서비스(service)
각 서비스별 정의된 프로토콜, 포트, 모듈, 목적지에 대해 정의가 된 서비스이다. 여기서 서비스는 /etc/service에 명시된 내용과는 조금 다르다. firewalld의 서비스는 /usr/lib/firewalld/services/*.xml 파일에 명시되어 있다. 여러 서비스 중 ftp 서비스 파일(ftp.xml) 내용을 살펴보자.

~]# cat /usr/lib/firewalld/services/ftp.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<service>
  <short>FTP</short>
  <description>FTP is a protocol used for remote file transfer. If you plan to make your FTP server publicly available, enable this option. You need the vsftpd package installed for this option to be useful.</description>
  <port protocol="tcp" port="21"/>
  <module name="nf_conntrack_ftp"/>
</service>

위 내용을 보면, FTP 서비스에 대한 설명과 프로토콜(tcp), 포트(21)가 명시되어 있고, FTP passive 모드를 위해 사용하는 nf_conntrack_ftp 모듈이 설정되어 있다. FTP 서비스를 선택하게되면 nf_conntrack_ftp 모듈이 로드된다

[방화벽 CUI 설정 (firewall-cmd)]
firewalld의 CUI인터페이스인 firewall-cmd에 대해 알아보기 이전에 웹서버를 운영하기 위해 HTTP, HTTPS 포트를 허용하는 방법에 대해 알아보자.

터미널 창에서 다음과 같이 입력한다.

~]# firewall-cmd   --permanent   --add-service=http   --add-service=https
success
~]# firewall-cmd --reload
success
~]# firewall-cmd --list-all
public (default)
  interfaces:
  sources:
  services: dhcpv6-client http https ssh
  ports: 5900-5910/tcp
  masquerade: no
  forward-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules:

firewall-cmd명령을 사용하여 위와 같이 룰을 추가할 수 있다. --permanent 옵션은 영구적인 설정을 의미하며 옵션을 주지 않으면 런타임 환경에서 적용되기 때문에 서버를 리부팅하면 룰이 없어진다. --add-service 옵션을 사용하여 오픈하고자 하는 서비스를 지정한다. 만약 이미 추가된 서비스를 제거하기 위해서는 --remove-service 옵션을 사용한다. 다음으로 --reload 옵션을 사용하여 영구적으로 설정된 룰을 런타임 환경에 적용시킨다. 적용이 완료된 후 --list-all 옵션으로 설정된 룰을 확인한다.

방화벽 오픈 여부를 위해 다른 리눅스 컴퓨터에서 다음과 같이 확인해 보자.

~]#  nmap 192.168.0.201 -p 443,80,22,25

Starting Nmap 5.21 ( http://nmap.org ) at 2015-03-24 19:57 KST
Nmap scan report for 192.168.0.201
Host is up (0.00041s latency).
PORT    STATE    SERVICE
22/tcp  open     ssh
25/tcp  filtered smtp
80/tcp  closed   http
443/tcp closed   https

Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 0.03 seconds

nmap명령어를 방화벽 설정 내역을 확인할 수 있다. 22/tcp(SSH)는 오픈된 것이 확인되고, 25/tcp(SMTP)는 filtered되었다. 웹서비스 포트 80/tcp(HTTP), 443/tcp(HTTPS)는 방화벽에서 차단된 것은 아니지만 닫혀 있다고 나타난다. 

[참 고]
firewall-cmd 자동완성 기능
CentOS7의 통합된 명령어들은 자동완성 기능을 제공한다. 자동완성이란 옵션의 몇몇 단어만 입력하고 <TAB>키를 누르게 되면 관련 옵션의 단어가 자동완성된다. 또 여러개의 가능한 옵션이 있을때는 <TAB>키를 여러번 누르면 옵션 리스트가 나타난다. 아래와 같이 옵션을 모를 때는 <TAB>키를 여러번 누르면 사용할 수 있는 옵션 리스트가 나타난다.

~]#  firewall-cmd --permanent --
--add-forward-port=                   --list-rich-rules
--add-icmp-block=                     --list-services
--add-interface=                      --list-sources
--add-lockdown-whitelist-command=     --query-forward-port=
... 

[영역(zone) 변경]
앞에서 설명한 영역(zone)은 다음과 같은 방법으로 변경할 수 있다.

~]#  firewall-cmd --set-default-zone=block
success

기본 영역을 block으로 변경하였다. 설정 가능한 영역은 영역값을 입력하지 않고 <TAB>키를 여러번 누르면 다음과 같이 확인할 수 있다.

~]#  firewall-cmd --set-default-zone=<TAB><TAB>
block     dmz       drop      external  home      internal  public    trusted   work

설정된 내역은 다음과 같이 확인할 수 있다.

~]#  firewall-cmd --list-all
block (default, active)
  interfaces: eth0
  sources:
  services:
  ports:
  masquerade: no
  forward-ports:
  icmp-blocks:
  rich rules:

위 결과를 보면 기본영역이 block으로 변경된 것을 확인할 수 있다. 물론 --get-default-zone 옵션으로 기본영역을 확인할 수 있다.

[서비스(service) 수정]
GUI와 다르게 firewall-cmd는 서비스 추가/수정 방법을 제공하지 않는다. 다음과 같은 방법으로 미리 정의된 서비스를 편집하여 사용할 수 있다. 리눅스 서버 접속을 위해 SSH를 가장 많이 사용한다. 많이 사용되는 만큼 인터넷에 공개된 서버의 경우 사전(dictionary) 공격을 통해 접속정보를 획득하려는 시도가 많이 일어난다. 이러한 접근 시도를 회피하기 위해 SSH 기본포트(tcp/22)를 1024이후 잘 알려지지 않은 포트로 변경한다. 이러한 경우 SSH 서비스에 대한 서비스 포트 또한 변경이 되어야 하기에 다음과 같이 방화벽 설정을 변경해 보도록 하자.

~]#  cp /usr/lib/firewalld/services/ssh.xml /etc/firewalld/services/

서비스가 정의된 파일(ssh.xml)을 /usr/lib/firewalld/services 디렉토리에서 /etc/firewalld/services 디렉토리로 복사한다.
/etc/firewalld/services/ssh.xml 파일을 열어 다음과 같이 수정한다.

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<service>
  <short>SSH</short>
  <description>Secure Shell (SSH) is a protocol for logging into and executing commands on remote machines. It provides secure encrypted communications. If you plan on accessing your machine remotely via SSH over a firewalled interface, enable this option. You need the openssh-server package installed for this option to be useful.</description>
  <port protocol="tcp" port="15322"/>
</service>

필자는 SSH포트로 15322를 입력하였다.

~]#  firewall-cmd --reload
success
--reload옵션으로 변경내역을 반영한다. 

~]#  iptables -nL |grep 15322
ACCEPT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0      tcp dpt:15322 ctstate NEW

firewall-cmd으로는 서비스의 변경내역을 확인할 수 없었다. iptables명령을 사용하여 변경된 서비스 포트를 확인하였다.

[포트 및 프로토콜 직접 추가]
앞에서 다뤘던 서비스를 이용하여 방화벽을 관리하기도 하지만, 앞 예와 같이 미리 정의된 서비스의 포트를 변경하는 경우는 포트 및 프로토콜을 직접 추가하는 것이 방화벽 관리에 더 효율적이다. SSH 포트를 변경한 경우 서비스 리스트에서는 바로 확인하기 어렵기 때문에 서버를 이전하는 경우 실수할 수 있다. 
 VNC접속을 위해 포트 및 프로토콜을 직접 추가해 보도록 하자.

~]# firewall-cmd --permanent --add-port=5900-5910/tcp
success
~]# firewall-cmd --reload
success
~]# firewall-cmd --list-all
public (default, active)
  interfaces: eth0
  sources: 
  services: dhcpv6-client http https ssh
  ports: 5900-5910/tcp
  masquerade: no
  forward-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules: 

firewall-cmd명령을 사용하여 위와 같이 룰을 추가할 수 있다. --permanent 옵션은 영구적인 설정을 의미하며 옵션을 주지 않으면 런타임 환경에서 적용되기 때문에 서버를 리부팅하면 룰이 없어진다. --add-port 옵션을 사용하여 오픈하고자 하는 포트 및 포트범위/프로토콜을 지정한다. 만약 추가된 포트를 제거하기 위해서는 --remove-port 옵션을 사용한다. 다음으로 --reload 옵션을 사용하여 영구적으로 설정된 룰을 런타임 환경에 적용시킨다. 적용이 완료된 후 --list-all 옵션으로 설정된 룰을 확인한다. 물론 추가된 포트는 --list-ports 옵션으로 확인 가능하다.

[마스커레이딩(Masquerading)]
리눅스 시스템을 인터넷 공유 목적의 라우터 기능을 사용하기 위해 마스커레이딩 기능을 활성화 시킨다. 
마스커레이딩을 사용하기 위해 공인망, 사설망 네트워크 구성을 미리 해 두어야 한다.

~]# firewall-cmd --permanent --add-masquerade
success
~]# firewall-cmd --reload
success
~]# firewall-cmd --list-all
public (default, active)
  interfaces: eth0
  sources:
  services: dhcpv6-client http https ssh
  ports: 5900-5910/tcp
  masquerade: yes
  forward-ports: 
  icmp-blocks: 
  rich rules:

firewall-cmd명령을 사용하여 위와 같이 마스커레이딩을 활성화 시킬 수 있다. --permanent 옵션은 영구적인 설정을 의미하며 옵션을 주지 않으면 런타임 환경에서 적용되기 때문에 서버를 리부팅하면 룰이 없어진다. --add-masquerade 옵션을 사용 마스커레이딩을 활성화시킨다. 만약 마스커레이딩을 비활성화시고 싶다면 --remove-masquerade 옵션을 사용한다. 다음으로 --reload 옵션을 사용하여 영구적으로 설정된 룰을 런타임 환경에 적용시킨다. 적용이 완료된 후 --list-all 옵션으로 masquerade 활성화 유부를 확인한다. 

[포트 포워딩(port forwarding)]
앞에서 마스커레이딩 설정으로 인터넷 공유 라우터를 설정한 경우 외부에서 공인IP로 접속되는 연결에 대해서 포트에 따라 내부 서버로 연결시킬 수 있는 포트 포워딩 기능을 사용할 수 있다. 
또, 시스템으로 들어오는 포트를 포워딩하여 로컬의 다른 포트로 포워딩할 수 있다. 시스템의 각 서비스들은 보안을 위해 일반 사용자 권한으로 서비스를 실행하기를 권장한다. 예를 들어 Tomcat은 JSP 컨테이너이면서 웹서버 기능을 가지고 있다. Tomcat은 일반 사용자 계정으로 실행할 것을 권장한다. 하지만, HTTP기본포트 80을 사용할 경우 root권한이 아니면 80포트를 Bind할 수 없다. 이러한 경우 포트포워딩을 사용하여 80포트로 접속되는 패킷을 로컬의 8080(Tomcat의 기본 HTTP 포트)포트로 포워딩 시킴으로 root권한 없이 80포트를 사용하여 웹서비스를 할 수 있다.
80포트로 접속되는 패킷을 8080포트로 포워딩 설정해 보자.

~]# firewall-cmd --permanent --add-forward-port=port=80:proto=tcp:toport=8080
success
~]# firewall-cmd --reload
success
~]# firewall-cmd --list-all
public (default, active)
  interfaces: eth0
  sources:
  services: dhcpv6-client http https ssh
  ports: 5900-5910/tcp
  masquerade: yes
  forward-ports: port=80:proto=tcp:toport=8080:toaddr=
  icmp-blocks: 
  rich rules:

firewall-cmd명령을 사용하여 위와 같이 포트 포워딩 하였다. --permanent 옵션은 영구적인 설정을 의미하며 옵션을 주지 않으면 런타임 환경에서 적용되기 때문에 서버를 리부팅하면 룰이 없어진다. --add-forward-port 옵션을 사용 포트 포워딩 규칙을 추가하였다. 다음과 같은 방법으로 입력된다.
--add-forward-port=port=portid[-portid]:proto=protocol[:toport=portid[-portid]][:toaddr=address[/mask]]
만약 포트포워딩을 제거하기 위해서는 --remove-forward-port 옵션을 사용한다.다음과 같은 방법으로 입력된다.
--remove-forward-port=port=portid[-portid]:proto=protocol[:toport=portid[-portid]][:toaddr=address[/mask]]
 다음으로 --reload 옵션을 사용하여 영구적으로 설정된 룰을 런타임 환경에 적용시킨다. 적용이 완료된 후 --list-all 옵션으로 포트포워딩 설정내역을 확인할 수 있다. 물론 --list-forward-ports 옵션으로 확인할 수 있다.

[ping 응답 하지 않기]
시스템의 네트워크 상태를 확인하기 위해 ping명령어를 이용하여 응답 테스트를 한다. ping은 네트워크 확인을 위해 유용하게 사용되지만, 악의적으로 패킷크기를조절하여 네트워크의 과다한 트래픽을 유발하기도 한다. 이러한 공격을 차단하기 위해 ping에 대해 응답하지 않도록 설정하는 경우가 있다. 
다음은 ICMP 프로토콜 중 ping에 대해 응답하지 않게 설정하고 있다.

~]# firewall-cmd --permanent --add-icmp-block=echo-request
success
~]# firewall-cmd --reload
success
~]# firewall-cmd --list-all
public (default, active)
  interfaces: eth0
  sources:
  services: dhcpv6-client http https ssh
  ports: 5900-5910/tcp
  masquerade: yes
  forward-ports: port=80:proto=tcp:toport=8080:toaddr=
  icmp-blocks: echo-request
  rich rules:

firewall-cmd명령을 사용하여 위와 같이 ping을 차단할 수 있다. --permanent 옵션은 영구적인 설정을 의미하며 옵션을 주지 않으면 런타임 환경에서 적용되기 때문에 서버를 리부팅하면 룰이 없어진다. --add-icmp-block 옵션을 사용 ICMP 차단할 유형을 추가하였다. 만약 차단할 유형을 제거하기 위해서는 --remove-icmp-block옵션을 사용한다. 다음으로 --reload 옵션을 사용하여 영구적으로 설정된 룰을 런타임 환경에 적용시킨다. 적용이 완료된 후 --list-all 옵션으로 차단된 ICMP 유형을 확인할 수 있다. 물론 --list-icmp-blocks 옵션으로도 확인할 수 있다.

[직접 방화벽 규칙 넣기]
리눅스 방화벽 iptables는 막강한 확장기능을 제공한다. firewalld에서 제공되는 기능은 확장 기능 중 일부만 사용할 수 있으며, 원하는 확장 기능 사용을 위해 다음과 같은 방법으로 직접 입력하여 사용할 수 있는 인터페이스가 제공된다.
웹서버를 대상으로 DOS공격이 많이 발생된다. 특정 클라이언트 IP에서 접속이 많이 발생된다면 특정 클라이언트 IP 차단을 위해 사용하는 모듈이 connlimit이다. 
다음은 connlimit를 사용하여 DOS공격을 막도록 설정해 보겠다.

~]# firewall-cmd --permanent --direct --add-passthrough ipv4 -I INPUT -p tcp --syn --dport 80 -m connlimit --connlimit-above 16 -j REJECT
success
~]# firewall-cmd --reload
success

firewall-cmd명령을 사용하여 DOS공격을 막을 수 있다. --permanent 옵션은 영구적인 설정을 의미하며 옵션을 주지 않으면 런타임 환경에서 적용되기 때문에 서버를 리부팅하면 룰이 없어진다. --direct 옵션은 직접 입력한다는 설정이다. --add-passthrough는 통과 규칙을 직접 입력하는 옵션이다. 만약 통과 규칙을 제거하기 위해서는 --remove-passthrough을 사용한다. 다음으로 --reload 옵션을 사용하여 영구적으로 설정된 룰을 런타임 환경에 적용시킨다. 

~]# iptables -nL |grep conn
REJECT     tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:80 flags:0x17/0x02 #conn src/32 > 16 reject-with icmp-port-unreachable

firewall-cmd으로는 직접 설정한 규칙 확인이 어려워 iptables명령을 사용하여 직접 추가한 규칙을 확인하였다.