让关闭的Linux操作系统实现防火墙

一次在网上闲逛，突然看到论坛有一条消息说有一种方法，可以让已经关闭的Linux机器继续运行ipchains，并且让这台机器继续实现防火墙的功能。当时我的第一反映是不屑一顾，难道一个防火墙还可以在关机的状态下工作?依照论坛中所指的链接，我找到了一个帖子，上面说在2.0.x内核中，使用Shutdown ?h(关机)命令可以使防火墙仍处于激活状态，而此时没有挂载驱动器，也没有进程在运行。也就是说防火墙将在Level 0下运行，但仍然可以进行包过滤。不过，贴子说该功能在2.2.x系统的内核中已经不具备了。

看到这儿，我有些坐不住了，我决定在内核为2.2.x的机器上也实现类似的功能，并且我希望不在内核中增加任何补丁。事实证明，我做到了。

安全的防火墙

我认为安全意味着这样一种可能性，也就是假设防火墙已经被完全关闭，并且已经清除了所有进程空间和文件系统，这样就不会有任何黑客可以对该系统进行访问。因为该机器上已经完全没有了进程空间，也没有挂载驱动器。因此，黑客就无法在系统外使代码运行在内核空间中。因为这需要写解释代码来产生所需要的结果，而这是一项非常艰苦的工作。

不过需要提请注意的是，该防火墙并不能避免“拒绝服务式”的攻击。事实上，对于“拒绝服务式”攻击以及其它的专门耗尽资源的攻击，该防火墙并不比任何其它的防火墙有效。当然，现实中，一般来说系统并不容易受到这种攻击。

因为这种方法可以确保没有一个用户可以控制该机器，因此可以使安全性大大的提高。这正好应了IT业安全领域常说的一句话，要想让一台机器绝对安全，就应该把它关机，然后将其锁在一间屋子里。

开始实施

我用于测试的是一台基于x86的Red Hat 6.2机器，它安装有两个网卡。整个过程无需特殊的系统或者对内核进行增改。开始，我尝试着在控制运行的脚本中搜索，希望能找到一点相关的线索。最后，我把焦点定格在rc0(该脚本在机器关闭时运行)脚本上。事实证明，这正是我要找的地方。于是我开始从中删除一些脚本，并且进行了一系列测试。

经过一段相对较短的时间，我得出结论，对于Red Hat Linux 6.2，删除以下脚本就可以实现上述的功能:

/etc/rc.d/rc0.d/S00killall

/etc/rc.d/rc0.d/K90network

/etc/rc.d/rc0.d/K92ipchains

删除这三个脚本以后，我们就可以使网络仍然可以工作，并且使ipchains仍然运行。切记，一定要把killall脚本删除，因为它的任务是寻找/etc/rc.d/rc0.d/中所有的目录，并且运行所有以K为开头的脚本。也就是说该脚本会运行K90网络和K92ipchains脚本，而这两个脚本会删除网络和ipchains。

一些解释

实际上，我们是把Linux设置成了一个内核子集。当机器暂停时，甚至是机器运行了Shutdown以后，这一部分内核仍驻留在内存中。这种方法可以避免在关机的过程中，机器会中止所有的进程，关闭所有网卡以及卸载所有的文件系统。此外，这种方法使得机器在关闭以后，不能再执行任何内部的任务。然而，内核仍然在运行，内存管理器也还在运行。

由于内核仍然在运行，所以在关机以后，所有我们运行的，基于内核的任务都可以被运行。当然，由于大部分的任务都需要进行一些I/O操作(正如本例一样)。因此，我们必须让机器关闭以后，仍然使这些端口存在。这是通过K90network来实现。它使得网卡在关机以后也不会停止工作。

此外，任何需要使用到的基于内核的服务都必须要处于运行状态(比如ipchains)。在缺省情况下，当系统关闭时，会把所有的ipchains规则都中止。如果这样的话，在本例中，防火墙将无法工作，所以必须要把清除ipchains规则的脚本删除。在本例中即要删除K92ipchains脚本。

局限性

在关闭系统以后，只让部分程序运行，这显然会有一些局限性。在本例中，最明显的局限性就是如果客户端的IP地址是通过后台程序(比如PPP、DHCP)等获得的，那么就将无法实现该功能。这就限制了那些使用动态连接用户的使用。此外，由于在关系系统过程中，所有的用户代理空间(比如Socks5)都将被关闭，因此在本例的设置中，只能实现包过虑和NAT功能。

此外要考虑的一点是，由于所有的驱动器都被卸载了，所有的交换空间都从机器上被删除，所以如果机器的内存足够大的话，那么在处理的信息量很大时也不会有问题。但是如果使用的是一台性能比较差的老机器，那么在传输的信息量过大时就会出现一些问题。

总结

作为一个Linux爱好者，我觉得这一小发现很有意思。此外，在我们完成特定的安全任务时，这也给了我们一种特定的解决模式。目前，我最想知道的，是否其它的自由Unix(比如OpenBSD)也可以做成功类似的实验。此外，虽然我是在家中做的实验，但是如果将其用于中小型公司的话，我想可以为公司提供安全极高的数据包过滤功能。此外，也可以为一些大的商业任务提供一个非常安全的、高带宽的防火墙或者路由器。