Nftables Netze absichern

Einleitung

• Nachdem wir ein Hostsystem abgesichert haben, kommen wir nun zum Absichern von Netzen.
• Die Firewall agiert als Vermittler zwischen verschiedenen Netzen.
• In unserem Beispiel haben wir 3 Netzbereiche.

WAN

• Wide Area Net steht für alles was nicht die anderen beiden Netze betrifft

LAN

• Local Area Net steht in der Regel für ein Netz das von aussen nicht erreichbar ist.
• Meist ist es über Network Address Translation (NAT) angebunden.

DMZ

• Demilitarized Zone ist ein Netz welches von aussen erreichbar ist.
• Die Zugriffe werden aber durch die Firewall abgesichert.
• Dort werden meistens Dienste wie Mail oder Web gehostet. Teilweise auch Proxy Server.

Der Plan

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Das Grundgerüst

• Wir nutzen unsere Host Firewall als Ausgangsskript
• Wir wollen aber von vorneherein verstärkt mit Variablen arbeiten.
• Dies macht die Skripte universeller.
• cat /etc/nftables.conf

#!/usr/sbin/nft -f
define remote_tcp_ports = { 22,25,53,80,465,443 }
define remote_udp_ports = { 53 }
define local_tcp_ports = { 22,80,443 }
define wandev = ens18
define dmzdev = ens19
define landev = ens20
define lan = 192.168.4.0/24

flush ruleset
table inet filter {
    chain input {
    type filter hook input priority filter; policy drop;
    ct state established,related accept
        ct state new tcp dport $local_tcp_ports accept
        log prefix "--nftables-drop-input--"
    }
    chain forward {
    type filter hook forward priority filter; policy drop;
    ct state established,related accept
        log prefix "--nftables-drop-forward--"
    }

    chain output {
    type filter hook output priority filter; policy drop;
    ct state established,related accept
        ct state new oifname "lo" accept
        ct state new tcp dport $remote_tcp_ports accept
        ct state new udp dport $remote_udp_ports accept
        log prefix "--nftables-drop-output--"
    }
}

Forwarding

• Damit Pakete weitergeleitet werden können, muss als erstes FORWARDING im Kernel aktiviert werden.

Aktivierung

• echo “net.ipv4.ip_forward = 1” >> /etc/sysctl.conf
• sysctl -p

Weitere Tabellen

• Eine Skizze über die Reihenfolge der Hooks.
• Als erstes greift der Prerouting-Hook
• Je nachdem wie geroutet wird greift dann entweder Input- oder Fowrward-Hook
• Falls ein lokaler Prozess ein Paket sendet, dann greift der Output-Hook
• Als letztes kann man das Paket mit dem Postrouting-Hook beeinflußen

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SNAT

• Rechner in einem LAN können nicht ohne weiteres mit dem WAN kommunizieren, da an die lokale IP-Adresse der Rechner im LAN nicht von außen geroutet werden kann.
• Um eine Internetverbindung aufzubauen, muss die Adresse aus dem LAN in eine öffentliche umgeschrieben werden.

#!/usr/sbin/nft -f

flush ruleset
define remote_tcp_ports = { 22,25,53,80,465,443 }
define remote_udp_ports = { 53 }
define local_tcp_ports = { 22,80,443 }
define wandev = ens18
define dmzdev = ens19
define landev = ens20
define wanip = 10.82.232.11
define lan = 192.168.4.0/24

table inet filter {
    chain input {
    type filter hook input priority filter; policy drop;
    ct state established,related accept
        iifname "lo" ct state new accept
        ct state new tcp dport 22 accept
        ct state new icmp type echo-request accept
        log prefix "--nftables-drop-input--"
    }

    chain output {
    type filter hook output priority filter; policy drop;
    ct state established,related,new accept
        log prefix "--nftables-drop-output--"
    }

    chain forward {
    type filter hook forward priority filter; policy drop;
    ct state established,related accept
        log prefix "--nftables-drop-forward--"
    }

}

table inet nat {
    chain prerouting {
   type nat hook prerouting priority dstnat; policy accept;
    }

chain postrouting {
    type nat hook postrouting priority srcnat; policy accept;
    oifname $wandev ip saddr $lan snat ip to $wanip
}
}

Neu verwendete Syntax:

• Definieren einer Variable

define variable_name = value

• Interface des herausgehenden Paketes:

oifname ‘’device name’’

• IPv4-Adresse des Ursprungpaketes

  ip saddr ’‘<source address>’’

Portforwarding

• Um auf bestimmte Funktionen eines Rechners hinter einer Firewall zugreifen zu können, müssen die dazugehörenden Ports entsprechend weitergeleitet werden.

• Hierbei kann es ein anderer, nicht-standard Port der Firewall sein.

  #!/usr/sbin/nft -f

  flush ruleset

  flush ruleset define remote_tcp_ports = { 22,25,53,80,465,443 } define remote_udp_ports = { 53 } define local_tcp_ports = { 22,80,443 } define wandev = ens18 define dmzdev = ens19 define landev = ens20 define wanip = 10.82.232.11 define lan = 192.168.4.0/24 ’‘’define webserver = 192.168.4.12’’’

  table inet filter { chain input { type filter hook input priority filter; policy drop; ct state established,related accept iifname “lo” ct state new accept ct state new tcp dport 22 accept ct state new icmp type echo-request accept log prefix “–nftables-drop-input–”

Absichern von Netzen

Momentan wird nichts vom LAN zum WAN weitergeleitet. Um nur bestimmte Anwendungen zu erlauben kann man die für diese designierten Ports freischalten.

#!/usr/sbin/nft -f

flush ruleset
define wandev = ens18
define landev = ens19
define wanip = 10.82.232.11
define lan = 192.168.4.0/24
define webserver = 192.168.4.12

table inet filter {
chain input {
type filter hook input priority filter; policy drop;
ct state established,related accept
iifname "lo" ct state new accept
ct state new tcp dport 22 accept
ct state new icmp type echo-request accept
log prefix "--nftables-drop-input--"
}

chain output {
type filter hook output priority filter; policy drop;
ct state established,related,new accept
log prefix "--nftables-drop-output--"
}

chain forward {
type filter hook forward priority filter; policy drop;
ct state established,related accept
iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 22 accept
iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 80 accept
ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan icmp type echo-request accept
ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan udp dport 53 accept
ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan tcp dport { 25, 53, 80, 143, 443, 465, 993 } accept
log prefix "--nftables-drop-forward--"
}

}
table inet nat {
chain prerouting {
    type nat hook prerouting priority dstnat; policy accept;
    meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 9922 dnat ip to $webserver:22
    meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 80 dnat ip to $webserver:80
    }

chain postrouting {
    type nat hook postrouting priority srcnat; policy accept;
    oifname $wandev ip saddr $lan snat ip to $wanip
    }
}

Neu verwendete Syntax:

Bestimmte Ziel-Ports angeben

transport_protocol dport { port number }

Eigene Ketten

Man kann auch Ketten ohne Default Policy oder Hooks erstellen, die mehrere Regeln zusammenfassen. In diese Ketten gelangt man durch die Basisketten.

#!/usr/sbin/nft -f

flush ruleset
define wandev = ens18
define landev = ens19
define wanip = 10.82.232.11
define lan = 192.168.4.0/24
define webserver = 192.168.4.11

table inet filter {
chain input {
   type filter hook input priority filter; policy drop;
       ct state established,related accept
       ct state new iifname "lo" accept
       ct state new tcp dport 22 accept
       ct state new icmp type echo-request accept
       log prefix "--nftables-drop-input--"
    }
    
    chain output {
   type filter hook output priority filter; policy drop;
       ct state established,related,new accept
       log prefix "--nftables-drop-output--"
    }
    
    chain forward {
   type filter hook forward priority filter; policy drop;
       ct state established,related accept
       ct state new iifname $wandev ip daddr $webserver tcp dport 22 accept
       ct state new iifname $wandev ip daddr $webserver tcp dport 80 accept
       ct state new icmp type echo-request jump lan2wan
       udp dport 53 jump lan2wan
       tcp dport { 25, 53, 80, 143, 443, 465, 993 } jump lan2wan
       log prefix "--nftables-drop-forward--"
    }

chain lan2wan {
   ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan accept
    }
}
table inet nat {
chain prerouting {
   type nat hook prerouting priority dstnat; policy accept;
       ip daddr $wanip tcp dport 9922 dnat ip to $webserver:22
       ip daddr $wanip tcp dport 80 dnat ip to $webserver:80
    }
    
    chain postrouting {
   type nat hook postrouting priority srcnat; policy accept;
       oifname $wandev ip saddr $lan snat ip to $wanip
    }
}

Neu verwendete Syntax:

Springe in eine andere Kette

jump target

Limits setzten

• Man kann die Anzahl die eine Regel annimmt zeitlich begrenzen.
• Dafür fügt man ’‘’limit rate’’’ in die Regel ein.
• Falls nur 5 Pakete pro Minute geloggt werden sollen:

#!/usr/sbin/nft -f

flush ruleset
define wandev = ens18
define landev = ens19
define wanip = 10.82.232.11
define lan = 192.168.4.0/24
define webserver = 192.168.4.11

table inet filter {
chain input {
        type filter hook input priority filter; policy drop;
        ct state established,related accept
        iifname "lo" ct state new accept
        ct state new tcp dport 22 accept
        ct state new icmp type echo-request accept
        limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-input--"
    }
    
    chain output {
        type filter hook output priority filter; policy drop;
        ct state established,related,new accept
        limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-output--"
    }
    
    chain forward {
        type filter hook forward priority filter; policy drop;
        ct state established,related accept
        iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 22 accept
        iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 80 accept
        icmp type echo-request jump lan2wan
        udp dport 53 jump lan2wan
        tcp dport { 25, 53, 80, 143, 443, 465, 993 } jump lan2wan
        limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-forward--"
    }
    
    chain lan2wan {
        ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan accept
    }
}
table inet nat {
chain prerouting {
    type nat hook prerouting priority dstnat; policy accept;
    meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 9922 dnat ip to $webserver:22
    meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 80 dnat ip to $webserver:80
}

chain postrouting {
    type nat hook postrouting priority srcnat; policy accept;
    oifname $wandev ip saddr $lan snat ip to $wanip
}
}

VPNs ermöglichen

• Damit VPN-Verbindungen von außen aufgebaut werden können müssen die UDP-Ports 500 und 4500 für IPSec-Protokolle offen sein.

• Nachdem eine Secure Association hergestellt wurde, müssen ESP Pakete von der Firewall zugelassen und die entpackten Pakete weitergeleitet werden.

• vim fw.nft

  #!/usr/sbin/nft -f

  flush ruleset define wandev = ens18 define landev = ens19 define wanip = 10.82.232.11 define lan = 192.168.4.0/24 ’‘’define vpn = 192.168.178.0/24’’’ define webserver = 192.168.4.11

  table inet filter { chain input { type filter hook input priority filter; policy drop; ct state established,related accept iifname “lo” ct state new accept ct state new tcp dport 22 accept ct state new icmp type echo-request accept ’‘’iifname $wandev ct state new udp dport 500 jump ipsec’’’ ’‘’iifname $wandev ct state new udp dport 4500 jump ipsec’’’ ’‘’iifname $wandev ct state new meta l4proto esp jump ipsec’’’ limit rate 5/minute log prefix “–nftables-drop-input–” }

   chain output {
  type filter hook output priority filter; policy drop;
      ct state established,related,new accept
      limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-output--"
   }
  

  chain forward { type filter hook forward priority filter; policy drop; ct state established,related accept iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 22 accept iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 80 accept icmp type echo-request jump lan2wan udp dport 53 jump lan2wan tcp dport { 25, 53, 80, 143, 443, 465, 993 } jump lan2wan ’‘’iifname $wandev ip saddr $vpn ct state new jump ipsec’’’ limit rate 5/minute log prefix “–nftables-drop-forward–” }

   chain lan2wan {
  ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan accept
   }
  
   chain ipsec {
  accept
   }
   }
   table inet nat {
  chain prerouting {
      type nat hook prerouting priority dstnat; policy accept;
      meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 9922 dnat ip to $webserver:22
      meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 80 dnat ip to $webserver:80
   }
  

  chain postrouting { type nat hook postrouting priority srcnat; policy accept; oifname $wandev ip saddr $lan snat ip to $wanip } }

Der Weg nach außen muss in dem Fall nicht speziell freigeschaltet werden, da unsere Firewall sowieso alle neuen Pakete nach außen durchlässt. Damit aber ESP-Pakete korrekt generiert werden, muss die postrouting-Regel für den Internetzugang der Clients angepasst werden. Ein Blick auf die Routing-Tabelle zeigt nämlich, …

• ip route show table 220

192.168.178.0/24 via 10.82.229.1 dev ens18 proto static src 192.168.4.1

… dass nur Pakete mit einer Ursprungs-IP von 192.168.4.1 an das lokale Netz der VPN-Verbindung geleitet wird. Die bisherige SNAT-Regel schreibt jedoch alle Pakete auf die IP des WAN-Interfaces um. Also müssen wir die Ziel-IPs der VPN ausschließen:

#!/usr/sbin/nft -f

flush ruleset
define wandev = ens18
define landev = ens19
define wanip = 10.82.232.11
define lan = 192.168.4.0/24
define vpn = 192.168.178.0/24
define webserver = 192.168.4.11

table inet filter {
chain input {
    type filter hook input priority filter; policy drop;
        ct state established,related accept
        iifname "lo" ct state new accept
        ct state new tcp dport 22 accept
        ct state new icmp type echo-request accept
        iifname $wandev ct state new udp dport 500 jump ipsec
        iifname $wandev ct state new udp dport 4500 jump ipsec
        iifname $wandev ct state new meta l4proto esp jump ipsec
        limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-input--"
    }
    
    chain output {
   type filter hook output priority filter; policy drop;
       ct state established,related,new accept
       limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-output--"
    }
    
    chain forward {
   type filter hook forward priority filter; policy drop;
       ct state established,related accept
       iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 22 accept
       iifname $wandev meta nfproto ipv4 ip daddr $webserver tcp dport 80 accept
       icmp type echo-request jump lan2wan
       udp dport 53 jump lan2wan
       tcp dport { 25, 53, 80, 143, 443, 465, 993 } jump lan2wan
       iifname $wandev ip saddr $vpn ct state new jump ipsec
       limit rate 5/minute log prefix "--nftables-drop-forward--"
    }
    
    chain lan2wan {
   ct state new iifname $landev oifname $wandev ip saddr $lan accept
    }
    
    chain ipsec {
   accept
    }
}
table inet nat {
chain prerouting {
    type nat hook prerouting priority dstnat; policy accept;
    meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 9922 dnat ip to $webserver:22
    meta nfproto ipv4 ip daddr $wanip tcp dport 80 dnat ip to $webserver:80
}

chain postrouting {
    type nat hook postrouting priority srcnat; policy accept;
    oifname $wandev ip saddr $lan ip daddr != $vpn snat ip to $wanip
}
}

Zum Vergleich die ‘’tcpdump’’-Analysen bei einem Ping auf einen der Rechner im VPN…

• …ohne die Ziel-IPs auszuschließen: tcpdump -i ens18 icmp or esp

  15:30:07.481373 IP fw-linkai > 192.168.178.2: ICMP echo request, id 2845, seq 1, length 64 15:30:08.493319 IP fw-linkai > 192.168.178.2: ICMP echo request, id 2845, seq 2, length 64 15:30:09.517369 IP fw-linkai > 192.168.178.2: ICMP echo request, id 2845, seq 3, length 64

• …wenn die Ziel-IPs auszuschließen werden: tcpdump -i ens18 icmp or esp

  15:27:31.091907 IP fw-linkai > 10.82.228.2: ESP(spi=0xc668795e,seq=0x4), length 136 15:27:31.093913 IP 10.82.228.2 > fw-linkai: ESP(spi=0xccf83bd8,seq=0x4), length 136 15:27:31.093913 IP 192.168.178.2 > 192.168.4.1: ICMP echo reply, id 32171, seq 1, length 64 15:27:32.093502 IP fw-linkai > 10.82.228.2: ESP(spi=0xc668795e,seq=0x5), length 136 15:27:32.095404 IP 10.82.228.2 > fw-linkai: ESP(spi=0xccf83bd8,seq=0x5), length 136 15:27:32.095404 IP 192.168.178.2 > 192.168.4.1: ICMP echo reply, id 32171, seq 2, length 64 15:27:33.095023 IP fw-linkai > 10.82.228.2: ESP(spi=0xc668795e,seq=0x6), length 136 15:27:33.096880 IP 10.82.228.2 > fw-linkai: ESP(spi=0xccf83bd8,seq=0x6), length 136 15:27:33.096880 IP 192.168.178.2 > 192.168.4.1: ICMP echo reply, id 32171, seq 3, length 64