Cara kerja Firewall

Packet-Filter Firewall

Contoh pengaturan akses (access control) yang diterapkan dalam firewall

Pada bentuknya yang paling sederhana, sebuah firewall adalah sebuah router atau komputer yang dilengkapi dengan dua buah NIC (Network Interface Card, kartu antarmuka jaringan) yang mampu melakukan penapisan atau penyaringan terhadap paket-paket yang masuk. Perangkat jenis ini umumnya disebut dengan packet-filtering router.

Firewall jenis ini bekerja dengan cara membandingkan alamat sumber dari paket-paket tersebut dengan kebijakan pengontrolan akses yang terdaftar dalam Access Control List firewall, router tersebut akan mencoba memutuskan apakah hendak meneruskan paket yang masuk tersebut ke tujuannya atau menghentikannya. Pada bentuk yang lebih sederhana lagi, firewall hanya melakukan pengujian terhadap alamat IP atau nama domain yang menjadi sumber paket dan akan menentukan apakah hendak meneruskan atau menolak paket tersebut. Meskipun demikian, packet-filtering router tidak dapat digunakan untuk memberikan akses (atau menolaknya) dengan menggunakan basis hak-hak yang dimiliki oleh pengguna.

Cara kerja packet filter firewall

Packet-filtering router juga dapat dikonfigurasikan agar menghentikan beberapa jenis lalu lintas jaringan dan tentu saja mengizinkannya. Umumnya, hal ini dilakukan dengan mengaktifkan/menonaktifkan port TCP/IP dalam sistem firewall tersebut. Sebagai contoh, port 25 yang digunakan oleh Protokol SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) umumnya dibiarkan terbuka oleh beberapa firewall untuk mengizinkan surat elektronik dari Internet masuk ke dalam jaringan privat, sementara port lainnya seperti port 23 yang digunakan oleh Protokol Telnet dapat dinonaktifkan untuk mencegah pengguna Internet untuk mengakses layanan yang terdapat dalam jaringan privat tersebut. Firewall juga dapat memberikan semacam pengecualian (exception) agar beberapa aplikasi dapat melewati firewall tersebut. Dengan menggunakan pendekatan ini, keamanan akan lebih kuat tapi memiliki kelemahan yang signifikan yakni kerumitan konfigurasi terhadap firewall: daftar Access Control List firewall akan membesar seiring dengan banyaknya alamat IP, nama domain, atau port yang dimasukkan ke dalamnya, selain tentunya juga exception yang diberlakukan.

Circuit Level Gateway

Cara kerja circuit level firewall

Firewall jenis lainnya adalah Circuit-Level Gateway, yang umumnya berupa komponen dalam sebuah proxy server. Firewall jenis ini beroperasi pada level yang lebih tinggi dalam model referensi tujuh lapis OSI (bekerja pada lapisan sesi/session layer) daripada Packet Filter Firewall. Modifikasi ini membuat firewall jenis ini berguna dalam rangka menyembunyikan informasi mengenai jaringan terproteksi, meskipun firewall ini tidak melakukan penyaringan terhadap paket-paket individual yang mengalir dalam koneksi.
Dengan menggunakan firewall jenis ini, koneksi yang terjadi antara pengguna dan jaringan pun disembunyikan dari pengguna. Pengguna akan dihadapkan secara langsung dengan firewall pada saat proses pembuatan koneksi dan firewall pun akan membentuk koneksi dengan sumber daya jaringan yang hendak diakses oleh pengguna setelah mengubah alamat IP dari paket yang ditransmisikan oleh dua belah pihak. Hal ini mengakibatkan terjadinya sebuah sirkuit virtual (virtual circuit) antara pengguna dan sumber daya jaringan yang ia akses.
Firewall ini dianggap lebih aman dibandingkan dengan Packet-Filtering Firewall, karena pengguna eksternal tidak dapat melihat alamat IP jaringan internal dalam paket-paket yang ia terima, melainkan alamat IP dari firewall. Protokol yang populer digunakan sebagai Circuit-Level Gateway adalah SOCKS v5.

Application Level Firewall

Application Level Firewall (disebut juga sebagai application proxy atau application level gateway)

Firewall jenis lainnya adalah Application Level Gateway (atau Application-Level Firewall atau sering juga disebut sebagai Proxy Firewall), yang umumnya juga merupakan komponen dari sebuah proxy server. Firewall ini tidak mengizinkan paket yang datang untuk melewati firewall secara langsung. Tetapi, aplikasi proxy yang berjalan dalam komputer yang menjalankan firewall akan meneruskan permintaan tersebut kepada layanan yang tersedia dalam jaringan privat dan kemudian meneruskan respons dari permintaan tersebut kepada komputer yang membuat permintaan pertama kali yang terletak dalam jaringan publik yang tidak aman.
Umumnya, firewall jenis ini akan melakukan autentikasi terlebih dahulu terhadap pengguna sebelum mengizinkan pengguna tersebut untuk mengakses jaringan. Selain itu, firewall ini juga mengimplementasikan mekanisme auditing dan pencatatan (logging) sebagai bagian dari kebijakan keamanan yang diterapkannya. Application Level Firewall juga umumnya mengharuskan beberapa konfigurasi yang diberlakukan pada pengguna untuk mengizinkan mesin klien agar dapat berfungsi. Sebagai contoh, jika sebuah proxy FTP dikonfigurasikan di atas sebuah application layer gateway, proxy tersebut dapat dikonfigurasikan untuk mengizinlan beberapa perintah FTP, dan menolak beberapa perintah lainnya. Jenis ini paling sering diimplementasikan pada proxy SMTP sehingga mereka dapat menerima surat elektronik dari luar (tanpa menampakkan alamat e-mail internal), lalu meneruskan e-mail tersebut kepada e-mail server dalam jaringan. Tetapi, karena adanya pemrosesan yang lebih rumit, firewall jenis ini mengharuskan komputer yang dikonfigurasikan sebagai application gateway memiliki spesifikasi yang tinggi, dan tentu saja jauh lebih lambat dibandingkan dengan packet-filter firewall.

NAT Firewall

NAT (Network Address Translation) Firewall secara otomatis menyediakan proteksi terhadap sistem yang berada di balik firewall karena NAT Firewall hanya mengizinkan koneksi yang datang dari komputer-komputer yang berada di balik firewall. Tujuan dari NAT adalah untuk melakukan multiplexing terhadap lalu lintas dari jaringan internal untuk kemudian menyampaikannya kepada jaringan yang lebih luas (MAN, WAN atau Internet) seolah-olah paket tersebut datang dari sebuah alamat IP atau beberapa alamat IP. NAT Firewall membuat tabel dalam memori yang mengandung informasi mengenai koneksi yang dilihat oleh firewall. Tabel ini akan memetakan alamat jaringan internal ke alamat eksternal. Kemampuan untuk menaruh keseluruhan jaringan di belakang sebuah alamat IP didasarkan terhadap pemetaan terhadap port-port dalam NAT firewall.
Lihat juga: Network Address Translation

Stateful Firewall

Cara kerja stateful firewall

Stateful Firewall merupakan sebuah firewall yang menggabungkan keunggulan yang ditawarkan oleh packet-filtering firewall, NAT Firewall, Circuit-Level Firewall dan Proxy Firewall dalam satu sistem. Stateful Firewall dapat melakukan filtering terhadap lalu lintas berdasarkan karakteristik paket, seperti halnya packet-filtering firewall, dan juga memiliki pengecekan terhadap sesi koneksi untuk meyakinkan bahwa sesi koneksi yang terbentuk tersebut diizinlan. Tidak seperti Proxy Firewall atau Circuit Level Firewall, Stateful Firewall umumnya didesain agar lebih transparan (seperti halnya packet-filtering firewall atau NAT firewall). Tetapi, stateful firewall juga mencakup beberapa aspek yang dimiliki oleh application level firewall, sebab ia juga melakukan inspeksi terhadap data yang datang dari lapisan aplikasi (application layer) dengan menggunakan layanan tertentu. Firewall ini hanya tersedia pada beberapa firewall kelas atas, semacam Cisco PIX. Karena menggabungkan keunggulan jenis-jenis firewall lainnya, stateful firewall menjadi lebih kompleks.

Virtual Firewall

Virtual Firewall adalah sebutan untuk beberapa firewall logis yang berada dalam sebuah perangkat fisik (komputer atau perangkat firewall lainnya). Pengaturan ini mengizinkan beberapa jaringan agar dapat diproteksi oleh sebuah firewall yang unik yang menjalankan kebijakan keamanan yang juga unik, cukup dengan menggunakan satu buah perangkat. Dengan menggunakan firewall jenis ini, sebuah ISP (Internet Service Provider) dapat menyediakan layanan firewall kepada para pelanggannya, sehingga mengamankan lalu lintas jaringan mereka, hanya dengan menggunakan satu buah perangkat. Hal ini jelas merupakan penghematan biaya yang signifikan, meski firewall jenis ini hanya tersedia pada firewall kelas atas, seperti Cisco PIX 535.

Transparent Firewall

Transparent Firewall (juga dikenal sebagai bridging firewall) bukanlah sebuah firewall yang murni, tetapi ia hanya berupa turunan dari stateful Firewall. Daripada firewall-firewall lainnya yang beroperasi pada lapisan IP ke atas, transparent firewall bekerja pada lapisan Data-Link Layer, dan kemudian ia memantau lapisan-lapisan yang ada di atasnya. Selain itu, transparent firewall juga dapat melakukan apa yang dapat dilakukan oleh packet-filtering firewall, seperti halnya stateful firewall dan tidak terlihat oleh pengguna (karena itulah, ia disebut sebagai Transparent Firewall).
Intinya, transparent firewall bekerja sebagai sebuah bridge yang bertugas untuk menyaring lalu lintas jaringan antara dua segmen jaringan. Dengan menggunakan transparent firewall, keamanan sebuah segmen jaringan pun dapat diperkuat, tanpa harus mengaplikasikan NAT Filter. Transparent Firewall menawarkan tiga buah keuntungan, yakni sebagai berikut:

• Konfigurasi yang mudah (bahkan beberapa produk mengklaim sebagai "Zero Configuration"). Hal ini memang karena transparent firewall dihubungkan secara langsung dengan jaringan yang hendak diproteksinya, dengan memodifikasi sedikit atau tanpa memodifikasi konfigurasi firewall tersebut. Karena ia bekerja pada data-link layer, pengubahan alamat IP pun tidak dibutuhkan. Firewall juga dapat dikonfigurasikan untuk melakukan segmentasi terhadap sebuah subnet jaringan antara jaringan yang memiliki keamanan yang rendah dan keamanan yang tinggi atau dapat juga untuk melindungi sebuah host, jika memang diperlukan.
• Kinerja yang tinggi. Hal ini disebabkan oleh firewall yang berjalan dalam lapisan data-link lebih sederhana dibandingkan dengan firewall yang berjalan dalam lapisan yang lebih tinggi. Karena bekerja lebih sederhana, maka kebutuhan pemrosesan pun lebih kecil dibandingkan dengan firewall yang berjalan pada lapisan yang tinggi, dan akhirnya performa yang ditunjukannya pun lebih tinggi.
• Tidak terlihat oleh pengguna (stealth). Hal ini memang dikarenakan Transparent Firewall bekerja pada lapisan data-link, dan tidak membutuhkan alamat IP yang ditetapkan untuknya (kecuali untuk melakukan manajemen terhadapnya, jika memang jenisnya managed firewall). Karena itulah, transparent firewall tidak dapat terlihat oleh para penyerang. Karena tidak dapat diraih oleh penyerang (tidak memiliki alamat IP), penyerang pun tidak dapat menyerangnya.