O que é uma firewall?

Este artigo aprofunda as complexidades das firewalls, explorando suas mecânicas, tipos, benefícios, boas práticas e aplicações do mundo real. No final, terá uma noção abrangente da razão pela qual as firewalls continuam a ser a pedra angular das estratégias de segurança modernas, e iremos abordar soluções avançadas de fornecedores como a OVHcloud que podem elevar as suas defesas.

No seu núcleo, uma firewall é um sistema de segurança de rede concebido para impedir o acesso não autorizado a uma rede privada. Pense nisso como um vigilante porteiro estacionado na entrada da sua fortaleza digital. Examina cada elemento de dados que tenta entrar ou sair da rede, aplicando um conjunto de regras para determinar se permite, nega ou redireciona o tráfego.

As firewalls existem desde o final da década de 1980, evoluindo de simples filtros de pacotes de software para sistemas sofisticados capazes de inspeção aprofundada de pacotes e integração com inteligência artificial para deteção de ameaças.

Uma firewall pode ser baseada em hardware, software ou uma combinação dos dois. As firewalls de hardware são dispositivos físicos, muitas vezes integrados em routers ou dispositivos dedicados, que se situam entre a sua rede e a Internet. Por outro lado, as firewalls de software são executadas em computadores individuais ou servidores, fornecendo proteção ao nível do sistema anfitrião. Nos ambientes híbridos atuais, as firewalls baseadas na cloud estão a ganhar importância, oferecendo uma segurança escalável para infraestruturas virtualizadas sem a necessidade de hardware on-premises.

O principal objetivo de uma firewall é estabelecer um perímetro seguro em torno de recursos de cloud locais ou privados. Fá-lo através da aplicação de controlos de acesso, que podem ser tão básicos como o bloqueio de tráfego de endereços IP específicos ou tão avançados como a análise de dados da camada de aplicações para detetar sinais de malware.

Para as empresas, especialmente aquelas que lidam com dados sensíveis em sectores como finanças, saúde ou e-commerce, os firewalls não são apenas uma recomendação - são uma necessidade de cumprir regulamentações como o RGPD ou a HIPAA. Sem um firewall, as redes ficam expostas a uma série de ameaças, incluindo a tentativa dos hackers de explorar as vulnerabilidades, os ataques de negação de serviço que sobrecarregam os sistemas e a exfiltragem não autorizada de dados.

Basicamente, uma firewall constitui o primeiro tipo de defesa numa abordagem de segurança de várias camadas. Não eliminam todos os riscos, mas reduzem significativamente a superfície de ataque ao filtrar o tráfego malicioso antes que este possa causar danos. À medida que as ameaças cibernéticas se tornam mais sofisticadas, incorporando elementos como o ransomware e explorações do dia zero, o papel das firewalls continua a expandir-se, adaptando-se para proteger contra perigos conhecidos e emergentes.

Como funcionam as firewalls

As firewalls funcionam com base num princípio de inspeção e tomada de decisões, examinando o tráfego de rede em tempo real para aplicar as políticas de segurança.

A um alto nível, funcionam através da análise de pacotes - pequenas unidades de dados transmitidas através de redes - e da sua comparação com as regras estabelecidas. Se um pacote cumprir os critérios, é permitido prosseguir para o destino; caso contrário, é ignorado para envio para o destino ou registado para revisão posterior. Este processo de software pode ocorrer em várias camadas do modelo OSI, desde a camada de rede até à camada de aplicação, proporcionando diferentes níveis de granularidade na proteção.

A eficácia de uma firewall depende da respetiva configuração, que define o conjunto de regras. Estas regras podem incluir permitir tráfego HTTP na porta 80 para navegação na Web, bloqueando ligações de entrada não solicitadas noutras portas.

As firewalls avançadas vão além da filtragem básica, incorporando uma inspeção stateful que regista o estado das ligações ativas para garantir que apenas são permitidas respostas legítimas. Isto evita ataques comuns, tais como spoofing de IP, em que um atacante se disfarça como uma fonte de confiança.

Aplicação vs Camada de rede

Uma das principais diferenças na funcionalidade da firewall é entre as operações da camada de aplicação e da camada de rede. As firewalls de camada de rede, também conhecidas como firewalls de filtragem de pacotes, funcionam nos níveis mais baixos da pilha de software de rede, principalmente nas camadas 3 e 4 do modelo OSI.

Inspeciona cabeçalhos de pacotes para obter informações como endereços IP de origem e destino, números de portas e protocolos (por ex., TCP ou UDP). Este tipo é eficiente e rápido, o que o torna adequado para ambientes de elevado tráfego onde a velocidade é crucial. No entanto, não tem a profundidade necessária para compreender o conteúdo dos dados, pelo que poderá permitir cargas úteis maliciosas disfarçadas em pacotes legítimos.

Em contrapartida, os tipos de firewall da camada de aplicação funcionam na camada 7, examinando os dados que estão a ser transmitidos. Podem inspecionar o payload de pacotes, compreendendo protocolos como HTTP, FTP ou SMTP no contexto.

Por exemplo, uma firewall de camada aplicacional pode bloquear uma solicitação da web contendo código de injeção de SQL, mesmo que os cabeçalhos de pacote pareçam benignos. Esta inspeção aprofundada proporciona uma segurança superior contra ameaças sofisticadas, mas é efetuada à custa de uma maior sobrecarga de processamento, introduzindo potencialmente a latência em cenários de elevado volume.

A escolha entre estes tipos de trabalho depende do ambiente e do destino das informações. Para a defesa do perímetro em grandes empresas, é frequentemente utilizada uma combinação: camada de rede para filtragem alargada e camada de aplicação para proteção direcionada de aplicações críticas. Os modelos híbridos, como firewalls de última geração (NGFW), combinam ambas as abordagens, oferecendo uma cobertura abrangente.

Tráfego de rede e pacotes de dados

Para ficar a conhecer a forma como as firewalls da nova geração gerem o tráfego de rede, é importante compreender os pacotes de dados. Todas as informações enviadas para um destino através de uma rede são divididas em pacotes, cada um contendo um cabeçalho com metadados (como endereços e números de sequência) e um payload com os dados reais. As firewalls intercetam estes pacotes em pontos de bloqueio, tais como gateways ou pontos finais.

Quando o tráfego chega, a firewall executa várias verificações. Poderá verificar se o IP de origem se encontra numa lista branca ou negra, certificar-se de que o pacote não se encontra fragmentado de forma a evitar a deteção e confirmar se o estado da ligação está de acordo com o comportamento esperado. No caso do tráfego de saída, aplicam-se regras semelhantes para evitar fugas de dados, como tentativas de bloqueio para enviar ficheiros sensíveis para destinos não autorizados.

Em ambientes dinâmicos, por regra, as firewalls dão resposta a padrões de tráfego flutuantes. Durante as horas de ponta, dá prioridade ao tráfego legítimo da empresa, limitando ou bloqueando a atividade suspeita. Esta análise ao nível do pacote é vital para manter a integridade da rede, pois até um único pacote pirata poderia introduzir malware ou facilitar uma fuga.

NAT, VPN e Processamento de Protocolos

As firewalls de todos os tipos integram frequentemente funcionalidades adicionais, tais como NAT (Network Address Translation), VPN (Redes Privadas Virtuais) e processamento especializado de protocolos para melhorar a segurança e a funcionalidade. O NAT permite que vários dispositivos de uma rede privada compartilhem um único endereço IP público, mascarando os IPs internos do mundo externo. Isto não só preserva endereços IP, como também adiciona uma camada de ocultação, tornando mais difícil para os atacantes atingir hosts internos específicos.

O suporte VPN em firewalls permite o acesso remoto seguro ao encriptar o tráfego através de redes públicas. Uma firewall com capacidades VPN pode autenticar utilizadores, reforçar controlos de acesso e inspecionar túneis encriptados para verificar a existência de ameaças, garantindo que os trabalhadores remotos não se tornem um elo fraco na cadeia de segurança.

O tratamento de protocolos envolve a compreensão e a gestão de normas de comunicação específicas. Por exemplo, poderá ser configurada uma firewall para permitir chamadas VoIP de SIP durante a inspeção de anomalias que possam indicar um ataque denial-of-service. O tratamento avançado de protocolos pode até normalizar o tráfego, eliminando irregularidades que possam explorar vulnerabilidades nas aplicações.

Outras funcionalidades modernas de controlo e proteção incluem o IPS, que funciona como uma tecnologia de segurança de rede que inspeciona o tráfego de rede para detetar atividades maliciosas e ameaças conhecidas. A Inspeção Profunda de Pacotes (PPP) é um tipo de filtragem de pacotes de dados que examina a parte de dados, ou payload, de um pacote à medida que passa por um ponto de inspeção de endereços.

Por fim, um sistema de Prevenção de perda de dados (DLP) é um conjunto de ferramentas e processos concebidos para garantir que os dados sensíveis não são perdidos, utilizados indevidamente ou acedidos por utilizadores não autorizados. Em conjunto, estas funcionalidades tornam as firewalls ferramentas versáteis, não só para bloquear ameaças de software, mas também para facilitar a conectividade segura em redes complexas.

Apoia-se, evidentemente, em princípios postos em prática - incluindo o acesso à rede "Zero Trust" (ZTNA) - uma vez que estes princípios de destino de segurança podem tornar as firewalls mais ativas.

Tipos de firewalls

As firewalls apresentam-se em diversas formas, cada uma delas adaptada às necessidades e ambientes específicos. As firewalls de filtragem de pacotes, como mencionado, são as mais básicas, com foco em cabeçalhos sem análise profunda de conteúdos. Têm uma boa relação custo/eficácia para o utilizador, mas são limitadas por ameaças avançadas, com soluções Stateful e FWaaS a funcionarem muito melhor.

• Com Monitorização de Estado: A firewall de inspeção stateful baseia-se nesta regra mantendo uma tabela de estado de conexões ativas, permitindo-lhe tomar decisões contextuais. Por exemplo, uma regra com monitorização de estado só pode permitir pacotes a receber se estes responderem a um pedido a enviar, impedindo intrusões não solicitadas graças ao comportamento com monitorização de estado.
   
• Proxy: As firewalls proxy agem como intermediários, encaminhando pedidos em nome de clientes. Isto oculta o destino interno da rede e permite a colocação em cache e a filtragem de conteúdos, apesar de poder introduzir estrangulamentos no desempenho.
   
• NGFW: As firewalls da próxima geração (NGFW) representam a vanguarda, incorporando a prevenção de intrusões, a sensibilização da aplicação e o controlo da identidade dos utilizadores. Utilizam o Machine Learning para detetar anomalias e integrar-se em feeds de informações sobre ameaças para uma defesa proactiva.
   
• FWaaS: As firewalls baseadas na cloud, ou Firewall-as-a-Service (FWaaS), são ideais para controlar ambientes distribuídos, fornecendo proteção escalável sem investimentos em hardware. As firewalls baseadas no sistema anfitrião protegem dispositivos individuais, enquanto que as aplicações de gestão unificada de ameaças (UTM) combinam as funções de firewall com antivírus, VPN e muito mais num só pacote.

Além disso, também usufrui de uma firewall de aplicações web ou WAF específica para a proteção de protocolos de Web sites, com firewalls baseados em IA a tornarem-se cada vez mais comuns. A seleção do tipo certo envolve a avaliação de fatores como o tamanho da rede, o cenário de ameaças e o orçamento. Para as empresas, as NGFW ou as soluções cloud respondem ao melhor equilíbrio entre segurança e capacidade de gestão.

A implementação de uma firewall para cargas de trabalho Windows ou Linux oferece inúmeras vantagens aos utilizadores, começando por uma segurança melhorada para as ligações. Ao filtrar tráfego malicioso através de um livro de regras, uma firewall reduz o risco de falhas, furto de dados e comprometimento do sistema. Ajudam as organizações a cumprir as normas da indústria, evitando multas pesadas e danos à reputação.

As firewalls melhoram também o desempenho da rede, bloqueando o tráfego indesejado, libertando a largura de banda para uma utilização legítima. Nas redes segmentadas, aplicam políticas que previnem o movimento lateral dos atacantes, contendo incidentes em áreas isoladas.

Para as forças de trabalho remotas, uma firewall com integração VPN garante um acesso seguro, protegendo dados sensíveis em trânsito. Disponibilizam capacidades de registo e de criação de relatórios, ajudando na análise forense e em auditorias de conformidade.

Além disso, as firewalls modernas contribuem para a poupança de custos dos utilizadores ao evitarem que o tempo de inatividade do software seja atacado. Uma única fuga pode custar milhões, mas uma firewall robusta mitiga esses riscos, oferecendo um forte retorno do investimento para as suas ligações de rede.

Numa era de crescente regulamentação em matéria de cibersegurança, a utilização de uma firewall demonstra a devida diligência, tranquilizando as partes interessadas quanto ao facto de a segurança ser uma prioridade. No geral, capacitam as empresas a operarem com confiança num mundo digital repleto de ameaças.

A configuração eficaz da firewall requer uma abordagem estratégica. Comece com o princípio do menor privilégio: permitir apenas o tráfego necessário e negar tudo o resto por padrão. Rever e atualizar regularmente as regras para a adaptação às novas ameaças e necessidades das empresas.

Segmente a sua rede em zonas, aplicando regras mais rigorosas a áreas sensíveis como servidores com dados dos clientes ou servidores proxy. Ative o registo para todo o tráfego negado, de modo a monitorizar potenciais ataques e ajustar as políticas.

Integre a multi-fator authentication para acesso administrativo do utilizador para evitar alterações não autorizadas aos dados e às ligações. Realizar auditorias periódicas e testes de penetração para identificar as fragilidades.

Para as NGFW, tire partido de funcionalidades avançadas, como a inspeção aprofundada de pacotes, e integre-se em sistemas SIEM para alertas em tempo real. Dê formação à sua equipa na gestão da firewall para evitar configurações erradas, que constituem uma vulnerabilidade comum.

Por fim, mantenha a redundância com mecanismos de failover para garantir uma proteção contínua. A aplicação destas práticas maximiza a eficácia da firewall e minimiza os riscos.

Casos de uso comuns e cenários de implementação

As firewalls são implementadas em diversos cenários. Nos perímetros empresariais, protegem-se contra ameaças externas, muitas vezes como parte de uma zona desmilitarizada (DMZ) para serviços direcionados para o público.

• Para pequenas empresas, as firewalls de software, com um conjunto de regras em routers, proporcionam uma proteção acessível contra ataques comuns como o phishing ou as transferências de malware.
• Em ambientes cloud, uma firewall virtual protege as cargas de trabalho em configurações multicloud, evoluindo de forma dinâmica em função da procura.
• Os datacenters usam firewalls de alto rendimento para gerir grandes volumes de tráfego, integrando-se com repartidores de carga para um desempenho ideal.
• Os cenários de acesso remoto contam com firewalls com VPN para salvaguardar os utilizadores móveis, enquanto as implementações de segurança da IoT os utilizam para isolar dispositivos e impedir o recrutamento de botnets.
• Nos sectores com uma grande exigência ao nível da conformidade, uma firewall reforça as regras de soberania dos dados, garantindo a permanência do tráfego dentro dos limites geográficos.

Estes casos de uso destacam a adaptabilidade das firewalls, desde a segurança local à cloud e do edge computing - e do Linux ao Windows, conforme necessário.