II.1 Pengertian

Firewall merupakan alat untuk mengimplementasikan kebijakan security (security policy). Sedangkan kebijakan security, dibuat berdasarkan perimbangan antara fasilitas yang disediakan dengan implikasi security-nya. Semakin ketat kebijakan security, semakin kompleks konfigurasi layanan informasi atau semakin sedikit fasilitas yang tersedia di jaringan. Sebaliknya, dengan semakin banyak fasilitas yang tersedia atau sedemikian sederhananya konfigurasi yang diterapkan, maka semakin mudah orang orang 'usil' dari luar masuk kedalam sistem (akibat langsung dari lemahnya kebijakan security).
Dalam terminologi internet, istilah “firewall” didefinisikan sebagai sebuah titik diantara dua/lebih jaringan dimana semua lalu lintas (trafik) harus melaluinya (chooke point); trafik dapat dikendalikan oleh dan diautentifikasi melalui sautu perangkat, dan seluruh trafik selalu dalam kondisi tercatat (logged). Dengan kata lain, “firewall adalah penghalang (barrier) antara ‘kita’ dan ‘mereka’ dengan nilai yang diatur (arbitrary) pada ‘mereka’ (Cheeswick, W & Bellovin, S., 1994).
Ilustrasi dari firewall

Gambar 2. Standard Firewall

Firewall memiliki beberapa karakteristik, diantaranya :
1. Seluruh hubungan/kegiatan dari dalam ke luar, harus melewati firewall. Hal ini dapat dilakukan dengan cara memblok/membatasi secara fisik semua akses terhadap jaringan lokal, kecuali melewati firewall.
2. Hanya Kegiatan yang terdaftar/dikenal yang dapat melewati/melakukan hubungan,
hal ini dapat dilakukan dengan mengatur policy pada konfigurasi keamanan lokal.
Banyak sekali jenis firewall yang dapat dipilih sekaligus berbagai jenis
policy yang ditawarkan.
3. Firewall itu sendiri haruslah kebal atau relatif kuat terhadap serangan/kelemahan. Hal ini berarti penggunaan sistem yang dapat dipercaya dan dengan operating system yang relatif aman.
Firewall bisa memblok koneksi dari jaringan atau IP tertentu. Selain itu mekanisme filter juga memudahkan kita dalam mensetting firewall sehingga lebih fleksible dalam pengaksesan. Secara visual, user akan diberikan notifikasi jika terjadi akses dari luar atau akses dari dalam ke luar. Kita bisa menentukan apakah kita mengijinkan akses ini. Jadi firewall ini melindungi jaringan dan sekaligus melindungi komputer di dalam jaringan tersebut. Akses yang dimaksud dalam hal ini adalah akses remote dari komputer lain.

II.2 Arsitektur Dasar Firewall
Arsitektur dasar firewall dibagi menjadi tiga jenis. Masing masing adalah:
• Arsitektur dengan dual-homed host (dual-homed gateway/DHG)
Sistem DHG menggunakan sebuah komputer dengan (paling sedikit) dua network-interface. Interface pertama dihubungkan dengan jaringan internal dan yang lainnya dengan Internet. Dual-homed host nya sendiri berfungsi sebagai bastion host (front terdepan, bagian terpenting dalam firewall).

Gambar 6. Arsitektur DHG
• Screened-host (screened-host gateway/ SHG)
Pada topologi SHG, fungsi firewall dilakukan oleh sebuah screening-router dan bastion host. Router ini dikonfigurasi sedemikian sehingga akan menolak semua trafik kecuali yang ditujukan ke bastion host, sedangkan pada trafik internal tidak dilakukan pembatasan. Dengan cara ini setiap client servis pada jaringan internal dapat menggunakan fasilitas komunikasi standard dengan Internet tanpa harus melalui proxy.

• Screened-subnet (screened-subnet gateway/SSG)
Firewall dengan arsitektur screened-subnet menggunakan dua screening-router dan jaringan tengah (perimeter network) antara kedua router tersebut, dimana ditempatkan bastion host. Kelebihan susunan ini akan terlihat pada waktu optimasi penempatan server.

II.3 Fungsi Dasar Firewall
Ketika traffic sampai di firewall, firewall akan memutuskan traffic mana yang diijinkan dan mana yang tidak, berdasarkan pada aturan yang telah didefinisikan sebelumnya. Adapun fungsi dasar dari suatu firewall adalah :
• Mengatur dan mengontrol traffic jaringan
• Melakukan autentifikasi terhadap akses
• Melindungi sumber daya dalam jaringan privat
• Mencatat semua kejadian dan melaporkan kepada administrator

Selain itu, ada pula fungsi lain dari firewall yaitu :
1. Packet Filtering
Seluruh header dari paket data yang melewati firewall akan diperiksa, kemudian firewall akan membuat keputusan apakah paket tersebut diizinkan masuk atau harus diblok.
2. Network Address Translation (NAT)
Dunia luar hanya akan melihat satu alamat IP dibalik firewall, sedangkan komputer-komputer di jaringan internal dapat menggunakan alamat IP apapun yang diperbolehkan di jaringan internal, alamat sumber dan tujuan dari paket yang melalui jaringan secara otomatis diubah (diarahkan) ke komputer tujuan (client misalnya) yang ada di jaringan internal oleh firewall.
3. Application Proxy
Firewall mampu memeriksa lebih dari sekedar header suatu paket data, kemampuan ini menuntut firewall untuk mampu mendeteksi protocol aplikasi tertentu yang spesifik.
4. Pemantauan dan pencatatan traffic
Pemantauan dan pencatatan traffic bisa membantu kita untuk memperkirakan kemungkinan penjebolan keamanan atau memberikan umpan balik yang berguna tentang kinerja firewall.

II.4 Cara Kerja
Firewall mengamankan komputer atau jaringan komputer internal kita dengan berbagai cara, secara umum diantaranya:
• Menutup traffic yang datang (incoming network traffic) berdasarkan sumber atau tujuan dari traffic tersebut: Memblok incoming network traffic yang tidak diinginkan adalah fitur yang paling umum yang disediakan oleh firewall.
• Menutup traffic yang keluar (outgoing network traffic) berdasarkan sumber atau tujuan dari traffic tersebut: Firewall juga bisa menyaring traffic yang yang berasal dari jaringan internal ke internet, misalnya ketika kita ingin mencegah user mengakses situs-situs porno.
• Menutup traffic berdasarkan kontennya: Firewall yang lebih canggih dapat memonitor traffic dari konten-kontent yang tidak diinginkan, misalnya firewall yang didalamnya terintegrasi antivirus ia dapat mencegah file yang terinveksi oleh virus masuk ke komputer atau jaringan komputer internal yang kita miliki.
• Melaporkan traffic di jaringan dan kegiatan firewall: Ketika memonitor traffic jaringan dari dan ke internet, yang juga penting adalah mengetahui apa yang dikerjakan oleh firewall, siapa yang mencoba membobol jaringan internal dan siapa yang mencoba mengakses informasi yang tidak layak dari internet.

II.5 Teknik Kendali Firewall
Teknik yang digunakan oleh sebuah firewall dalam mengamankan jaringan di komputer adalah :
1. Service control (kendali terhadap layanan)
Service control adalah teknik kendali firewall berdasarkan pada tipe-tipe layanan yang digunakan di internet dan boleh diakses baik untuk ke dalam ataupun keluar firewall. Biasanya firewall akan memeriksa alamat IP dari komputer sumber, port sumber pada komputer sumber, alamat IP dari komputer tujuan, port tujuan data pada komputer tujuan, protocol IP dan bahkan bisa dilengkapi dengan software untuk proxy yang akan menerima dan menterjemahkan setiap permintaan akan suatu layanan sebelum mengijinkannya. Bahkan bisa jadi software pada server itu sendiri , seperti layanan untuk web ataupun untuk mail.
2. Direction Control (kendali terhadap arah)
Direction Control adalah teknik kendali firewall berdasarkan arah dari berbagai permintaan (request) terhadap layanan yang akan dikenali dan diijinkan melewati firewall.
3. User control (kendali terhadap pengguna)
User control adalah teknik kendali firwall berdasarkan pengguna/user yang dapat menjalankan suatu layanan, artinya ada user yang dapat dan ada yang tidak dapat menjalankan suatu layanan. Biasanya digunakan untuk membatasi user dari jaringan lokal untuk mengakses keluar, tetapi bisa juga diterapkan untuk membatasi terhadap pengguna dari luar.
4. Behaviour Control (kendali terhadap perlakuan)
Behaviour Control adalah teknik kendali firewall berdasarkan seberapa banyak layanan itu telah digunakan. Misal, firewall dapat memfilter email untuk menanggulangi atau mencegah spam.

II.6 Tipe – Tipe Firewall
1. Packet Filtering Router
Packet Filtering Router diaplikasikan dengan cara mengatur semua paket IP baik yang menuju, melewati atau akan dituju oleh packet tersebut. Pada tipe ini paket tersebut akan diatur apakah akan di terima dan diteruskan atau di tolak. Penyaringan packet ini di konfigurasikan untuk menyaring packet yang akan ditransfer secara dua arah (baik dari dan ke jaringan lokal). Aturan penyaringan didasarkan pada header IP dan transport header, termasuk juga alamat awal(IP) dan alamat tujuan (IP), protokol transport yang digunakan(UDP,TCP), serta nomor port yang digunakan.
• Kelebihan dari tipe ini adalah mudah untuk diimplementasikan, transparan untuk pemakai, relatif lebih cepat dan lebih aman.
• Kelemahannya adalah cukup rumit untuk menyetting paket yang akan difilter secara tepat, serta lemah dalam hal authentikasi.
Adapun serangan yang dapat terjadi pada firewall dengan tipe ini adalah:
• IP address spoofing
Intruder (penyusup) dari luar dapat melakukan ini dengan cara menyertakan atau menggunakan ip address jaringan lokal yang telah diizinkan untuk melalui firewall.
• Source routing attacks
Tipe ini tidak menganalisa informasi routing sumber IP, sehingga memungkinkan untuk mem-bypass firewall.
• Tiny Fragment attacks
Intruder membagi IP ke dalam bagian-bagian (fragment) yang lebih kecil dan memaksa terbaginya informasi mengenai TCP header. Serangan jenis ini di design untuk menipu aturan penyaringan yang bergantung kepada informasi dari TCP header. Penyerang berharap hanya bagian (fragment) pertama saja yang akan di periksa dan sisanya akan bisa lewat dengan bebas. Hal ini dapat di tanggulangi dengan cara menolak semua packet dengan protokol TCP dan memiliki Offset = 1 pada IP fragment (bagian IP).

Gambar 3. Paket Filtering Firewall

2. Application-Level Gateway
Application-level Gateway yang biasa juga dikenal sebagai proxy server yang berfungsi untuk memperkuat/menyalurkan arus aplikasi. Tipe ini akan mengatur semua hubungan yang menggunakan layer aplikasi ,baik itu FTP, HTTP, GOPHER dll.
Cara kerjanya adalah apabila ada pengguna yang menggunakan salah satu aplikasi misal nya FTP untuk mengakses secara remote, maka gateway akan meminta user memasukkan alamat remote host yang akan di akses. Saat pengguna mengirimkan user ID serta informasi lainnya yang sesuai maka gateway akan melakukan hubungan terhadap aplikasi tersebut yang terdapat pada remote host, dan menyalurkan data diantara kedua titik. apabila data tersebut tidak sesuai maka firewall tidak akan meneruskan data tersebut atau menolaknya. Lebih jauh lagi, pada tipe ini firewall dapat dikonfigurasikan untuk hanya mendukung beberapa aplikasi saja dan menolak aplikasi lainnya untuk melewati firewall.
• Kelebihannya adalah relatif lebih aman daripada tipe packet filtering router lebih mudah untuk memeriksa (audit) dan mendata (log) semua aliran data yang masuk pada level aplikasi.
• Kekurangannya adalah pemrosesan tambahan yang berlebih pada setiap hubungan. yang akan mengakibatkan terdapat dua buah sambungan koneksi antara pemakai dan gateway, dimana gateway akan memeriksa dan meneruskan semua arus dari dua arah.

Gambar 4. Application-Level Gateway

3. Circuit-level Gateway
Tipe ketiga ini dapat merupakan sistem yang berdiri sendiri , atau juga dapat merupakan fungsi khusus yang terbentuk dari tipe application-level gateway. Tipe ini tidak mengijinkan koneksi TCP end-to-end (langsung).
Cara kerjanya : Gateway akan mengatur kedua hubungan TCP tersebut, 1 antara dirinya (kita) dengan TCP pada pengguna lokal (inner host) serta 1 lagi antara dirinya (kita) dengan TCP pengguna luar (outside host). Saat dua buah hubungan terlaksana, gateway akan menyalurkan TCP segment dari satu hubungan ke lainnya tanpa memeriksa isinya. Fungsi pengamanannya terletak pada penentuan hubungan mana yang di ijinkan. Penggunaan tipe ini biasanya dikarenakan administrator percaya dengan pengguna internal (internal users).

Gambar 5. Circuit-Level Gateway

II.7 Konfigurasi Firewall
1. Screened Host Firewall system (single-homed bastion)
Pada konfigurasi ini, fungsi firewall akan dilakukan oleh packet filtering router dan Bastion Host. Router ini dikonfigurasikan sedemikian sehingga untuk semua arus data dari Internet, hanya paket IP yang menuju bastion host yang di ijinkan. Sedangkan untuk arus data (traffic) dari jaringan internal, hanya paket IP dari bastion host yang di ijinkan untuk keluar. Konfigurasi ini mendukung fleksibilitasdalam Akses internet secara langsung, sebagai contoh apabila terdapat web server pada jaringan ini maka dapat di konfigurasikan agar web server dapat diakses langsung dari internet.
Bastion Host melakukan fungsi Authentikasi dan fungsi sebagai proxy. Konfigurasi ini memberikan tingkat keamanan yang lebih baik daripada packet-filtering router atau application-level gateway secara terpisah.

2. Screened Host Firewall system (Dual-homed bastion)
Pada konfigurasi ini, secara fisik akan terdapat patahan/celah dalam jaringan. Kelebihannya adalah dengan adanya dua jalur yang meisahkan secara fisik maka akan lebih meningkatkan keamanan dibanding konfigurasi pertama, adapun untuk server-server yang memerlukan direct akses (akses langsung) maka dapat di letakkan ditempat/segmenrt yang langsung berhubungan dengan internet. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menggunakan 2 buah NIC ( network interface Card) pada bastion Host.

3. Screened Subnet Firewall
Ini merupakan konfigurasi yang paling tinggi tingkat keamanannya. kenapa? karena pada konfigurasi ini di gunakan 2 buah packet filtering router, 1 diantara internet dan bastion host, sedangkan 1 lagi diantara bastian host dan jaringan local konfigurasi ini membentuk subnet yang terisolasi.
Adapun kelebihannya adalah :
- Terdapat 3 lapisan/tingkat pertahanan terhadap penyususp/intruder .
- Router luar hanya melayani hubungan antara internet dan bastion host sehingga jaringan local menjadi tak terlihat (invisible )
- Jaringan lokal tidak dapat mengkonstuksi routing langsung ke internet, atau dengan kata lain, internet menjadi Invisible (bukan berarti tidak bisa melakukan koneksi internet).

II.8 Langkah-Langkah Membangun firewall
1. Mengidenftifikasi bentuk jaringan yang dimiliki. Mengetahui bentuk jaringan yang dimiliki khususnya topologi yang di gunakan serta protocol jaringan, akan memudahkan dalam mendesain sebuah firewall
2. Menentukan Policy atau kebijakan
Penentuan Kebijakan atau Policy merupakan hal yang harus di lakukan, baik atau buruknya sebuah firewall yang di bangun sangat di tentukan oleh policy/kebijakan yang di terapkan. Diantaranya:
• Menentukan apa saja yang perlu di layani. Artinya, apa saja yang akan dikenai policy atau kebijakan yang akan kita buat
• Menentukan individu atau kelompok-kelompok yang akan dikenakan policy atau kebijakan tersebut
• Menentukan layanan-layanan yang di butuhkan oleh tiap tiap individu atau kelompok yang menggunakan jaringan
• Berdasarkan setiap layanan yang di gunakan oleh individu atau kelompok tersebut akan ditentukan bagaimana konfigurasi terbaik yang akan membuatnya semakin aman
• Menerapkankan semua policy atau kebijakan tersebut
3. Menyiapkan software atau hardware yang akan digunakan, baik itu operating system yang mendukung atau software-software khusus pendukung firewall seperti ipchains, atau iptables pada linux, dsb. Serta konfigurasi hardware yang akan mendukung firewall tersebut.
4. Melakukan test konfigurasi
Pengujian terhadap firewall yang telah selesai dibangun haruslah dilakukan, terutama untuk mengetahui hasil yang akan kita dapatkan, caranya dapat menggunakan tool - tool yang biasa dilakukan untuk mengaudit seperti nmap.
Bastion Host adalah sistem/bagian yang dianggap tempat terkuat dalam sistem keamanan jaringan oleh administrator atau dapat disebut bagian terdepan yang dianggap paling kuat dalam menahan serangan, sehingga menjadi bagian terpenting dalam pengamanan jaringan, biasanya merupakan komponen firewall atau bagian terluar sistem publik. Umumnya Bastion Host akan menggunakan sistem operasi yang dapat menangani semua kebutuhan (misal , Unix, linux, NT).