# 🛡️ pfSense 防火墙实验室 – DoS 攻击模拟与防御
一个实操性的网络安全家庭实验室，演示如何使用 **pfSense CE**、**Kali Linux**、**Ubuntu Desktop** 和 **Wireshark** 进行**网络隔离、防火墙管理、攻击模拟、流量分析以及基于防火墙的防御**。
## 📌 项目概述
本项目演示了** pfSense 防火墙**如何在隔离的虚拟网络中检测并防御 **ICMP 拒绝服务 攻击**。
该实验室完全在 **VirtualBox** 中构建，使用了三台虚拟机：
- **Kali Linux** – 外部攻击者
- **pfSense CE 2.7.2** – 边界防火墙和网关
- **Ubuntu Desktop 22.04** – 内部受害者主机
攻击是使用 **hping3** 生成的，并在 **Wireshark** 中进行了分析，最终通过在 pfSense 上创建 **WAN 防火墙规则** 成功防御。防火墙日志和网络流量分析被用于验证恶意流量是否已被成功拦截。
## 🎯 目标
- 使用 pfSense 构建隔离的虚拟网络。
- 配置 WAN 和 LAN 接口。
- 在 LAN 上配置 DHCP 服务。
- 使用 hping3 模拟 ICMP flood 攻击。
- 使用 Wireshark 捕获并分析攻击流量。
- 配置防火墙规则以拦截恶意流量。
- 使用 pfSense 防火墙日志验证防御效果。
- 演示基本的 Blue Team 网络防御概念。
## 🛠️ 使用的技术
| 类别 | 技术 |
|----------|--------------|
| 防火墙 | pfSense CE 2.7.2 |
| 操作系统 | Kali Linux, Ubuntu Desktop 22.04 |
| 虚拟化 | Oracle VirtualBox |
| 网络分析 | Wireshark |
| 攻击模拟 | hping3 |
| 网络 | TCP/IP, ICMP, DHCP, Static Routing |
| 安全 | 防火墙规则, 包过滤, 流量监控 |
## 💡 展示的技能
- 防火墙管理
- 网络隔离
- TCP/IP 网络
- ICMP 协议分析
- 数据包捕获与分析
- 防火墙规则管理
- 网络流量监控
- DoS 攻击模拟
- 安全事件验证
- 虚拟实验室部署
- DHCP 配置
- Blue Team 基础
## 🏗️ 实验室架构
该实验室由在 Oracle VirtualBox 中运行的三台虚拟机组成。Kali Linux 作为 WAN 网络上的外部攻击者，pfSense 充当边界防火墙和网关，而 Ubuntu Desktop 作为内部 LAN 上的受害者主机。防火墙控制着两个网段之间的流量，并通过防火墙规则缓解恶意流量。
## 🌐 网络拓扑
## 🖥️ 实验室环境
| 组件 | 配置 |
|-----------|---------------|
| Hypervisor | Oracle VirtualBox 7.x |
| 防火墙 | pfSense CE 2.7.2 |
| 攻击机 | Kali Linux |
| 受害机 | Ubuntu Desktop 22.04 |
| WAN 网络 | 桥接网卡 (家庭网络) |
| LAN 网络 | 内部网络 (192.168.1.0/24) |
| pfSense WAN IP | 10.182.109.184 |
| pfSense LAN IP | 192.168.1.1 |
| Kali Linux IP | 10.182.109.85 |
| Ubuntu Desktop IP | 192.168.1.100 |
| 攻击工具 | hping3 |
| 分析工具 | Wireshark |
## 🔀 攻击流程
```
Kali Linux
│
│ ICMP Flood (hping3)
▼
+------------------+
| pfSense |
| Firewall Gateway |
+------------------+
│
▼
Ubuntu Desktop
↓
Wireshark captures the traffic
↓
pfSense Firewall Rule blocks the attack
↓
Firewall Logs confirm blocked packets
↓
Traffic returns to normal
```
## ⚙️ 项目方法论
该实验室采用结构化的方法进行实施，以模拟真实的网络安全场景：外部攻击者试图对受防火墙保护的内部主机发起拒绝服务 攻击。
### 阶段 1 – 虚拟实验室部署
- 使用 Oracle VirtualBox 创建了三台虚拟机。
- 安装并配置了：
- pfSense CE 2.7.2
- Kali Linux（攻击者）
- Ubuntu Desktop 22.04（受害者）
- 配置了桥接的 WAN 网络和隔离的内部 LAN。
### 阶段 2 – 防火墙配置
- 在 pfSense 中分配了 WAN 和 LAN 接口。
- 将 LAN 接口 IP 地址配置为 **192.168.1.1/24**。
- 在 LAN 上启用了 DHCP 服务器。
- 配置了 DHCP 地址池 (**192.168.1.100 – 192.168.1.199**)。
- 创建了防火墙规则，允许从 WAN 通过 HTTPS 访问 pfSense WebGUI。
- 添加了临时防火墙规则，允许 Kali Linux 攻击者与 Ubuntu 主机之间进行通信以进行攻击模拟。
### 阶段 3 – 连接验证
- 验证了所有虚拟机的 IP 地址分配。
- 在 Kali Linux 上添加了静态路由，以通过 pfSense 访问内部 LAN。
- 通过从 Kali Linux 向 Ubuntu Desktop 发送 ICMP Echo 请求 来验证通信是否成功。
### 阶段 4 – 攻击模拟
- 在 Ubuntu Desktop 上使用 Wireshark 启动了数据包捕获。
- 使用 **hping3** 从 Kali Linux 发起了 ICMP Flood 攻击。
- 观察到达受害者主机的 ICMP 流量显著增加。
- 确认了在攻击期间持续的数据包传输。
### 阶段 5 – 检测与分析
- 使用 Wireshark 监控实时数据包捕获。
- 通过数据包分析和流量统计验证了 ICMP flood。
- 生成了流量图表以可视化攻击量。
### 阶段 6 – 防火墙防御
- 在 pfSense WAN 接口上创建了**拦截规则**。
- 配置该规则以拦截源自攻击者 IP 地址的流量。
- 启用了防火墙规则的日志记录。
- 将拦截规则放置在临时允许规则之上，以确保正确的规则处理顺序。
### 阶段 7 – 验证
- 确认应用防火墙规则后 ICMP flood 流量已停止。
- 通过 pfSense 防火墙日志验证了被拦截的数据包。
- 使用 Wireshark I/O 图表比较了防御前后的网络流量。
- 验证了防火墙成功缓解了模拟的 DoS 攻击。
## 📸 项目演示
以下截图突出了项目的主要阶段，从初始防火墙配置到攻击模拟、流量分析、缓解和验证。
### 1. pfSense 仪表盘
成功配置后，pfSense 仪表盘显示防火墙的整体状态、活动接口和系统信息。
### 2. 实验室网络配置
网络配置显示了攻击者 (Kali Linux)、pfSense 防火墙接口和受害者 (Ubuntu Desktop) 的 IP 寻址。
### 3. DHCP 服务器配置
LAN 接口上的 DHCP 配置，为内部网络中的主机提供自动 IP 地址分配。
### 4. 连接验证与流量捕获
在实施防火墙防御之前，验证 Kali Linux 和 Ubuntu Desktop 之间的连接，同时使用 Wireshark 捕获 ICMP 流量。
### 5. 防火墙拦截规则配置
在 WAN 接口上创建防火墙规则，以拦截由攻击者生成的恶意 ICMP 流量。
### 6. 最终防火墙规则
最终的 pfSense 防火墙规则集，显示拦截规则位于允许规则之上，以确保正确过滤恶意流量。
### 7. 防火墙日志
防火墙日志确认在攻击期间生成的 ICMP 数据包已被 pfSense 成功拦截。
### 8. Wireshark 流量图表
使用 Wireshark I/O 图表进行流量分析，展示了攻击期间 ICMP 流量的激增以及防火墙防御后的减少情况。
# 📊 结果与验证
该项目成功演示了基于网络的拒绝服务 攻击的完整生命周期，以及如何使用 pfSense 防火墙进行防御。
### 主要结果
- 使用 Oracle VirtualBox 成功部署了隔离的虚拟网络。
- 将 pfSense 配置为具有独立 WAN 和 LAN 接口的边界防火墙。
- 为内部网络启用了 DHCP 服务。
- 使用 **hping3** 从 Kali Linux 模拟了 ICMP Flood 攻击。
- 使用 **Wireshark** 捕获并分析了攻击流量。
- 实施了 WAN 防火墙规则以拦截恶意 ICMP 流量。
- 通过 **pfSense 防火墙日志** 验证了成功的防御。
- 使用 **Wireshark I/O 图表** 确认了流量的减少。
# 🎯 展示的技能
本项目展示了以下方面的实践经验：
- 防火墙管理
- 网络隔离
- TCP/IP 网络
- ICMP 协议分析
- DHCP 配置
- 防火墙规则管理
- 流量分析
- 数据包捕获
- 网络监控
- 安全验证
- 虚拟实验室部署
- Blue Team 基础
# 📚 关键学习点
在此项目中，我获得了以下方面的实践经验：
- 使用 pfSense 设计隔离的网络架构。
- 理解 WAN 和 LAN 网络隔离。
- 配置防火墙规则以允许和拦截网络流量。
- 在受控实验室环境中模拟 DoS 攻击。
- 使用 Wireshark 检查和分析网络数据包。
- 监控防火墙日志以验证安全控制措施。
- 理解防火墙规则顺序和日志记录的重要性。
- 应用 Blue Team 技术来检测和缓解网络攻击。
# 📂 仓库结构
```
pfsense-firewall-lab/
│
├── diagrams/
│ └── network-topology.png
│
├── screenshots/
│ ├── 01-pfsense-dashboard.png
│ ├── 02-lab-network-configuration.png
│ ├── 03-dhcp-server-configuration.png
│ ├── 04-connectivity-verification.png
│ ├── 05-block-rule-configuration.png
│ ├── 06-final-firewall-rules.png
│ ├── 07-firewall-logs-blocked.png
│ └── 08-wireshark-traffic-graph.png
│
├── docs/
├── LICENSE
└── README.md
```
# 📖 参考
- pfSense CE 文档
- Oracle VirtualBox 文档
- Wireshark 用户指南
- Kali Linux 文档
- Ubuntu Server 文档
- hping3 文档
# 📝 许可证
本项目基于 **MIT License** 授权。