Mann sitzt mit Kaffeetasse in der Hand vor seinem Notebook. Um seinen Arbeitsplatz herum eine Sphäre mit einem Schutzschild-Symbol
Security

Was ist eine Firewall? Definition, Erklärung & Funktionsweise

Zahllose Hackingattacken aus dem Internet testen auch Ihr Firmennetz regelmäßig auf Schwachstellen. Sind Ihre Daten noch sicher? Die kleinste Sicherheitslücke – schon dringt möglicherweise Schadsoftware unerkannt in Ihre Systeme ein. Eine Firewall bietet guten Schutz vor den unablässig stattfindenden Angriffen. Wie eine Firewall funktioniert und wie Sie Ihr Firmennetz damit optimal gegen Angriffe aus dem Internet schützen, erfahren Sie hier.

Im Hausbau ist sie vielerorten schon seit Jahrhunderten Pflicht: die Brandschutzmauer, die Ihr Eigenheim oder Unternehmensgebäude vor einem Feuer schützt, das vom Nachbargrundstück auf Ihres übergreifen könnte. Computer hingegen dürfen bisher prinzipiell auch ohne virtuelle Brandschutzmauer (englisch „Firewall“) im Internet unterwegs sein. Empfehlenswert ist das aber nicht.

So wird laut einer Studie von Cybersecurity Ventures weltweit etwa alle zehn Sekunden ein Unternehmen Opfer von Ransomware-Attacken auf die wertvollen1 Viele dieser Angriffe laufen inzwischen automatisch und Software-basiert ab. Weil Cyberkriminelle außerdem immer öfter auf künstliche Intelligenz setzen, dürften Anzahl und Qualität der Attacken auch in den nächsten Jahren weiter zunehmen.

Inhaltsverzeichnis

Firewall – Definition & Erklärung

Eine Firewall ist eine Sicherheitseinrichtung, die einzelne Computer oder ganze Netzwerke vor Schadsoftware und Cyberangriffen aus dem Internet schützt. Hierfür überwacht sie den ein- und ausgehenden Datenverkehr und filtert unerwünschte bzw. potenziell schädliche Datenpakete heraus. 
Eine Firewall, die nur einen einzelnen Arbeitsplatz absichert, bezeichnet man auch als Personal Firewall – im Unterschied zur sogenannten externen oder Netzwerk-Firewall, die den Internetverkehr mehrerer vernetzter Geräte überwacht. 
Eine Firewall für einen einzelnen Computer oder ein kleines Büronetz kann als reine Softwarelösung realisiert werden. Betriebssysteme wie Windows enthalten bereits standardmäßig eine eigene Software-Firewall. Unter Windows 10 und 11 ist dies die Windows Defender Firewall. Sie ist Bestandteil der Sicherheitssuite Windows Defender. Auch auf vielen Internetroutern für Privatpersonen und kleinere Gewerbetreibende ist eine Firewall meist schon vorinstalliert.
Stadtansicht mit Symbolen für Verkehrsmittel

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Größere Firmennetze setzen in der Regel Hardware-Firewalls ein. Das sind Server-Computer, auf denen exklusiv nur die jeweilige Firewall-Software installiert ist – oft in Verbindung mit einem sogenannten Proxyserver. Wie dieser funktioniert, erläutern wir weiter unten. In sehr großen Firmennetzen gibt es oft mehrere interne Firewalls, die die einzelnen Abteilungen oder Standorte untereinander sowie zusätzlich gegenüber dem Internet absichern. Dies ist sinnvoll, um  
  • besonders sensible Bereiche gesondert zu schützen,  
  • Firewalls passend für unterschiedliche Netzwerkarchitekturen einzurichten 
  • und zu verhindern, dass ein einzelnes Schadprogramm ein gesamtes Unternehmen mit vielleicht vielen tausend Mitarbeiter:innen komplett zum Stillstand bringt. 
Unkenntlicher Computerhacker tippt auf einem Smartphone

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Die Aufgaben einer Firewall

Eine Firewall überwacht den Verkehr zwischen Ihrem internen Netzwerk und dem Internet. Zu ihren Aufgaben gehört je nach Voreinstellung das Sperren von unerwünschten Webservices oder Webseiten, beispielsweise: 
  • Social-Media-Plattformen  
  • Videoplattformen 
  • Streamingdienste  
  • potenziell unsichere Messengerservices und Internetforen 
  • verdächtige Software-Downloadserver oder generell das Herunterladen von Software aus dem Internet 
Umgekehrt können Sie über Ihre Firewall auch eigene Downloadbereiche für den internen Gebrauch bereitstellen. Dort liegen für Ihre Mitarbeiter:innen beispielsweise die neuesten Windows-Updates, Druckertreiber oder Businessapplikationen bereit, die Sie zuvor sorgsam auf darin versteckte Malware überprüft haben. 
Die Internet-Firewall ist damit ein wichtiger Baustein im Cybersecurity-Konzept Ihres Unternehmens. Sie sollte aber nur eine Komponente von mehreren innerhalb einer umfassenden Sicherheitsarchitektur sein. Weitere Komponenten sind beispielsweise Virenschutzprogramme, Proxyserver und ein über Passwörter oder biometrische Scans geschütztes Rechtemanagement. 
Offenes Vorhängeschloss vor Zahlenmuster

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Wie funktioniert eine Firewall?

Eine Firewall liest Ihren ein- und ausgehenden Datenverkehr und prüft diesen nach voreingestellten Regeln. Um zu verstehen, wie sie arbeitet, ist ein Blick auf die Struktur von Datennetzen hilfreich.
Das Internet und viele Firmennetze arbeiten intern mit mehrschichtigen Übertragungsprotokollen. Jede Schicht eines solchen Protokolls erfüllt dabei bestimmte Aufgaben. Die unterste Datenschicht, die auch Ebene 1 genannt wird, stellt den eigentlichen Transport der Datenbits sicher. Sie besteht aus der technischen Infrastruktur. Dazu gehören beispielsweise Hubs, Router, Switches und Netzwerkkabel.
Grafische Darstellung der übereinander angeordneten sieben Schichten des ISO/OSI-Schichtenmodells mit Geräte- und Funktionssymbolen an den einzelnen Schichtentypen.
In der Netzwerktechnik hat sich das OSI-Schichtenmodell etabliert, um komplexe Vorgänge innerhalb des Netzes aufzugliedern.
In den für eine Firewall besonders wichtigen Schichten 3 und 4 wird die Weiterleitung von Datenpaketen zwischen Start- und Ziel-Zielcomputern organisiert. Jedes Datenpaket im Internet beginnt hierfür mit einem sogenannten Header, der eine Start- und eine Zieladresse enthält. Diese Internet-Adressen sind im sogenannten IP-Format (Internet Protocoll) formuliert. Daher werden sie auch als IP-Adressen bezeichnet.
Durch das Verändern von Start- und Zieladressen in Datenpaketen können Hacker:innen beispielsweise vertrauliche Daten gezielt umleiten, etwa für eine Man-in-the-Middle-Attacke.
Außerdem gibt es im Internet zahlreiche IP-Adressen, die zu kriminellen Hackingseiten führen. Eine Firewall prüft und überwacht daher, mit welchen IP-Adressen Ihr Computer oder Ihr Netzwerk eine Verbindung aufbaut.
Auf der Ebene 4 werden in einem IP-Netz auch die sogenannten Ports eingerichtet. Jede Datenverbindung ist in mehrere solcher Ports aufgeteilt – man könnten sie mit den Fahrspuren einer (Daten-)Autobahn vergleichen. Jeder Port ist für andere Anwendungstypen reserviert.
Die Ports 80 und 443 sind beispielsweise für Internetseiten im http- oder https-Format vorgesehen. Ihr Internet-Browser benutzt diese Ports also. Port 993 hingegen wird von vielen Mail-Servern für die verschlüsselte Übertragung von E-Mails genutzt.
Auch bei diesen Ports können Cyberkriminelle ansetzen. Sie schalten beispielsweise per Schadsoftware heimlich weitere Ports auf befallenen Computern frei. Anschließend nutzen sie diese Ports, um unbemerkt Passwörter oder andere Benutzerdaten von diesen Computern in das Darknet zu versenden. Auch hier setzt eine Firewall an.

Kernfunktionen einer Firewall

Hauptaufgabe einer klassischen Firewall ist somit die Überwachung der Netzwerkebenen 3 und 4. Dabei prüft sie unter anderem die IP-Adressen aller ein- und ausgehenden Datenpakete. Pakete, die an bekanntermaßen gefährliche externe IP-Adressen gerichtet sind oder von diesen IP-Adressen hereinkommen, leitet sie nicht weiter. Zu diesem Zweck verfügt sie über eine interne Liste („Blacklist“) verbotener IP-Adressen oder Webseiten. Das Gegenteil dazu ist die „Whitelist“ – sie führt alle Adressen auf, die auf keinen Fall von der Firewall blockiert werden sollen, weil sie sicher vertrauenswürdig sind.
Je nach Konfiguration blockiert eine Firewall sogar komplette IP-Adressblöcke, zum Beispiel alle IP-Adressen eines bestimmten Landes, das für häufige Hackingattacken bekannt ist.
Ein weitere Basisfunktion der Firewall: Sie sperrt verdächtige Ports an Ihrem Computer und in Ihrem Netzwerk, damit diese nicht ohne vorherige Freigabe von Kriminellen genutzt werden können. Weiter unten lesen Sie, welche ausgefeilten Mechanismen moderne Firewalls beherrschen, um IP-Adressen und Ports besonders effizient zu schützen.
Arbeiter mit Helm schaut auf sein Smartphone

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Diese Arten gibt es

Die Palette an marktverfügbaren Firewalls ist groß. Die einzelnen Produkte unterscheiden sich vor allem nach
  • Einsatzgebiet: Überwachung eines einzelnen Computers oder eines kompletten Netzwerkes, beziehungsweise Teilnetzwerkes
  • Technische Ausführung: reine Software-Firewall versus (leistungsfähigerer) Hardware-Firewall auf eigenem Server
  • Funktionsweise: Angewendete Strategien zur Erkennung von Schadprogrammen oder Hackingattacken.
Während klassische Firewalls vor allem nicht benötigte Ports schließen und gefährliche IP-Adressen blockieren, gehen moderne Firewalls deutlich weiter. Dabei bilden sie häufig Mischformen aus mehreren Funktionsweisen, um so die Netzwerksicherheit durch Redundanz zu erhöhen. Die wichtigsten Firewall-Arten nach ihrer Funktionsweise sind:
  • Port-Firewall mit Paketfilter: klassischer Ansatz
  • Proxy-Firewall: Analyse von Paketinhalten
  • Stateful-Inspection-Firewall: kontextbezogene Datenanalyse
  • Next-Generation-Firewall: NGFW, mit erweiterten Funktionen
  • AI-Firewall: Schutz gegen Cyberkriminalität mittels künstlicher Intelligenz
  • Unified-Threat-Management-Firewall: UTM, häufig als Dienstleistung angeboten
  • Web-Application-Firewall: WAF, zum Schutz von Web-Angeboten
Was hinter diesen einzelnen Firewall-Arten steckt und wie diese jeweils funktionieren, erfahren Sie in unserem Grundlagen-Artikel über die Firewall-Arten.   
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Das Wichtigste zu Firewalls in Kürze

  • Firewalls schützen einzelne Computer oder komplette Netze vor Angriffen und Schadprogrammen aus dem Internet. 
  • Eine Firewall kann als Software auf einem einzelnen Endgerät im Hintergrund laufen oder als Hardware-Firewall auf einem dedizierten Server installiert werden. 
  • Eine Firewall überwacht bestimmte Ebenen des Datenverkehrs zwischen einem lokalen Netzwerk und dem Internet. Dabei blockiert sie mit ihren Basisfunktionen auch den Zugriff auf gesperrte IP-Adressen oder Webseiten. Darüber hinaus bieten moderne Firewalls viele weitere Funktionen. 
  • Auf dem Markt für IT-Security gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Firewalls, die verschiedenen Analyse-Philosophien folgen. Es benötigt Fachwissen, um die Firewall zu finden, die zu den eigenen Anforderungen passt. 
  • Die zunehmende Verbreitung von künstlicher Intelligenz hat auch Auswirkungen auf die Erkennungsstrategien von aktuellen Firewalls. 
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Auf einer Computertastatur liegt ein Handy, dessen Display eine Warnung anzeigt, dass sich jemand soeben unbefugten Zugriff zu gespeicherten Daten verschafft hat.

Trojaner vom Handy entfernen – Anleitung & Prävention

Moderne Smartphones sind zwar vergleichsweise sicher, was Gefahren aus dem Internet angeht, aber nicht vollständig immun gegen Malware. Diese wird zum Beispiel über E-Mail-Anhänge oder Downloads eingeschleust. Besonders tückisch: Trojaner, die sich als legitime Anwendungen tarnen. Einmal installiert, können sie vertrauliche Daten ausspähen oder schädliche Aktionen durchführen. Wie Sie Trojaner auf Ihrem Mobiltelefon erkennen und entfernen, erfahren Sie hier. Es wird immer schwieriger, Trojaner auf Anhieb zu erkennen. Oft wirken sie auf den ersten Blick wie seriöse Apps, die einen echten Mehrwert bieten. Auch Virenscanner entdecken nicht alle Angriffe auf Handys sofort – gerade, wenn es sich um neue Malware handelt. Android-Geräte sind stärker gefährdet als iPhones: Kriminelle haben es zunehmend auf Android-Smartphones abgesehen. Sie versuchen zum Beispiel mithilfe von Banking-Trojanern, Finanzdaten vom Handy zu stehlen. So oder so gilt: Je schneller Sie einen Trojaner auf dem Smartphone entdecken und entfernen, desto geringer ist das Risiko für Ihre Daten. Doch was, wenn sich die Malware bereits eingenistet hat? Unser Ratgeber klärt auf.

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