Đồ án Tìm hiểu và so sánh các kỹ thuật mã hóa trong kết nối VPN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TPHCM

*****

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

ĐỀ TÀI

Tìm hiểu và so sánh các kỹ thuật mã hóa

trong kết nối VPN

Ngành : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Chuyên ngành : MẠNG MÁY TÍNH

Giảng viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện :

Họ và tên

THẦY NGUYỄN QUANG ANH

MSSV

Lớp

Nguyễn Đăng Quang 1311061016

Lý Tiến Tân 1311061094

13DTHM02

TP.HCM - Tháng 11, năm 2016

1

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VPN........................................................................ 5

1.1 Tìm hiểu về Mạng riêng ảo (VPN) ............................................................ 5

1.1.1 Định nghĩa................................................................................................... 5

1.1.2 Chức năng của VPN ................................................................................. 6

1.1.3 Lợi ích của VPN......................................................................................... 7

1.1.4. Các yêu cầu cơ bản đối với một giải pháp VPN .......................... 8

1.1.5 Đường hầm và mã hóa........................................................................... 9

1.2 Mô hình VPN thông dụng ...........................................................................10

1.2.1 Các VPN truy cập (Remote Access VPNs)....................................10

1.2.2 Các VPN nội bộ (Intranet VPNs):.....................................................12

1.2.3 Các VPN mở rộng (Extranet VPNs):...............................................14

CHƯƠNG II. BẢO MẬT THÔNG TIN...................................................................17

2.1 Tìm hiểu về bảo mật.....................................................................................17

2.2 Các hình thức tấn công................................................................................18

2.3 Các hình thức tấn công trong mạng riêng ảo (VPN).......................20

2.3 Một số giải pháp bảo mật...........................................................................22

2.3.1 Về hệ thống thiết kế ..............................................................................22

2.3.2 Về hệ thống phát hiện tấn công........................................................22

2.4 Công nghệ bảo mật trong VPN.................................................................23

CHƯƠNG III : CÁC THUẬT TOÁN MÃ HÓA TRONG VPN..........................24

3.1 Các thuật toán & công nghệ mã hóa ......................................................24

3.1.1 RSA...............................................................................................................24

3.1.2 AES ...............................................................................................................25

3.1.3 SHA...............................................................................................................26

3.1.4 Hạ tầng PKI...............................................................................................27

3.1.5 Tường lửa..................................................................................................28

3.1.6 Giấy chứng nhận điện tử (digital certificate):............................28

2

CHƯƠNG IV : CÁC GIAO THỨC MÃ HÓA TRONG VPN ..............................30

4.1.PPTP....................................................................................................................30

4.1.1 Giới thiệu về PPTP.................................................................................30

4.1.2 Nguyên tắc hoạt động của PPTP......................................................30

4.1.3 Nguyên tắc kết nối của PPTP ............................................................32

4.1.4 Nguyên lý đóng gói dữ liệu đường hầm PPTP...........................32

4.1.5 Nguyên tắc thực hiện............................................................................34

4.1.6 Triển khai VPN dự trên PPTP...........................................................34

4.1.7 Ưu điểm của PPTP.................................................................................36

4.2. L2TP ...................................................................................................................37

4.2.1. Giới thiệu về L2TP ................................................................................37

4.2.2 Dữ liệu đường hầm L2TP ...................................................................38

4.2.3 Chế độ đường hầm L2TP ....................................................................40

4.2.4 Những thuận lợi và bất lợi của L2TP.............................................44

4.3 IPSec....................................................................................................................44

4.3.1 Giới thiệu về IPSec.................................................................................44

4.3.2 Liên kết an toàn ......................................................................................50

4.3.3. Quá trình hoạt động của IPSec ........................................................52

4.3.4. Những hạn chế của IPSec...................................................................54

4.4 SSTP.....................................................................................................................55

4.4.1. Giới thiệu về SSTP.................................................................................55

4.4.2 Lý do sử dụng SSTP trong VPN ........................................................56

4.4.3 Cách hoạt động của SSTP....................................................................57

4.5 IKEv2...................................................................................................................57

4.6 SSL/TLS .............................................................................................................58

4.6.1 Giao thức SSL ...........................................................................................58

4.6.2 Giao thức TLS...........................................................................................59

4.7. So sánh các giao thức mã hóa trong VPN ...........................................59

CHƯƠNG V : TÌM HIỂU GIAO THỨC OPENVPN ...........................................60

5.1 Lịch sử của OpenVPN...................................................................................60

5.2 OpenVPN là gì? ...............................................................................................61

3

5.3 Ưu điểm của OpenVPN................................................................................62

5.4 Các mô hình bảo mật OpenVPN...............................................................64

5.5 Các kênh dữ liệu OpenVPN........................................................................64

5.6 Ping và giao thức OCC..................................................................................65

5.7 Kênh điều khiển .............................................................................................65

CHƯƠNG VI : TRIỂN KHAI DỊCH VỤ OPENVPN...........................................67

6.1. Trên Windows ...............................................................................................67

6.2. Trên Linux .......................................................................................................71

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................74

4

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VPN

1.1 Tìm hiểu về Mạng riêng ảo (VPN)

1.1.1 Định nghĩa

Mạng riêng ảo hay còn được biết đến với từ viết tắt VPN, đây

không phải là một khái niệm mới trong công nghệ mạng. VPN có thể

được định nghĩa như là một dịch vụ mạng ảo được triển khai trên

cơ sở hạ tầng của hệ thống mạng công cộng với mục đích tiết kiệm

chi phí cho các kết nối điểm-điểm. Một cuộc điện thoại giữa hai cá

nhân là ví dụ đơn giản nhất mô tả một kết nối riêng ảo trên mạng điện

thoại công cộng. Hai đặc điểm quan trọng của công nghệ VPN là “riêng”

và “ảo”tương ứng với hai thuật ngữ tiếng anh (Virtual and Private).

VPN có thể xuất hiện tại bất cứ lớp nào trong mô hình OSI, VPN là sự

cải tiến cơ sở hạ tầng mạng WAN, làm thay đổi và làm tăng thêm tích

chất của mạng cục bộ cho mạng WAN.

Hình 1.1.1.1 : Sơ đồ kết nối từ cơ sở U với cơ sở A của trườn HUTECH thông qua

công nghệ VPN

5

Về căn bản, mỗi VPN(virtual private network) là một mạng riêng

rẽ sử dụng một mạng chung (thường là Internet) để kết nối cùng với

các site (các mạng riêng lẻ) hay nhiều người sử dụng từ xa. Thay cho

việc sử dụng bởi một kết nối thực, chuyên dụng như đường Leased

Line, mỗi VPN sử dụng các kết nối ảo được dẫn qua đường Internet từ

mạng riêng của công ty tới các site của các nhân viên từ xa.

Hình 1.1.1.2 Mô hình mạng VPN

Những thiết bị ở đầu mạng hỗ trợ cho mạng riêng ảo là switch,

router và firewall. Những thiết bị này có thể được quản trị bởi công ty

hoặc các nhà cung cấp dịch vụ như ISP.

VPN được gọi là mạng ảo vì đây là một cách thiết lập một mạng

riêng qua một mạng công cộng sử dụng các kết nối tạm thời. Những kết

nối bảo mật được thiết lập giữa 2 host , giữa host và mạng hoặc giữa

hai mạng với nhau

Một VPN có thể được xây dựng bằng cách sử dụng “Đường hầm”

và “Mã hoá”. VPN có thể xuất hiện ở bất cứ lớp nào trong mô hình OSI.

VPN là sự cải tiến cơ sở hạ tầng mạng WAN mà làm thay đổi hay làm

tăng thêm tính chất của các mạng cục bộ.

1.1.2 Chức năng của VPN

VPN cung cấp ba chức năng chính:

Ø

Sự tin cậy (Confidentiality): Người gửi có thể mã hoá các gói

dữ liệu trước khi truyền chúng ngang qua mạng. Bằng cách làm như

vậy, không một ai có thể truy cập thông tin mà không được cho phép.

Và nếu có lấy được thì cũng không đọc được.

6

Ø

Tính toàn vẹn dữ liệu ( Data Integrity): người nhận có thể kiểm

tra rằng dữ liệu đã được truyền qua mạng Internet mà không có sự

thay đổi nào.

Ø

Xác thực nguồn gốc (Origin Authentication): Người nhận có

thể xác thực nguồn gốc của gói dữ liệu, đảm bảo và công nhận nguồn

thông tin.

1.1.3 Lợi ích của VPN

ü VPN làm giảm chi phí thường xuyên

VPN cho phép tiết kiệm chi phí thuê đường truyền và giảm chi

phí phát sinh cho nhân viên ở xa nhờ vào việc họ truy cập vào hệ thống

mạng nội bộ thông qua các điểm cung cấp dịch vụ ở địa phương POP

(Point of Presence),hạn chế thuê đường truy cập của nhà cung cấp dẫn

đến giá thành cho việc kết nối Lan - to - Lan giảm đi đáng kể so với việc

thuê đường Leased-Line.

ü Giảm chi phí quản lý và hỗ trợ

Với việc sử dụng dịch vụ của nhà cung cấp, chúng ta chỉ phải

quản lý các kết nối đầu cuối tại các chi nhánh mạng không phải quản lý

các thiết bị chuyển mạch trên mạng. Đồng thời tận dụng cơ sở hạ tầng

của mạng Internet và đội ngũ kỹ thuật của nhà cung cấp dịch vụ từ đó

công ty có thể tập trung vào các đối tượng kinh doanh.

ü VPN đảm bảo an toàn thông tin, tính toàn vẹn và xác thực

Dữ liệu truyền trên mạng được mã hoá bằng các thuật toán, đồng

thời được truyền trong các đường hầm (Tunnle) nên thông tin có độ

an toàn cao.

ü VPN dễ dàng kết nối các chi nhánh thành một mạng cục bộ

Với xu thế toàn cầu hoá, một công ty có thể có nhiều chi nhành

tại nhiều quốc gia khác nhau. Việc tập trung quản lý thông tin tại tất cả

các chi nhánh là cần thiết. VPN có thể dễ dàng kết nối hệ thống mạng

giữa các chi nhành và văn phòng trung tâm thành một mạng LAN với

chi phí thấp.

7

Hình 1.1.3.1 : VPN giúp kết nối các chi nhánh thành 1 mạng riêng biệt

1.1.4. Các yêu cầu cơ bản đối với một giải pháp VPN

Có 4 yêu cầu cần đạt được khi xây dựng mạng riêng ảo.

• Tính tương thích (compatibility)

Mỗi công ty, mỗi doanh nghiệp đều được xây dựng các hệ thống

mạng nội bộ và diện rộng của mình dựa trên các thủ tục khác nhau và

không tuân theo một chuẩn nhất định của nhà cung cấp dịch vụ. Rất

nhiều các hệ thống mạng không sử dụng các chuẩn TCP/IP vì vậykhông

thể kết nối trực tiếp với Internet. Để có thể sử dụng được IP VPN tất cả

các hệ thống mạng riêng đều phải được chuyển sang một hệ thống địa

chỉ theo chuẩn sử dụng trong internet cũng như bổ sung các tính năng

về tạo kênh kết nối ảo, cài đặt cổng kết nối internet có chức năng trong

việc chuyển đổi các thủ tục khác nhau sang chuẩn IP. 77% số lượng

khách hàng được hỏi yêu cầu khi chọn một nhà cung cấp dịch vụ IP

VPN phải tương thích với các thiết bị hiện có của họ.

• Tính bảo mật (security)

Tính bảo mật cho khách hàng là một yếu tố quan trọng nhất đối với

một giải pháp VPN. Người sử dụng cần được đảm bảo các dữ liệu thông

qua mạng VPN đạt được mức độ an toàn giống như trong một hệ thống

mạng dùng riêng do họ tự xây dựng và quản lý.

Việc cung cấp tính năng bảo đảm an toàn cần đảm bảo hai mục tiêu

sau:

- Cung cấp tính năng an toàn thích hợp bao gồm: cung cấp mật khẩu

cho người sử dụng trong mạng và mã hoá dữ liệu khi truyền.

8

- Đơn giản trong việc duy trì quản lý, sử dụng. Đòi hỏi thuận tiện

và đơn giản cho người sử dụng cũng như nhà quản trị mạng trong việc

cài đặt cũng như quản trị hệ thống.

• Tính khả dụng (Availability):

Một giải pháp VPN cần thiết phải cung cấp được tính bảo đảm về

chất lượng, hiệu suất sử dụng dịch vụ cũng như dung lượng truyền.

• Tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ (QoS):

Tiêu chuẩn đánh giá của một mạng lưới có khả năng đảm bảo chất

lượng dịch vụ cung cấp đầu cuối đến đầu cuối. QoS liên quan đến khả

năng đảm bảo độ trễ dịch vụ trong một phạm vi nhất định hoặc liên

quan đến cả hai vấn đề trên

1.1.5 Đường hầm và mã hóa

Chức năng chính của VPN đó là cung cấp sự bảo mật bằng cách mã

hoá qua một đường hầm.

Hình 1.1.5.1 Đường hầm VPN

v

Đường hầm (Tunnel) cung cấp các kết nối logic, điểm tới điểm

qua mạng IP không hướng kết nối. Điều này giúp cho việc sử dụng các

ưu điểm các tính năng bảo mật. Các giải pháp đường hầm cho VPN là

sử dụng sự mã hoá để bảo vệ dữ liệu không bị xem trộm bởi bất cứ

những ai không được phép và để thực hiện đóng gói đa giao thức nếu

cần thiết. Mã hoá được sử dụng để tạo kết nối đường hầm để dữ liệu

chỉ có thể được đọc bởi người nhận và người gửi.

9

v

Mã hoá(Encryption) chắc chắn rằng bản tin không bị đọc bởi

bất kỳ ai nhưng có thể đọc được bởi người nhận. Khi mà càng có nhiều

thông tin lưu thông trên mạng thì sự cần thiết đối với việc mã hoá

thông tin càng trở nên quan trọng. Mã hoá sẽ biến đổi nội dung thông

tin thành trong một văn bản mật mã mà là vô nghĩa trong dạng mật mã

của nó. Chức năng giải mã để khôi phục văn bản mật mã thành nội dung

thông tin có thể dùng được cho người nhận.

1.2 Mô hình VPN thông dụng

VPNs nhằm hướng vào 3 yêu cầu cơ bản sau đây :

• Có thể truy cập bất cứ lúc nào bằng điều khiển từ xa, bằng điện

thoại cầm tay, và việc liên lạc giữa các nhân viên của một tổ chức tới

các tài nguyên mạng.

• Nối kết thông tin liên lạc giữa các chi nhánh văn phòng từ xa.

• Ðược điều khiển truy nhập tài nguyên mạng khi cần thiết của

khách hàng, nhà cung cấp và những đối tượng quan trọng của công ty

nhằm hợp tác kinh doanh.

Dựa trên những nhu cầu cơ bản trên, ngày nay VPNs đã phát triển

và phân chia ra làm 3 phân loại chính sau :

Ø

Remote Access VPNs.

Intranet VPNs.

Extranet VPNs.

1.2.1 Các VPN truy cập (Remote Access VPNs)

Giống như gợi ý của tên gọi, Remote Access VPNs cho phép truy cập bất

cứ lúc nào bằng Remote, mobile, và các thiết bị truyền thông của nhân viên

các chi nhánh kết nối đến tài nguyên mạng của tổ chức. Ðặc biệt là những

người dùng thường xuyên di chuyển hoặc các chi nhánh văn phòng nhỏ mà

không có kết nối thường xuyên đến mạng Intranet hợp tác.

Các truy cập VPN thường yêu cầu một vài kiểu phần mềm client chạy

trên máy tính của người sử dụng. Kiểu VPN này thường được gọi là VPN truy

cập từ xa.

10

Hình 1.2.1.1 Mô hình mạng VPN truy cập

Một số thành phần chính :

Remote Access Server (RAS) : được đặt tại trung tâm có nhiệm vụ xác

nhận và chứng nhận các yêu cầu gửi tới.

Quay số kết nối đến trung tâm, điều này sẽ làm giảm chi phí cho một số

yêu cầu ở khá xa so với trung tâm.

Hỗ trợ cho những người có nhiệm vụ cấu hình, bảo trì và quản lý RAS

và hỗ trợ truy cập từ xa bởi người dùng.

Bằng việc triển khai Remote Access VPNs, những người dùng từ xa hoặc

các chi nhánh văn phòng chỉ cần cài đặt một kết nối cục bộ đến nhà cung cấp

dịch vụ ISP hoặc ISP’s POP và kết nối đến tài nguyên thông qua Internet.

Internet

Người

dùng từ

xa

Trung

tâm dữ

Đường hầm

liệu

Tường lửa

Sử dụng

di động

Server

Đường hầm

Server

Văn phòng từ xa

11

Hình 1.2.1.2: Cài đặt Remote Access VPN

Thuận lợi chính của Remote Access VPNs :

üSự cần thiết của RAS và việc kết hợp với modem được loại trừ.

üSự cần thiết hỗ trợ cho người dung cá nhân được loại trừ bởi vì kết

nối từ xa đã được tạo điều kiện thuận lợi bời ISP

üViệc quay số từ những khoảng cách xa được loại trừ , thay vào đó,

những kết nối với khoảng cách xa sẽ được thay thế bởi các kết nối cục bộ.

üGiảm giá thành chi phí cho các kết nối với khoảng cách xa.

üDo đây là một kết nối mang tính cục bộ, do vậy tốc độ nối kết sẽ cao

hơn so với kết nối trực tiếp đến những khoảng cách xa.

ü VPNs cung cấp khả năng truy cập đến trung tâm tốt hơn bởi vì nó hỗ

trợ dịch vụ truy cập ở mức độ tối thiểu nhất cho dù có sự tăng nhanh chóng

các kết nối đồng thời đến mạng.

Ngoài những thuận lợi trên, VPNs cũng tồn tại một số bất lợi khác

như :

üRemote Access VPNs cũng không bảo đảm được chất lượng phục vụ.

üKhả năng mất dữ liệu là rất cao, thêm nữa là các phân đoạn của gói

dữ liệu có thể đi ra ngoài và bị thất thoát.

üDo độ phức tạp của thuật toán mã hoá, protocol overhead tăng đáng

kể, điều này gây khó khăn cho quá trình xác nhận. Thêm vào đó, việc nén dữ

liệu IP và PPP-based diễn ra vô cùng chậm chạp và tồi tệ.

üDo phải truyền dữ liệu thông qua Internet, nên khi trao đổi các dữ liệu

lớn như các gói dữ liệu truyền thông, phim ảnh, âm thanh sẽ rất chậm.

1.2.2 Các VPN nội bộ (Intranet VPNs):

Intranet VPNs được sử dụng để kết nối đến các chi nhánh văn phòng

của tổ chức đến Corporate Intranet (backbone router) sử dụng campus

router. Theo mô hình này sẽ rất tốn chi phí do phải sử dụng 2 router để thiết

lập được mạng, thêm vào đó, việc triển khai, bảo trì và quản lý mạng Intranet

Backbone sẽ rất tốn kém còn tùy thuộc vào lượng lưu thông trên mạng đi

trên nó và phạm vi địa lý của toàn bộ mạng Intranet.

Ðể giải quyết vấn đề trên, sự tốn kém của WAN backbone được thay thế

bởi các kết nối Internet với chi phí thấp, điều này có thể giảm một lượng chi

phí đáng kể của việc triển khai mạng Intranet.

12

Intranet VPNs là một VPN nội bộ đươc sử dụng để bảo mật các kết nối

giữa các địa điểm khác nhau của một công ty. Điều này cho phép tất cả các

địa điểm có thể truy cập các nguồn dữ liệu được phép trong toàn bộ mạng

của công ty. Các VPN nội bộ liên kết trụ sở chính, các văn phòng, và các văn

phòng chi nhánh trên một cơ sở hạ tầng chung sử dụng các kết nối mà luôn

luôn được mã hoá. Kiểu VPN này thường được cấu hình như là một VPN Site-

to-Site.

Hình 1.2.2.1 Mô hình mạng VPN nội bộ

Những thuận lợi chính của Intranet setup dựa trên VPN:

üHiệu quả chi phí hơn do giảm số lượng router được sử dụng theo mô

hình WAN backbone

üGiảm thiểu đáng kể số lượng hỗ trợ yêu cầu người dùng cá nhân qua

toàn cầu, các trạm ở một số remote site khác nhau.

üBởi vì Internet hoạt động như một kết nối trung gian, nó dễ dàng cung

cấp những kết nối mới ngang hàng.

üKết nối nhanh hơn và tốt hơn do về bản chất kết nối đến nhà cung cấp

dịch vụ, loại bỏ vấn đề về khoảng cách xa và thêm nữa giúp tổ chức giảm

thiểu chi phí cho việc thực hiện Intranet.

Những bất lợi chính kết hợp với cách giải quyết :

üBởi vì dữ liệu vẫn còn tunnel trong suốt quá trình chia sẽ trên mạng

công cộng-Internet-và những nguy cơ tấn công, như tấn công bằng từ chối

dịch vụ (denial-of-service), vẫn còn là một mối đe doạ an toàn thông tin.

üKhả năng mất dữ liệu trong lúc di chuyễn thông tin cũng vẫn rất cao.

üTrong một số trường hợp, nhất là khi dữ liệu là loại high-end, như các

tập tin mulltimedia, việc trao đổi dữ liệu sẽ rất chậm chạp do được truyền

thông qua Internet.

13

üDo là kết nối dựa trên Internet, nên tính hiệu quả không liên tục,

thường xuyên, và QoS cũng không được đảm bảo.

1.2.3 Các VPN mở rộng (Extranet VPNs):

Không giống như Intranet và Remote Access-based, Extranet

không hoàn toàn cách li từ bên ngoài (outer-world), Extranet cho phép

truy cập những tài nguyên mạng cần thiết của các đối tác kinh doanh,

chẳng hạn như khách hàng, nhà cung cấp, đối tác những người giữ vai

trò quan trọng trong tổ chức.

Mạng Extranet rất tốn kém do có nhiều đoạn mạng riêng biệt trên

Intranet kết hợp lại với nhau để tạo ra một Extranet. Ðiều này làm cho

khó triển khai và quản lý do có nhiều mạng, đồng thời cũng khó khăn

cho cá nhân làm công việc bảo trì và quản trị. Thêm nữa là mạng

Extranet sẽ khó mở rộng do điều này sẽ làm rối tung toàn bộ mạng

Intranet và có thể ảnh hưởng đến các kết nối bên ngoài mạng. Sẽ có

những vấn đề bạn gặp phải bất thình lình khi kết nối một Intranet vào

một mạng Extranet. Triển khai và thiết kế một mạng Extranet có thể là

một cơn ác mộng của các nhà thiết kế và quản trị mạng.

Hạ tầng

Mạng chung

Mạng nhà

Cung cấp 2

Cung cấp 1

Cung cấp 3

Nhà cung cấp

Dịch vụ 1

Nhà cung cấp

Dịch vụ 2

14

Nhà cung cấp

Dịch vụ 3

Hình 1.2.3.1: Thiết lập Extranet truyền thống

Các VPN mở rộng cung cấp một đường hầm bảo mật giữa các khách

hàng, các nhà cung cấp, và các đối tác qua một cơ sở hạ tầng công cộng

sử dụng các kết nối mà luôn luôn được bảo mật. Kiểu VPN này thường

được cấu hình như là một VPN Site-to-Site. Sự khác nhau giữa một VPN

nội bộ và một VPN mở rộng đó là sự truy cập mạng mà được công nhận

ở một trong hai đầu cuối của VPN. Hình dưới đây minh hoạ một VPN

mở rộng.

Hình 1.2.3.2 Mô hình mạng VPN mở rộng

Một số thuận lợi của Extranet :

ü

Do hoạt động trên môi trường Internet, chúng ta có thể

lựa chọn nhà phân phối khi lựa chọn và đưa ra phương pháp giải quyết

tuỳ theo nhu cầu của tổ chức.

ü

Bởi vì một phần Internet-connectivity được bảo trì bởi

nhà cung cấp (ISP) nên cũng giảm chi phí bảo trì khi thuê nhân viên

bảo trì.

ü

Dễ dàng triển khai, quản lý và chỉnh sửa thông tin.

Một số bất lợi của Extranet :

ü

Sự đe dọa về tính an toàn, như bị tấn công bằng từ chối

dịch vụ vẫn còn tồn tại.

15

ü

Tăng thêm nguy hiểm sự xâm nhập đối với tổ chức trên

Do dựa trên Internet nên khi dữ liệu là các loại high-end

Extranet.

ü

data thì việc trao đổi diễn ra chậm chạp.

ü

Do dựa trên Internet, QoS cũng không được bảo đảm

thường xuyên.

Hạ tầng

Mạng chung

Internet

Nhà cung cấp

Dịch vu 1

Nhà cung cấp

Dịch vu 3

Nhà cung cấp

Dịch vu 2

Hình 1.2.3.3: Thiết lập Extranet VPN

P

Chi

Int

Tr

ụ

P

Doanh

Hình 1.2.3.4 Ba loại mạng riêng ảo

16

CHƯƠNG II. BẢO MẬT THÔNG TIN

2.1 Tìm hiểu về bảo mật

Trước đây khi công nghệ máy tính chưa phát triển, khi nói đến

vấn đề bảo mật thông tin (Information Security), chúng ta thường hay

nghĩ đến các biện pháp nhằm đảm bảo cho thông tin được trao đổi hay

cất giữ một cách an toàn và bí mật. Chẳng hạn là các biện pháp như :

• Đóng dấu và ký niêm phong một bức thư để biết rằng lá thư có

được chuyển nguyên vẹn đến người nhận hay không.

• Dùng mật mã mã hóa thông điệp để chỉ có người gửi và người

nhận hiểu được thông điệp. Phương pháp này thường được sử

dụng trong chính trị và quân sự.

• Lưu giữ tài liệu mật trong các két sắt có khóa, tại các nơi được

bảo vệ nghiêm ngặt, chỉ có những người được cấp quyền mới có

thể xem tài liệu.

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đặt biệt là sự phát

triển của mạng Internet, ngày càng có nhiều thông tin được lưu giữ

trên máy vi tính và gửi đi trên mạng Internet. Và do đó xuất hiện nhu

cầu về an toàn và bảo mật thông tin trên máy tính. Có thể phân loại mô

hình an toàn bảo mật thông tin trên máy tính theo hai hướng chính

như sau:

Ø Bảo vệ thông tin trong quá trình truyền thông tin trên mạng

(Network Security)

Ø Bảo vệ hệ thống máy tính, và mạng máy tính, khỏi sự xâm nhập

phá hoại từ bên ngoài (System Security)

17

2.2 Các hình thức tấn công

Để xem xét những vấn đề bảo mật liên quan đến truyền thông

trên mạng, chúng ta hãy lấy một bối cảnh sau: có ba nhân vật tên là

Alice, Bob và Trudy, trong đó Alice và Bob thực hiện trao đổi thông tin

với nhau, còn Trudy là kẻ xấu, đặt thiết bị can thiệp vào kênh truyền

tin giữa Alice và Bob. Sau đây là các loại hành động tấn công của Trudy

mà ảnh hưởng đến quá trình truyền tin giữa Alice và Bob:

1.

Xem trộm thông tin (Release of Message Content)

Trong trường hợp này Trudy chặn các thông điệp Alice gửi cho

Bob, và xem được nội dung của thông điệp.

Hình 2.2.1 Xem trộm thông điệp

2.

Thay đổi thông điệp (Modification of Message)

Trudy chặn các thông điệp Alice gửi cho Bob và ngăn không cho

các thông điệp này đến đích. Sau đó Trudy thay đổi nội dung của

thông điệp và gửi tiếp cho Bob. Bob nghĩ rằng nhận được thông

điệp nguyên bản ban đầu của Alice mà không biết rằng chúng đã

bị sửa đổi.

18

Hình 2.1.2 Sửa sai thông điệp

3.

Mạo danh (Masquerade) Trong trường hợp này

Trudy giả là Alice gửi thông điệp cho Bob. Bob không biết điều

này và nghĩ rằng thông điệp là của Alice.

Hình 2.1.3 Mạo danh để gửi đi thông điệp

4.

Phát lại thông điệp (Replay) Trudy sao chép lại

thông điệp Alice gửi cho Bob. Sau đó một thời gian Trudy gửi bản

sao chép này cho Bob. Bob tin rằng thông điệp thứ hai vẫn là từ

Alice, nội dung hai thông điệp là giống nhau. Thoạt đầu có thể

nghĩ rằng việc phát lại này là vô hại, tuy nhiên trong nhiều

trường hợp cũng gây ra tác hại không kém so với việc giả mạo

thông điệp. Xét tình huống sau: giả sử Bob là ngân hàng còn Alice

là một khách hàng. Alice gửi thông điệp đề nghị Bob chuyển cho

Trudy 1000$. Alice có áp dụng các biện pháp như chữ ký điện tử

với mục đích không cho Trudy mạo danh cũng như sửa thông

điệp. Tuy nhiên nếu Trudy sao chép và phát lại thông điệp thì các

19

biện pháp bảo vệ này không có ý nghĩa. Bob tin rằng Alice gửi

tiếp một thông điệp mới để chuyển thêm cho Trudy 1000$ nữa.

Hình 2.1.4 Phát đi thông điệp giả

2.3 Các hình thức tấn công trong mạng riêng ảo (VPN)

• Tấn công các giao thức VPN chính như PPTP, IPSec…

• Tấn công mật mã

• Tấn công từ chối dịch vụ

v Tấn công trên PPTP

PPTP là dễ bị tổn thương trên hai khía cạnh. Chúng bao gồm:

ü Generic Routing Encapsulation (GRE)

ü Mật khẩu trao đổi trong quá trình xác thực

v Tấn công trên IPSec

Như chúng ta biết IPSec không phải là thuật toán mã hóa thuần

túy cũng không phải một cơ chế xác thực. Trong thực tế, IPSec là một

sự kết hợp của cả hai và giúp các thuật toán khác bảo vệ dữ liệu. Tuy

nhiên, IPSec là dễ bị các cuộc tấn công:

ü Các cuộc tấn công chống lại thực hiện IPSec

ü Tấn công chống lại quản lý khóa

ü Các cuộc tấn công quản trị và ký tự đại diện

20