Chương 1 - CÁC VẤN ĐỀ BẢO MẬT IPV6 Ngày nay, nhiều người đang nói về quyền riêng tư và bảo mật trên Internet, đặc biệt là từ khi triển khai IPv6, thế hệ kế tiếp của IPv4. Trong địa chỉ IPv6, 64 bit từ bên trái của địa chỉ 128 bit tạo thành tiền tố mạng con và 64 bit từ bên phải tạo thành định danh giao diện. Quyền riêng tư là một yếu tố rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của mọi người. Chỉ việc cố gắng phân biệt sự khác biệt giữa quyền riêng tư và bảo mật trở thành một nhiệm vụ khó khăn vì chúng rất gắn liền với nhau.
Đây là lý do tại sao tầm quan trọng của quyền riêng tư không thể kết luận được giữa các chuyên gia vì không có đường giới hạn cố định giữa quyền riêng tư và bảo mật. Luôn có sự đánh đổi giữa quyền riêng tư và mức độ an ninh mong muốn cho bất kỳ người dùng internet nào trong thế giới mạng hiện đại. An ninh mạng, gần đây, là rất quan trọng và việc xâm nhập an ninh mạng có thể dẫn đến hậu quả không mong muốn, đôi khi là thảm khốc. Sự xuất hiện của IPv6 cung cấp hy vọng để giải quyết sự đánh đổi này một cách hài lòng.
Trong IPv6 suite, có một phương pháp cho thiết bị tự động cấu hình địa chỉ của chính mình một cách an toàn, kỹ thuật này được gọi là địa chỉ được tạo bằng mật mã (CGA). CGA cung cấp bằng chứng sở hữu cần thiết cho một địa chỉ IPv6 mà không phải dựa trên bất kỳ cơ quan tin cậy nào. Tuy nhiên, thời gian tính toán liên quan đến CGA rất cao, đặc biệt là đối với mức độ an ninh cao được xác định bởi tham số bảo mật (Sec). Chi phí lớn này có thể gây ra khó khăn cho bất kỳ người dùng nào để tiếp tục với chế độ an ninh này và có thể khiến họ không muốn thay đổi địa chỉ của mình một cách thường xuyên.1 Tổng quan IPv6 IPv6 (Internet Protocol version 6) là phiên bản mới nhất của giao thức Internet Protocol được sử dụng để kết nối các thiết bị trên Internet.
IPv6 có thể được coi là phiên bản tiếp theo của IPv4 vì IPv4 đã đạt đến giới hạn về địa chỉ IP có thể sử dụng. Địa chỉ IPv6 được biểu diễn bằng 128 bit, so với IPv4 chỉ có 32 bit. Điều này cho phép IPv6 cung cấp số lượng địa chỉ IP lớn hơn gấp trăm lần so với IPv4, từ đó giúp giải quyết vấn đề cạn kiệt địa chỉ IPv4 hiện nay. IPv6 còn hỗ trợ nhiều tính năng mới và cải 5 tiến so với IPv4, bao gồm việc tự động cấu hình địa chỉ IP (Autoconfiguration), hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service), tích hợp truyền thông đa phương tiện và hỗ trợ bảo mật tốt hơn.
+ Thế giới: Hiện tại, mức độ triển khai IPv6 trên thế giới đang tăng dần. Theo dữ liệu của Google, tỷ lệ người dùng truy cập Google thông qua IPv6 đã tăng từ khoảng 0,2% vào năm 2011 lên gần 35% vào tháng 7 năm 2021. Một số quốc gia đã có tỷ lệ triển khai IPv6 rất cao, như Belgium, Mỹ, Ấn Độ và một số quốc gia châu Âu khác. Một số tổ chức quốc tế cũng đã thúc đẩy sử dụng IPv6 thông qua các chương trình, sự kiện và chiến dịch nhằm nâng cao nhận thức và khuyến khích triển khai IPv6 + Việt Nam: Tính đến tháng 9/2022, tỷ lệ sử dụng IPv6 trên Internet Việt Nam đạt 53%.
Việt Nam đứng thứ 2 khu vực ASEAN, thứ 10 toàn cầu. Dịch vụ IPv6 được cung cấp rộng rãi tới người sử dụng với hơn 50 triệu người dùng, truy cập Internet với IPv6 qua FTTH, 3G, 4G. Đã có 77/85 bộ, ngành, tỉnh thành phố đã ban hành kế hoạch chuyển đổi IPv6 Tuy nhiên, việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 cũng đòi hỏi một số thay đổi quan trọng trong cấu trúc mạng và các thiết bị kết nối với Internet. Vì vậy, việc triển khai IPv6 trên toàn cầu vẫn đang được thực hiện chậm rãi.1 Các ưu điểm của IPv6 IPv4 có khá nhiều nhược điểm, trong đó quan trọng nhất là không gian địa chỉ IPv4 đang cạn kiện.
Điều này dẫn đến tất yếu phải ra đời một thế hệ địa chỉ mới giải quyết những nhược điểm tồn tại này. IPv6 là phiên bản mới của giao thức Internet Protocol (IP), nó mang đến nhiều cải tiến về tính năng và hiệu suất so với IPv4: Không gian địa chỉ gần như vô hạn: IPv6 có chiều dài bit (128 bit) gấp 4 lần IPv4 nên đã mở rộng không gian địa chỉ từ khoảng hơn 4 tỷ (4.3*109) lên tới một con số khổng lồ (2128 = 3. Một số nhà phân tích cho rằng, chúng ta không thể dùng hết địa chỉ IPv6. Khả năng tự động cấu hình (Plug and Play): IPv6 cho phép thiết bị IPv6 tự động cấu hình các thông số phục vụ cho việc nối mạng như địa chỉ IP, địa chỉ gateway, địa chỉ máy chủ tên miền khi kết nối vào mạng.
Do vậy đã giảm thiểu việc phải cấu 6 hình thủ công cho thiết bị so với công việc phải thực hiện với IPv4. Các thao tác cấu hình này có thể không phức tạp đối với máy tính song với nhu cầu gắn địa chỉ cho một số lượng lớn các thiết bị như camera, sensor,. sẽ phải tiêu tốn nhiều nhân công và khó khăn trong quản lý. Khả năng bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối): Địa chỉ IPv6 được thiết kế để tích hợp sẵn tính năng bảo mật trong giao thức nên có thể dễ dàng thực hiện bảo mật từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu cuối – đầu cuối).
IPv4 không hỗ trợ sẵn tính năng bảo mật trong giao thức, vì vậy rất khó thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận. Hình thức bảo mật phổ biến trên mạng IPv4 là bảo mật kết nối giữa hai mạng. Hình CÁC VẤN ĐỀ BẢO MẬT IPV6.1 Thực hiện bảo mật kết nối giữa hai mạng trong IPv4 Hình CÁC VẤN ĐỀ BẢO MẬT IPV6.2 Thực hiện bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận trong IPv6 Quản lý định tuyến tốt hơn: IPv6 được thiết kế có cấu trúc đánh địa chỉ và phân cấp định tuyến thống nhất, dựa trên một số mức cơ bản đối với các nhà cung cấp dịch vụ. Cấu trúc phân cấp này giúp tránh khỏi nguy cơ quá tải bảng thông tin định 7 tuyến toàn cầu khi chiều dài địa chỉ IPv6 lên tới 128 bit.
Trong khi đó, sự gia tăng của các mạng trên Internet, số lượng IPv4 sử dụng và việc IPv4 không được thiết kế phân cấp định tuyến ngay từ đầu đã khiến cho kích thước bảng định tuyến toàn cầu ngày càng gia tăng, gây quá tải, vượt quá khả năng xử lý của các thiết bị định tuyến. Dễ dàng thực hiện Multicast: Các kết nối giữa máy tính tới máy tính trên Internet để cung cấp dịch vụ mạng hiện tại hầu hết là kết nối Unicast (kết nối giữa một máy tính nguồn và một máy tính đích). Để cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng, máy chủ sẽ phải mở nhiều kết nối tới các máy tính khách hàng (Hình 1.3) Nhằm tăng hiệu năng của mạng, tiết kiệm băng thông, giảm tải cho máy chủ, công nghệ multicast được thiết kế để một máy tính nguồn có thể kết nối đồng Hình CÁC VẤN ĐỀ BẢO MẬT IPV6.3 thời đến nhiều đích (Hình 1. Từ đó Kết nối Unicast thông tin không bị lặp lại, băng thông của mạng sẽ giảm đáng kể, đặc biệt với các ứng dụng truyền tải thông tin rất lớn như truyền hình (IPTV), truyền hình hội nghị (video conference), ứng dụng đa phương tiện (multimedia).
Trên thực tế, cấu hình và triển khai multicast với IPv4 rất khó khăn, phức tạp trong khi đối với IPv6 thì việc này dễ dàng hơn nhiều. Hỗ trợ cho quản lý chất lượng mạng: Những cải tiến trong thiết kế của IPv6 như: không phân mảnh, định tuyến phân cấp, gói tin IPv6 được thiết Hình CÁC VẤN ĐỀ BẢO MẬT IPV6. kế với mục đích xử lý thật hiệu quả tại Kết nối Multicast thiết bị định tuyến tạo ra khả năng hỗ trợ tốt hơn cho chất lượng dịch vụ QoS.2 Cấu trúc IPv6 Cấu trúc IPv6 được định nghĩa bởi chuẩn RFC 8200. Đây là một trong những cải tiến lớn nhất, nó cung cấp một không gian địa chỉ lớn hơn rất nhiều IPv4.
Các địa chỉ IPv6 được biểu diễn dưới dạng 128-bit, được phân chia thành 8 nhóm gọi là “hextet”, mỗi nhóm chứa 16 bit và được viết dưới dạng số thập lục phân. Giữa các nhóm hextet sử dụng ký hiệu dấu hai chấm để phân tách. Ví dụ: 2000:0db7:85a3:0000:0000:8f2e:0370:7334 Quy tắc rút gọn: * Trong 1 địa chỉ, 1 nhóm liên tiếp các số 0 có thể thay thế bằng “::”. Quy tắc này chỉ được phép sử dụng 1 lần với 1 địa chỉ * Có thể viết các địa chỉ theo các tiền tố (prefix), là các bit cao của địa chỉ IPv6, điều này có lợi cho việc định tuyến hơn.
Ví dụ: FEDC:BA98:7600::/40 1.3 Các tính năng của IPv6 IPv6 có 128 bit so với IPv4 chỉ có 32 bit. Nhờ địa chỉ IPv6, hiện nay có thể hỗ trợ tối đa 2¹²⁸ địa chỉ IP duy nhất. Các tính năng của giao thức IPv6 được liệt kê như sau: Kích thước header được tối giản hóa Không gian địa chỉ lớn hơn Cơ sở hạ tầng địa chỉ và định tuyến hiệu quả và có hệ thống phân cấp Bảo mật tích hợp sẵn Giao thức mới cho tương tác với các nút láng giềng Khả năng mở rộng.2 Bảo mật IPv6 IPv6 là phiên bản mới của giao thức Internet Protocol (IP) và có những vấn đề bảo mật riêng. Một số vấn đề bảo mật phổ biến trong IPv6 như: 9 Tấn công địa chỉ IPv6: Một số tấn công địa chỉ IPv6, như tấn công DoS và tấn công dò tìm lỗ hổng, có thể tạo ra hậu quả nghiêm trọng cho các hệ thống mạng.
Quản lý địa chỉ IPv6: IPv6 cung cấp hỗ trợ cho nhiều địa chỉ, do đó việc quản lý địa chỉ IPv6 trở nên phức tạp hơn. Việc đánh giá các vấn đề liên quan đến quản lý địa chỉ IPv6 là rất quan trọng để đảm bảo an toàn. Chế độ vận hành và cấu hình: IPv6 cung cấp nhiều chế độ vận hành và cấu hình khác nhau, do đó, việc đảm bảo tính bảo mật của hệ thống cũng phải dựa trên việc chọn lựa và cấu hình các chế độ này sao cho phù hợp với môi trường mạng. Tấn công trên giao thức: Có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng, như tấn công phân mảnh, tấn công địa chỉ nhiều lớp và tấn công tràn bộ nhớ đệm (cache).