Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của thương mại điện tử và công nghệ thông tin, thông tin và cơ sở dữ liệu đã trở thành tài sản trọng yếu của các tổ chức và doanh nghiệp. Việc chia sẻ dữ liệu liên tục qua môi trường mạng Internet và Intranet phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh khiến hệ thống thông tin (HTTT) và hệ quản trị cơ sở dữ liệu (CSDL) trở thành mục tiêu tấn công thường xuyên của các đối tượng xấu. Theo thống kê của Trung tâm Ứng cứu khẩn cấp máy tính Việt Nam (VNCERT) thuộc Bộ Thông tin và Truyền thông, trong năm 2017 đã ghi nhận 6.400 trường hợp tấn công bằng malware, 4.377 trường hợp deface và 2.065 trường hợp phishing; riêng hai tháng đầu năm 2018 đã có hơn 1.500 sự cố tấn công mạng nhắm vào Việt Nam. Báo cáo của hãng bảo mật Kaspersky Lab cũng chỉ ra rằng Việt Nam đứng thứ 5 toàn cầu về số lượng các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DDoS) trong quý IV năm 2017.

Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh (thành lập năm 2011) hoạt động trong các lĩnh vực: phân phối phần mềm đóng gói, gia công phần mềm, thiết kế website, phát triển ứng dụng di động và cung cấp giải pháp cổng thông tin điện tử. Mặc dù dữ liệu khách hàng, đối tác và bản quyền phần mềm đóng vai trò quyết định đến hiệu quả kinh doanh, công ty vẫn chưa có sự đầu tư tương xứng cho công tác an toàn thông tin (ATTT) và bảo mật cơ sở dữ liệu.

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận là hệ thống hóa cơ sở lý luận về ATTT và bảo mật dữ liệu, phân tích thực trạng công tác an toàn bảo mật (ATBM) tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm nâng cao mức độ an toàn cho hệ thống. Ba nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Làm rõ cơ sở lý luận về an toàn thông tin và bảo mật cơ sở dữ liệu trong doanh nghiệp.
  2. Đánh giá thực trạng an toàn thông tin và bảo mật dữ liệu tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh dựa trên tài liệu sơ cấp và thứ cấp thu thập được.
  3. Đề xuất các nhóm giải pháp công nghệ, giải pháp quản trị và kiến nghị nhằm nâng cao hiệu quả bảo mật dữ liệu và an toàn hệ thống thông tin tại công ty.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là vấn đề an toàn thông tin, bảo mật dữ liệu và các giải pháp kỹ thuật, con người, chính sách đảm bảo ATBM trong HTTT tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh. Phạm vi nghiên cứu về không gian được giới hạn tại trụ sở Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh (Khu đô thị Dịch Vọng, Phường Dịch Vọng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội); phạm vi thời gian tập trung vào dữ liệu hoạt động kinh doanh và khảo sát thực trạng trong giai đoạn từ năm 2015 đến năm 2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên khung lý thuyết về Hệ thống thông tin quản lý và An toàn dữ liệu trong thương mại điện tử do Đàm Gia Mạnh (2009, 2017) xác lập, đồng thời kế thừa các lý thuyết mật mã và an ninh mạng của William Stallings (2005), Andrew Lockhart (2004) và Modovyan (2007). Về mặt lý thuyết, an toàn dữ liệu doanh nghiệp phải đáp ứng 4 yêu cầu cơ bản:

  • Tính bảo mật (Confidentiality): Đảm bảo thông tin không bị truy cập, sao chép hoặc sử dụng trái phép bởi những người không có thẩm quyền.
  • Tính toàn vẹn (Integrity): Bảo vệ dữ liệu không bị sửa đổi, xóa bỏ hoặc làm sai lệch về ngữ nghĩa và logic trong quá trình lưu trữ và truyền thông.
  • Tính sẵn sàng (Availability): Dữ liệu và tài nguyên hệ thống luôn sẵn sàng phục vụ người dùng hợp pháp một cách kịp thời và thuận lợi.
  • Tính tin cậy (Reliability): Đảm bảo thông tin nhận được phản ánh chính xác nội dung ban đầu và chỉ đến đúng đối tượng được phép truy cập.

Tác giả phân loại nguy cơ mất an toàn hệ thống thành hai nhóm: nguy cơ ngẫu nhiên (thiên tai, sự cố vật lý, mất điện) và nguy cơ có chủ đích (tin tặc, phần mềm độc hại, tấn công nội bộ do phân quyền lỏng lẻo hoặc thiếu chính sách an ninh). Về tổng quan nghiên cứu trong nước, đề tài tiếp thu các kết quả nghiên cứu về mô hình mã hóa CSDL của Nguyễn Anh Tuấn (2011), nghiên cứu ứng dụng tường lửa của Tô Quang Hiệp và vấn đề an toàn dữ liệu trên nền tảng điện toán đám mây của Nguyễn Dương Hùng.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai thông qua việc kết hợp dữ liệu sơ cấp và dữ liệu thứ cấp:

  • Thu thập dữ liệu sơ cấp: Phát phiếu điều tra gồm 34 câu hỏi (với mẫu khảo sát gồm 10 nhân viên thuộc các bộ phận kinh doanh, kỹ thuật, hành chính - nhân sự, kế toán; thu về 10/10 phiếu hợp lệ) và thực hiện phỏng vấn sâu trực tiếp Giám đốc điều hành Tống Văn Lĩnh cùng nhân viên kỹ thuật Nguyễn Thành Hưng.
  • Thu thập dữ liệu thứ cấp: Báo cáo kết quả hoạt động sản xuất kinh doanh giai đoạn 2015-2017 từ phòng Tài chính - Kế toán, tài liệu cơ cấu tổ chức từ phòng Hành chính - Nhân sự của công ty, các báo cáo chuyên ngành của VNCERT và Kaspersky Lab.
  • Phương pháp xử lý dữ liệu: Áp dụng phương pháp thống kê mô tả, phân tích tổng hợp số liệu khảo sát và phương pháp so sánh định lượng kết quả hoạt động tài chính qua các năm.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: Cơ sở lý luận về an toàn thông tin và bảo mật cơ sở dữ liệu

Chương 1 hệ thống hóa các định nghĩa nền tảng về dữ liệu, thông tin, hệ thống thông tin, an toàn dữ liệu và an toàn thông tin. Tác giả phân tích các nguyên nhân gây mất an toàn xuất phát từ yếu tố kỹ thuật (kiến trúc hệ thống yếu kém, phần cứng/phần mềm chứa lỗ hổng), chính sách quản lý (không phân quyền rõ ràng, thiếu chuẩn an toàn) và yếu tố con người. Chương này cũng phân tích các biện pháp phòng ngừa (bố trí nhân lực, thiết lập quy tắc quản lý máy chủ/máy trạm, an toàn vật lý, mật khẩu, tường lửa) và quy trình 3 bước xử lý sự cố khi bị tấn công (ngắt kết nối máy chủ, sao chép logfile và khôi phục từ bản sao lưu gần nhất). Các biện pháp bảo mật CSDL chuyên sâu được tổng hợp gồm: chính sách quản lý, phân quyền truy cập, nhận dạng người dùng và mã hóa dữ liệu.

CHƯƠNG 2: Thực trạng an toàn thông tin và bảo mật cơ sở dữ liệu tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh

Chương 2 trình bày tổng quan về tổ chức, tình hình tài chính và thực trạng hạ tầng công nghệ thông tin tại doanh nghiệp. Cơ cấu tổ chức gồm Ban Giám đốc và 4 phòng ban chức năng: Phòng Kinh doanh, Phòng Kỹ thuật, Phòng Hành chính - Nhân sự, Phòng Tài chính - Kế toán.

Chỉ tiêu tài chính (ĐVT: VNĐ) Năm 2015 Năm 2016 Năm 2017
Doanh thu bán hàng và cung cấp dịch vụ 23.980.233.670 29.257.403.200 35.479.982.149
Các khoản giảm trừ doanh thu 790.213.726 800.344.000 803.351.290
Doanh thu thuần 23.190.019.944 28.457.059.200 34.676.630.869
Giá vốn bán hàng 13.490.488.000 13.832.000.200 14.743.000.000
Lợi nhuận gộp 9.699.531.944 14.625.059.000 19.933.630.869
Lợi nhuận thuần từ HĐKD 5.232.549.500 8.657.637.872 12.831.526.120
Tổng lợi nhuận kế toán trước thuế 3.838.391.021 5.422.490.980 6.837.077.738
Chi phí thuế TNDN 745.330.366 1.167.563.679 1.239.199.246
Lợi nhuận sau thuế TNDN 4.583.721.387 6.590.054.659 8.076.276.984

Doanh thu năm 2016 tăng 22,01% so với 2015 (kéo theo lợi nhuận sau thuế tăng 43,77%); doanh thu năm 2017 tăng 21,27% so với 2016 (lợi nhuận sau thuế tăng 22,55%).

Hệ thống phần mềm tại công ty gồm: hệ điều hành Windows 7/8/10 và 2 máy chạy Linux; Microsoft Office (2007, 2010, 2013); công cụ tương tác Skype, Zalo, Facebook, Outlook; TeamViewer, Remote Desktop; hệ thống quản lý phiên bản TortoiseSVN; CSDL MySQL Essential, SQL Server 2014; máy chủ web Xampp, Amazon EC2; công cụ lập trình NetBeans 8.2, React Native, Eclipse, JDK; phần mềm bảo mật Bkav Pro, AVG; phần mềm kế toán MISA; phần mềm nhân sự perfect HRM; phần mềm KPIBSC do công ty tự phát triển.

Kết quả xử lý phiếu điều tra nhân viên ghi nhận các số liệu thực trạng:

  • Đánh giá độ an toàn HTTT: Kém an toàn chiếm 70% (7/10 người), Tương đối an toàn chiếm 20% (2/10 người), Rất an toàn chiếm 10% (1/10 người).
  • Mức độ quan trọng của các thành phần HTTT: Cơ sở dữ liệu được đánh giá cao nhất với 40% (4/10), Con người chiếm 20% (2/10), Phần mềm chiếm 20% (2/10), Phần cứng chiếm 10% (1/10), Mạng chiếm 10% (1/10).
  • Phương pháp bảo mật thông tin khách hàng: Quản lý CSDL chiếm 40%, Quản lý email chiếm 30%, Quản lý máy chủ chiếm 10%, Quản lý website chiếm 10%, Hệ thống hướng dẫn chiếm 10%.
  • Tần suất sao lưu dữ liệu: 1 tháng/lần chiếm 30%, 3 tháng/lần chiếm 30%, 6 tháng/lần chiếm 20%.
  • Cách thức bảo vệ CSDL đang dùng: Đặt mật khẩu chiếm 50%, Phân quyền người dùng chiếm 20%, Mã hóa tài liệu chiếm 20%, Áp dụng tất cả chiếm 10%.

Đánh giá thực trạng chỉ ra các điểm yếu: công ty chỉ dùng Windows Firewall cá nhân trên từng máy trạm; một số máy trạm mới dùng phần điều hành chưa bản quyền; sử dụng công cụ điều khiển từ xa chưa kiểm soát; nhân viên kỹ thuật mới có thể xem toàn bộ mã nguồn trên SVN; hòm thư điện tử dùng phần mềm diệt virus Bkav Pro chưa bóc tách mã độc hiệu quả; đội ngũ quản trị mạng chỉ có 5 người; chính sách an ninh thông tin chỉ dừng lại ở dạng dự thảo chưa ban hành chính thức.

CHƯƠNG 3: Định hướng phát triển, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả an toàn bảo mật dữ liệu hệ thống thông tin tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh

Chương 3 đề xuất định hướng xây dựng chương trình bảo mật liên tục và tập trung vào hai nhóm giải pháp kỹ thuật chính:

Nhóm giải pháp Nội dung kỹ thuật và quản trị cụ thể
Triển khai Firewall pfSense 2.2 Sử dụng phần mềm mã nguồn mở pfSense (giấy phép BSD License) từ Netgate. Cấu hình Load Balancing (2 đường WAN), Firewall Rules, Captive Portal và VPN PPTP Server.
Quản lý CSDL SQL Server 2014 Cập nhật bản vá, gỡ bỏ CSDL rác, ghi nhật ký thay đổi cấu trúc, kiểm tra tài khoản định kỳ 6 tháng/lần, tự động khóa khi đăng nhập sai nhiều lần, kiểm soát chia sẻ mạng.
Giải pháp chính sách và con người Ban hành quy chế ATBM chính thức, ký cam kết bảo mật thông tin khách hàng, tiêu hủy tài liệu cứng qua máy hủy giấy, đào tạo nhận thức an toàn thông tin cho nhân viên.
Kiến nghị cấp quản lý nhà nước Hoàn thiện Luật Giao dịch điện tử, Luật CNTT; đẩy mạnh các chương trình đào tạo chuyên ngành ATBM, HTTT, TMĐT tại các trường đại học và cao đẳng.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Do đặc thù nguồn lực tài chính có hạn của doanh nghiệp, đề tài lựa chọn giải pháp tường lửa mã nguồn mở pfSense phiên bản 2.2 của hãng Netgate (theo giấy phép BSD License) để thiết lập hệ thống bảo vệ mạng tập trung.

Yêu cầu cấu hình phần cứng cài đặt tường lửa pfSense 2.2 được quy định như sau:

  • Yêu cầu chung: Cấu hình tối thiểu gồm CPU 500 MHz, RAM 256 MB. Cấu hình đề nghị gồm CPU 1 GHz, RAM 1 GB.
  • Nền tảng cài đặt: Cài đặt đầy đủ yêu cầu ổ cứng dung lượng 1 GB, ổ CD-ROM hoặc USB để cài đặt ban đầu. Nền tảng nhúng yêu cầu thẻ nhớ Compact Flash dung lượng 1 GB và cổng nối tiếp cho bàn điều khiển.

Mô hình thiết kế thực tế và mô hình giả lập kiểm thử:

  • Mô hình thực tế: Máy chủ pfSense được trang bị 3 giao diện mạng: 2 đường kết nối WAN ra Internet để thực hiện cân bằng tải (Load Balancing) và dự phòng đường truyền, 1 đường kết nối vào mạng nội bộ (LAN).
  • Mô hình giả lập: Được thiết lập trên phần mềm máy ảo VMware Workstation, bao gồm:
    • Máy ảo Windows Server 2003: Cài đặt và kích hoạt dịch vụ Routing and Remote Access nhằm giả lập 2 đường kết nối Internet (WAN). Adapter 1 bridge kết nối mạng ngoài; Adapter 2 kết nối VMnet 2 (dải IP 192.168.2.x); Adapter 3 kết nối VMnet 3 (dải IP 192.168.3.x).
    • Máy ảo pfSense: Cấu hình 3 card mạng tương ứng. Cổng em0 (WAN) nối VMnet 2 (192.168.2.x); cổng em1 (OPT1 - WAN 2) nối VMnet 3 (192.168.3.x); cổng em2 (LAN) nối VMnet 4 với địa chỉ IP 10.0.0.1.

Quy trình cấu hình các dịch vụ chức năng trên pfSense:

  1. Cài đặt hệ điều hành pfSense: Khởi động bộ cài, nhấn phím 99 để vào chế độ cài đặt (chọn không thiết lập VLANs), gán các interface em0, em1, em2 vào WAN, OPT1, LAN; gán IP cho LAN và truy cập trình quản trị webConfiguration qua cổng http://10.0.0.1 với tài khoản mặc định admin/pfSense.
  2. Cấu hình Load Balancing: Vào menu Services $\rightarrow$ Load Balancer, thiết lập chế độ Gateway Load Balancing bằng cách đưa cổng WAN và OPT1 vào danh sách điều phối tải, hỗ trợ Server Load Balancing cho máy chủ web và mail.
  3. Thiết lập Firewall Rules: pfSense áp dụng chính sách chặn toàn bộ traffic mặc định (Default Deny). Người quản trị tạo các rule trên tab LAN để định tuyến gói tin qua nhóm Load Balancer, cho phép kiểm soát, chấp nhận (Pass), chặn (Block) hoặc từ chối (Reject) luồng dữ liệu.
  4. Cấu hình Captive Portal: Vào Services $\rightarrow$ Captive Portal để bắt buộc người dùng xác thực trước khi truy cập Internet. Tải lên trang index.htm chứa form đăng nhập:
<form method="post" action="$PORTAL_ACTION$">
<input name="auth_user" type="text">
<input name="auth_pass" type="password">
<input name="redirurl" type="hidden" value="$PORTAL_REDIRURL$">
<input name="accept" type="submit" value="Continue">
</form>
  1. Cấu hình VPN Server và NAT: Vào VPN $\rightarrow$ PPTP để thiết lập máy chủ VPN cho nhân viên làm việc từ xa, tạo tài khoản người dùng VPN, tạo Firewall Rule mở cổng TCP 1723 và cấu hình NAT Inbound tại Firewall $\rightarrow$ NAT để xuất bản dịch vụ web/mail nội bộ ra Internet an toàn.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã khảo sát toàn diện thực trạng bảo mật tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh với mẫu khảo sát 10 cán bộ nhân viên và 2 cuộc phỏng vấn sâu, thu thập đầy đủ báo cáo tài chính 3 năm (2015-2017) với doanh thu năm 2017 đạt 35,48 tỷ đồng và lợi nhuận sau thuế đạt 8,08 tỷ đồng. Nghiên cứu đã chỉ ra sự thiếu đồng bộ trong công tác bảo mật khi có tới 70% nhân sự đánh giá HTTT kém an toàn và việc bảo vệ dữ liệu chủ yếu phụ thuộc vào mật khẩu cá nhân (chiếm 50%).

Đóng góp của khóa luận thể hiện ở việc xây dựng thành công phương án triển khai hệ thống tường lửa mã nguồn mở pfSense 2.2 với mô hình 2 đường WAN cân bằng tải, thiết kế chi tiết kịch bản giả lập trên VMware Workstation kết hợp Windows Server 2003, đồng thời xây dựng quy trình quản trị CSDL SQL Server 2014 và khung chính sách an toàn thông tin nội bộ phù hợp với điều kiện ngân sách hạn chế của doanh nghiệp phần mềm quy mô vừa và nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số hạn chế do phạm vi nghiên cứu chỉ mang tính vi mô tại một doanh nghiệp phần mềm đơn lẻ; quy mô mẫu khảo sát nhỏ (10 phiếu điều tra); giải pháp VPN đề xuất sử dụng giao thức PPTP (vốn còn những hạn chế về độ an toàn mật mã so với các tiêu chuẩn mới). Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài là triển khai kiểm thử thực tế mô hình tường lửa pfSense trên hạ tầng phần cứng thật của công ty, đánh giá hiệu năng chịu tải mạng thực tế và nâng cấp giải pháp mạng riêng ảo lên các giao thức bảo mật cao hơn như OpenVPN hoặc IPsec khi công ty mở rộng mạng lưới chi nhánh.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Hệ thống thông tin quản lý, Thương mại điện tử, Quản trị mạng và Công nghệ thông tin khi thực hiện khóa luận tốt nghiệp về đề tài an toàn thông tin và bảo mật dữ liệu doanh nghiệp. Các nội dung thực tế về bảng câu hỏi khảo sát thực trạng, số liệu tài chính doanh nghiệp phần mềm, quy trình thiết lập giả lập pfSense trên VMware Workstation và cấu hình Routing and Remote Access trên Windows Server có giá trị ứng dụng trực tiếp cho các nhà quản trị mạng tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tình hình kinh doanh của Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh giai đoạn 2015-2017 như thế nào? Công ty duy trì mức tăng trưởng doanh thu liên tục: năm 2015 đạt 23,98 tỷ đồng (lợi nhuận sau thuế 4,58 tỷ đồng); năm 2016 đạt 29,26 tỷ đồng, tăng 22,01% (lợi nhuận sau thuế 6,59 tỷ đồng, tăng 43,77%); năm 2017 đạt 35,48 tỷ đồng, tăng 21,27% (lợi nhuận sau thuế 8,08 tỷ đồng, tăng 22,55%).

2. Nhân viên công ty đánh giá mức độ an toàn của hệ thống thông tin ra sao? Kết quả điều tra 10 cán bộ nhân viên cho thấy có 70% đánh giá hệ thống ở mức kém an toàn, 20% đánh giá tương đối an toàn và chỉ có 10% đánh giá rất an toàn.

3. Yêu cầu phần cứng để cài đặt tường lửa pfSense 2.2 gồm những gì? Cấu hình tối thiểu yêu cầu CPU 500 MHz và RAM 256 MB; cấu hình đề nghị yêu cầu CPU 1 GHz và RAM 1 GB; dung lượng ổ cứng tối thiểu 1 GB đối với bản cài đặt đầy đủ.

4. Mô hình giả lập tường lửa pfSense được thiết kế như thế nào? Mô hình giả lập chạy trên VMware Workstation gồm máy ảo Windows Server 2003 đóng vai trò bộ định tuyến Routing and Remote Access để tạo 2 đường WAN ảo (VMnet 2 và VMnet 3), kết nối tới máy ảo pfSense có cổng LAN nối VMnet 4 (IP 10.0.0.1).

5. Thách thức lớn nhất về an toàn bảo mật dữ liệu của công ty theo phỏng vấn lãnh đạo là gì? Theo Giám đốc điều hành Tống Văn Lĩnh, thách thức lớn nhất là ngân sách đầu tư có hạn, tiếp theo là yếu tố nhận thức và trình độ chuyên môn CNTT của nhân sự còn hạn chế khi toàn công ty chỉ có 5 nhân sự quản lý hệ thống.

Kết luận

Khóa luận đã phân tích toàn diện thực trạng công tác an toàn thông tin và bảo mật cơ sở dữ liệu tại Công ty TNHH Giải pháp phần mềm Gia Linh giai đoạn 2015-2017 thông qua phương pháp kết hợp định tính và định lượng. Nghiên cứu đã làm rõ các lỗ hổng an ninh xuất phát từ việc lạm dụng tường lửa cá nhân, thiếu chính sách quản trị CSDL chặt chẽ và nhận thức bảo mật chưa đồng đều của nhân viên. Trên cơ sở đó, tác giả đã thiết kế giải pháp kỹ thuật tường lửa pfSense 2.2 kết hợp quy trình quản trị CSDL SQL Server 2014 và chính sách nội bộ, mang lại phương án bảo vệ hệ thống khả thi và tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.