MỞ ĐẦU Ngày nay, lĩnh vực bảo mật an toàn thông tin đang đƣợc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống thông tin nhằm đảm bảo một hệ thống có tính bảo mật, tin cậy và sẵn sàng. Đặc biệt là những hệ thống cơ sở dữ liệu lƣu trữ lớn hoặc Trung tâm tích hợp dữ liệu cần phải có những giải pháp đảm bảo an toàn và bí mật trong lĩnh vực ngân hàng, tài chính, bảo hiểm. Ngƣời ta đều xây dựng và triển khai các Trung tâm tích hợp dữ liệu nhƣng việc nghiên cứu các giải pháp đảm bảo an toàn và bảo mật thì chƣa đƣợc quan tâm nhiều. Trên thế giới thì lĩnh vực nghiên cứu này đƣợc nhiều quốc gia đầu tƣ nghiên cứu nhƣ Mỹ, Anh, Nhật, Đức, Hàn Quốc, Úc,.
nghiên cứu nhiều và gần đây có những hƣớng nghiên cứu điện toán đám mây, ứng dụng vấn đề lƣu trữ. Nhƣng vấn đề này ở Việt Nam là một trong vấn đề mới cần đƣợc quan tâm đầu tƣ nghiên cứu, chính vì vậy việc nghiên cứu giải pháp đảm bảo an toàn và bảo mật cho Trung tâm tích hợp dữ liệu là rất cần thiết. Để triển khai nội dung trên thì chúng ta cần tập trung nghiên cứu các vấn đề an toàn bảo mật thông tin, về các công nghệ triển khai cho Trung tâm tích hợp dữ liệu về mô hình hệ thống Trung tâm tích hợp dữ liệu. Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp đảm bảo an toàn và bảo mật thông tin cho Trung tâm tích hợp dữ liệu.
Triển khai xây dựng giải pháp thử nghiệm cho một số ứng dụng đảm bảo an toàn và bảo mật thông tin cho Trung tâm tích hợp dữ liệu của Cục Đăng Kiểm Việt Nam. Nội dung của luận văn là: Nghiên cứu về giải pháp đảm bảo an toàn bảo mật cho Trung tâm tích hợp dữ liệu là lĩnh vực nghiên cứu mới ở Việt Nam. Để giải quyết các vấn đề trên thì đề tài tập trung vào các vấn đề sau: - Nghiên cứu về an toàn bảo mật thông tin, mật mã, xác thực thông tin. - Nghiên cứu về mô hình hệ thống, công nghệ, và thuật toán liên quan tới Trung tâm tích hợp dữ liệu.
- Đề xuất đƣợc những giải pháp đảm bảo an toàn và bảo mật cho Trung tâm tích hợp dữ liệu. - Triển khai xây dựng ứng dụng thử nghiệm đảm bảo an toàn và bảo mật thông tin cho Trung tâm tích hợp dữ liệu của Cục Đăng Kiểm Việt Nam. 7 z DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt Từ viết tắt Cơ sở dữ liệu CSDL Vitual Private Network Mạng riêng ảo VNP Uninterruptible Power Supplier Bộ lƣu trữ điện dự phòng UPS Database management system Hệ quản trị cơ sở dữ liệu DBMS eXtensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML Internet protocol suite Bộ giao thức liên mạng TCP/IP Local Area Network Mạng cục bộ LAN Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hóa tiên tiến AES Windows Communication WCF Foundation DataBase Management System Hệ quản trị cơ sở dữ liệu DBMS 8 z DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Trang Hình 1.1 Sơ đồ bố trí phòng Server.2 Sơ đồ bố trí phòng mạng.1 Thông tin vào, ra CSDL.2 Mô hình một hệ thống kiểm soát truy cập.3 Sơ đồ kết nối VPN mạng cơ quan và chi nhánh.4 Quá trình mã hóa và giải mã.5 Mã hóa bằng khóa bí mật.6 Mã hóa bằng khóa công khai.8 Các bƣớc thực hiện của thuật toán RSA.9 Mô hình client/server.10 Mô hình trao đổi dữ liệu.11 Trao đổi thông tin theo giao thức SSL.12 Trao đổi dữ liệu giữa hai nút mạng.13 Mô hình ứng dụng truy xuất CSDL.14 Mô hình giao diện ngƣời dùng.15 Trao đổi thông tin giữa hai điểm.16 Trao đổi thông tin sử dụng hạ tầng VPN.17 Trao đổi thông tin mã hóa giữa hai điểm.18 Mô hình xác thực cơ bản.19 Mô hình xác thực dùng chữ ký số.20 Mô hình xác thực SSL.21 Mô hình desktop.22 Mô hình client/server.23 Mô hình client/server chi tiết.24 Mô hình kết nối ứng dụng trên mạng Internet.1 Mô hình kiến trúc hệ thống.2 Trao đổi thông tin ứng dụng và CSDL.3 Một số nguy cơ tiềm ẩn.4 Ứng dụng truy xuất CSDL.5 Platform/Transport Level.6 Message-level (end-to-end) security.7 Mã hóa dữ liệu trƣớc khi chèn vào CSDL.8 Hiển thị dữ liệu trong CSDL sau khi đã đƣợc mã hóa.9 Cấu trúc file thông tin khóa.10 Giao diện chƣơng trình.12 Lựa chọn cách nhập khóa bí mật.13 Đăng ký thông tin phƣơng tiện mới chƣa giải mã.14 Đăng ký thông tin phƣơng tiện mới đã giải mã.15 Dữ liệu đƣợc bảo mật trong CSDL.16 Đăng ký kiểm định.17 Thông tin phƣơng tiện đã đăng ký chƣa giải mã.18 Thông tin phƣơng tiện đã đăng ký đã giải mã. 78 9 z Chƣơng 1: TỔNG QUAN Chƣơng 1 tìm hiểu sơ lƣợc về trung tâm tích hợp dữ liệu, một số vấn đề thƣờng gặp phải đối với trung tâm tích hợp dữ liệu, qua đó tìm hiểu một số giải pháp đƣợc áp dụng trong việc đảm bảo an toàn và bảo mật cho trung tâm tích hợp dữ liệu.
Mục tiêu chính của đề tài không nhằm mục đích đƣa ra các phải pháp mà chỉ là nghiên cứu một số giải pháp đảm bảo an toàn và bảo mật, và ứng dụng những kiến thức cơ bản về bảo mật để xây dựng ứng dụng thử nghiệm đáp ứng một số yêu cầu cơ bản về bảo mật cho ứng dụng hoạt động tại trung tâm. Cụ thể ở đây là việc ứng dụng kiến thức cơ bản về bảo mật CSDL cho ứng dụng kiểm định khí thải mà có máy chủ CSDL đặt tại trung tâm tích hợp dữ liệu cục đăng kiểm. Việc tìm hiểu về trung tâm tích hợp dữ liệu nằm trong phạm vi một tổ chức cơ quan nhà nƣớc là Cục Đăng Kiểm, tìm hiểu về hệ thống trung tâm tích hợp dữ liệu của Cục Đăng Kiểm xem hiện tại thì cách thức tổ chức, bố trí các thiết bị trong trung tâm, mô hình hoạt động ra sao và có những nguy cơ gì đối với hệ thống đó, việc tìm hiểu này trên cơ sở lần đầu tiếp xúc, quan sát một trung tâm tích hợp dữ liệu của một cơ quan, việc tìm hiểu dựa trên cơ sở là ngƣời mới bắt đầu tìm hiểu về trung tâm tích hợp dữ liệu. Và từ đó nghiên cứu giải pháp đã hoặc sẽ đƣợc áp dụng đảm bảo cho hệ thống đƣợc an toàn trƣớc những nguy cơ an ninh.
Theo khảo sát trực tiếp trong những lần đi tham quan tại trung tâm tích hợp dữ liệu của cục đăng kiểm, nói nhƣ vậy không có nghĩa là khảo sát đƣợc hết thì đã có một cái nhìn chung về một trung tâm tích hợp dữ liệu nhƣ sau: 1. Khái niệm Trung tâm tích hợp dữ liệu trƣớc hết là trung tâm có phòng server, phòng tin học có những thiết bị phục vụ cho việc kết nối mạng nhƣ switch, router, hub… và có các máy chủ website, máy chủ CSDL, hosting, chia sẻ dữ liệu, máy chủ mail để phục vụ cho việc lƣu trữ, xử lý thông tin,. phục vụ cho hoạt động của cơ quan, tổ chức. Ví dụ nhƣ máy chủ CSDL thì lƣu CSDL cho các ứng dụng website, ứng dụng nội bộ trong cơ quan, ứng dụng webservice,… Máy chủ website thì chạy ứng dụng website, thông tin của ứng dụng website truy xuất đến CSDL ở máy chủ CSDL… 1.
Một số thành phần cơ bản và kiến trúc Trƣớc hết là cách bố trí trong phòng Server của trung tâm. Phòng Server thì có một số máy chủ CSDL, máy chủ website, máy chủ webservice,…phân chia rõ thành hai phần chính. Thứ nhất là một góc trong phòng đặt máy chủ CSDL riêng của hãng IBM chạy hệ điều hành Windows Server 2003 và cài đặt DBMS MS SQL Server 2008, ở một góc khác của phòng là bố trí các máy chủ website, máy chủ webservice riêng biệt, tức là chỉ để phục vụ ứng dụng về website hoặc webservice trên đó. 10 z Sơ đồ bố trí đƣợc tổ chức, sắp xếp nhƣ sau: Phòng Server Điều hòa không khí Hệ thống dây mạng Bàn, tủ đựng Sao lƣu CSDL Máy chủ CSDL đồ dùng Bảo vệ Máy chủ Webservice Máy chủ Web Cửa ra vào Hình 1.1 Sơ đồ bố trí phòng Server.
Ở đây chúng ta thấy là cách bố trí, tổ chức trong phòng Server cũng rất đơn giản. đựng những thiết bị nhƣ cáp mạng, ổ cứng, tài liệu và cả bình chống cháy, có hệ thống điều hòa không khí. Ở đây thì thực tế điều hòa không khí là cũng chỉ là loại để làm mát nhƣ bình thƣờng ở các hộ gia đình. Chạy liên tục 24/24 làm mát cả phòng Server duy trì nhiệt độ cho phòng server luôn ở mức 28 độ, Có các máy chủ CSDL và sao lƣu phục vụ cho việc lƣu trữ thông tin, chia sẽ dữ liệu.
Ngoài ra thì có máy chủ web chứa website của cục, máy chủ webservice chạy webservice. Ở cửa ra vào thì có nhân viên bảo vệ trực để đảm bảo an ninh cho phòng server và có thể khắc phục sự có nếu xảy ra. Hệ thống cáp mạng kết nối các máy chủ CSDL, máy chủ web,… sang phòng mạng. Mục đích của luận văn cũng chỉ tập trung vào phần CSDL (máy chủ CSDL), bảo mật thông tin CSDL này.
Phòng mạng có nhiều router, switch, hub,… Kết nối tới tất cả các phòng trong Cục Đăng Kiểm, kết nối với các máy chủ web, CSDL. trong phòng server. Mô hình tổ chức đƣợc mô tả nhƣ sau: Internet Phòng Sever Phòng A Phòng B Modem Điều Firewall Router Switch hòa không khí Hình 1.2 Sơ đồ bố trí phòng mạng. Trong phòng mạng cũng có một số thiết bị nhƣ trong phòng server nhƣ bình cứu hỏa, điều hòa không khí duy trì nhiệt độ trong phòng vào khoảng 28 độ, bàn tủ, hệ thống dây cáp mạng kết nối với phòng server chạy các ứng dụng web, CSDL, ứng dụng chia sẻ file, email.
Một số vấn đề về an ninh an toàn đối với một trung tâm tích hợp dữ liệu Nhƣ vậy qua tìm hiểu sơ lƣợc về trung tâm tích hợp dữ liệu, chúng ta đã có một cái nhìn cơ bản, hình dung đƣợc về một trung tâm tích hợp dữ liệu. Hiểu một cách đơn giản thì trung tâm tích hợp dữ liệu là một khu vực mà trong đó tích hợp CSDL của các ứng dụng trong một cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp,…và trong đó có các kết nối 11 z mạng, máy chủ chạy ứng dụng CSDL…thực hiện việc trao đổi dữ liệu giữa tổ chức,.với CSDL trung tâm qua mạng cục bộ, mạng Internet… Chính vì cách tổ chức, lƣu trữ dữ liệu, trao đổi dữ liệu nhƣ vậy mà cần đặt ra vấn về về đảm bảo an ninh an toàn với dữ liệu này.