I. Giới thiệu đề tài
Trong bối cảnh gia tăng nhanh chóng về tốc độ đường truyền Internet, vấn đề an ninh mạng trở thành một trong những ưu tiên hàng đầu trong lĩnh vực khoa học máy tính. Hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS) và hệ thống chống xâm nhập (IPS) đã trở thành những công cụ quan trọng giúp bảo vệ thông tin và tài sản của tổ chức. Đề tài này tập trung vào việc hiện thực hóa một hệ thống phát hiện xâm nhập mạng bằng cách kết hợp giữa phần cứng và phần mềm, nhằm tối ưu hóa khả năng phát hiện và ngăn chặn các cuộc tấn công. Đặc biệt, phần mềm Snort được sử dụng như một công cụ chính để phân tích và phát hiện các dấu hiệu xâm nhập vào hệ thống.
1.1 Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu chính của đề tài là phát triển một mô hình hệ thống phát hiện xâm nhập mạng hiệu quả, bằng cách kết hợp phần cứng và phần mềm. Đề tài sẽ sử dụng NetFPGA board để thực hiện các chức năng của phần mềm Snort, nhằm đảm bảo tốc độ xử lý cao và khả năng mở rộng linh hoạt. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả phát hiện xâm nhập mà còn giảm thiểu chi phí đầu tư cho các giải pháp bảo mật phức tạp khác.
II. Giải pháp cho hệ thống IDS
Hệ thống IDS hiện tại chủ yếu dựa vào các phần mềm như OSSEC và Snort để phát hiện các dấu hiệu xâm nhập. Trong đó, Snort được biết đến như một trong những phần mềm mã nguồn mở hiệu quả nhất cho hệ thống phát hiện xâm nhập mạng (NIDS). Snort sử dụng các luật được định nghĩa trước để phát hiện các hành động xâm nhập. Tuy nhiên, với sự gia tăng về tốc độ đường truyền, việc chỉ dựa vào phần mềm để xử lý tất cả các gói tin trở nên không khả thi. Do đó, việc kết hợp giữa phần cứng và phần mềm sẽ mang lại hiệu quả tối ưu hơn cho hệ thống. Việc sử dụng NetThread trên NetFPGA giúp giảm tải cho phần mềm và tăng tốc độ xử lý gói tin, từ đó nâng cao khả năng phát hiện xâm nhập.
2.1 Giải pháp phần mềm
Phần mềm Snort được sử dụng để phân tích và phát hiện các gói tin nghi ngờ trong hệ thống phát hiện xâm nhập mạng. Snort có khả năng hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau như Sniffer, NIDS, và Inline, cho phép người dùng tùy chỉnh theo nhu cầu bảo mật cụ thể. Snort cũng hỗ trợ người dùng trong việc xây dựng và cập nhật các luật phát hiện xâm nhập, giúp hệ thống luôn được cập nhật với các mối đe dọa mới. Qua đó, kết hợp Snort với phần cứng sẽ tạo ra một giải pháp hoàn chỉnh và hiệu quả hơn cho việc bảo vệ hệ thống mạng.
III. Hiện thực hệ thống
Quá trình hiện thực hóa hệ thống phát hiện xâm nhập mạng bao gồm việc thiết lập cấu trúc phần cứng và phần mềm trên NetFPGA board. Việc sử dụng soft-processor NetThread cho phép thực hiện các chức năng của Snort một cách hiệu quả, đồng thời tăng cường khả năng xử lý song song. Hệ thống sẽ nhận các gói tin từ mạng, thực hiện phân tích và phát hiện các hoạt động bất thường. Kết quả của quá trình này sẽ được ghi lại và cảnh báo tới người quản trị. Điều này không chỉ giúp tăng cường bảo mật hệ thống mà còn cải thiện khả năng phản ứng nhanh chóng đối với các mối đe dọa.
3.1 Mô hình đề nghị
Mô hình đề nghị cho hệ thống phát hiện xâm nhập mạng được thiết kế với sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm. Các module phần cứng chịu trách nhiệm thực hiện các tác vụ tốn thời gian như so trùng chuỗi, trong khi phần mềm Snort sẽ xử lý các gói tin và phát hiện xâm nhập. Mô hình này không chỉ tối ưu hóa hiệu suất hệ thống mà còn đảm bảo khả năng mở rộng và linh hoạt, giúp đáp ứng nhanh chóng với các yêu cầu và thay đổi trong môi trường mạng.
IV. Kết quả thực nghiệm và đánh giá hệ thống
Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống phát hiện xâm nhập mạng kết hợp giữa phần cứng và phần mềm đã hoạt động hiệu quả trong việc phát hiện các cuộc tấn công. Hệ thống có khả năng xử lý một lượng lớn gói tin mà không làm giảm hiệu suất. Việc thay đổi số lượng threads trong quá trình hoạt động cũng cho thấy sự linh hoạt và hiệu quả của hệ thống trong việc xử lý các tình huống khác nhau. Điều này chứng tỏ rằng việc kết hợp giữa phần mềm Snort và phần cứng NetFPGA là một giải pháp khả thi cho việc bảo vệ hệ thống mạng hiện nay.
4.1 Đánh giá hệ thống
Qua các thử nghiệm, hệ thống phát hiện xâm nhập mạng cho thấy khả năng phát hiện các cuộc tấn công đáng kể, đồng thời giữ được tốc độ xử lý cao. Hệ thống có thể xử lý hàng triệu gói tin mỗi giây mà không gặp phải tình trạng nghẽn mạng. Điều này chứng minh rằng việc áp dụng công nghệ phần cứng trong hệ thống phát hiện xâm nhập không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn gia tăng tính bảo mật cho hệ thống mạng.
