CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN AN NINH MẠNG 1.1 An ninh mạng là gì 1.1 Khái niệm về an ninh mạng An ninh mạng có thể hiểu là cách bảo vệ, đảm bảo an toàn cho tất cả các thành phần mạng bao gồm dữ liệu, thiết bị, cơ sở hạ tầng mạng và đảm bảo mọi tài nguyên mạng được sử dụng tương ứng với một chính sách hoạt động được ấn định và chỉ với những người có thẩm quyền tương ứng. An ninh mạng bảo gồm: Xác định các khả năng, nguy cơ xâm phạm mạng, các sự cố rủi ro đối với thiết bị, dữ liệu trên mạng để có các giải pháp phù hợp đảm bảo an toàn mạng. Đánh giá nguy cơ tấn công của Hacker đến mạng. An toàn mạng là một vấn đề cực kì quan trọng trong các hoạt động, giao dịch điện tử và trong khai thác, sử dụng tài nguyên mạng.
Tầm quan trọng của lĩnh vực an ninh mạng ngày càng tăng do sự phụ thuộc ngày càng nhiều vào các hệ thống máy tính và Internet tại các quốc gia, cũng như sự phụ thuộc vào hệ thống mạng không dây như Bluetooth, Wi-Fi, và sự phát triển của các thiết bị thông minh, bao gồm điện thoại thông minh, TV và các thiết bị khác kết nối vào hệ thống Internet of Things. Một thách thức đối với an ninh mạng là xác định chính xác cấp độ an toàn cần thiết cho việc điều khiển hệ thống và các thành phần mạng. Đánh giá các nguy cơ, các lỗ hổng khiến mạng có thể bị xâm nhập. Khi đánh giá được hết những nguy cơ ảnh hưởng tới an ninh mạng thì mới có thể có được những biện pháp tốt nhất để đảm bảo an ninh mạng.
Sử dụng hiệu quả các công cụ bảo mật (như Firewall .) và những biện pháp, chính sách cụ thể chặt chẽ. Hoàng Văn Hanh_CT1901M 8 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp 1.2 Các đặc trưng kỹ thuật của an ninh mạng 1.1 Tính xác thực (Authentication) Các hoạt động kiểm tra tính xác thực là quan trọng nhất trong các hoạt động của một phương thức bảo mật. Một hệ thống thông thường phải thực hiện kiểm tra tính xác thực của một thực thể trước khi thực thể đó thực hiện kết nối với hệ thống. Cơ chế kiểm tra tính xác thực của các phương thức bảo mật dựa vào 3 mô hình chính sau: Đối tượng cần kiểm tra cần phải cung cấp những thông tin trước, ví dụ như Password, hoặc mã số thông số cá nhân PIN (Personal Information Number).
Kiểm tra dựa vào mô hình những thông tin đã có, đối tượng kiểm tra cần phải thể hiện những thông tin mà chúng sở hữu, ví dụ như Private Key, hoặc số thẻ tín dụng. Kiểm tra dựa vào mô hình những thông tin xác định tính duy nhất, đối tượng kiểm tra cần phải có những thông tin để định danh tính duy nhất của mình ví dụ như thông qua giọng nói, dấu vân tay, chữ ký .2 Tính khả dụng (Availability) Tính khả dụng là đặc tính mà thông tin trên mạng được các thực thể tiếp cận và sử dụng theo yêu cầu, khi cần thiết bất cứ khi nào, trong hoàn cảnh nào. Tính khả dụng nói chung dùng tỷ lệ giữa thời gian hệ thống được sử dụng bình thường với thời gian quá trình hoạt động để đánh giá. Tính khả dụng cần đáp ứng những yêu cầu sau: Nhận biết và phân biệt thực thể.
Khống chế tiếp cận (bao gồm cả việc khống chế tự tiếp cận và khống chế tiếp cận cưỡng bức). Khống chế lưu lượng (chống tắc nghẽn…). Hoàng Văn Hanh_CT1901M 9 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp Khống chế chọn đường (cho phép chọn đường nhánh, mạch nối ổn định, tin cậy). Giám sát tung tích (tất cả các sự kiện phát sinh trong hệ thống được lưu giữ để phân tích nguyên nhân, kịp thời dùng các biện pháp tương ứng).3 Tính bảo mật (Confidential) Tính bảo mật là đặc tính tin tức không bị tiết lộ cho các thực thể hay quá trình không được uỷ quyền biết hoặc không để cho các đối tượng đó lợi dụng.
Thông tin chỉ cho phép thực thể được uỷ quyền sử dụng. Kỹ thuật bảo mật thường là phòng ngừa dò la thu thập (làm cho đối thủ không thể dò la thu thập được thông tin), phòng ngừa bức xạ (phòng ngừa những tin tức bị bức xạ ra ngoài bằng nhiều đường khác nhau), tăng cường bảo mật thông tin (dưới sự khống chế của khoá mật mã), bảo mật vật lý (sử dụng các phương pháp vật lý để đảm bảo tin tức không bị tiết lộ).4 Tính toàn vẹn (Integrity) Là đặc tính khi thông tin trên mạng chưa được uỷ quyền thì không thể tiến hành biến đổi được. Những nhân tố chủ yếu ảnh hưởng tới sự toàn vẹn thông tin trên mạng gồm: sự cố thiết bị, sai mã, bị tác động của con người và virus máy tính. Một số phương pháp bảo đảm tính toàn vẹn thông tin trên mạng: Giao thức an toàn có thể kiểm tra thông tin bị sao chép, sửa đổi.
Nếu phát hiện thì thông tin đó sẽ bị vô hiệu hoá. Phương pháp phát hiện sai và sửa sai. Phương pháp sửa sai mã hoá đơn giản nhất và thường dùng là phép kiểm tra chẵn - lẻ. Biện pháp kiểm tra mật mã ngăn ngừa hành vi xuyên tạc và cản trở truyền tin.
Chữ ký điện tử: bảo đảm tính xác thực của thông tin. Hoàng Văn Hanh_CT1901M 10 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp Yêu cầu cơ quan quản lý hoặc trung gian chứng minh tính chân thực của thông tin.5 Tính khống chế (Accountlability) Là đặc tính về năng lực khống chế truyền bá và nội dung vốn có của tin tức trên mạng.6 Tính không thể chối cãi (Nonreputation) Trong quá trình giao lưu tin tức trên mạng, xác nhận tính chân thực đồng nhất của những thực thể tham gia, tức là tất cả các thực thể tham gia không thể chối bỏ hoặc phủ nhận những thao tác và cam kết đã được thực hiện.3 Các lỗ hổng và điểm yếu mạng Các lỗ hổng bảo mật hệ thống là các điểm yếu có thể tạo ra sự ngưng trệ của dịch vụ, thêm quyền với người sử dụng hoặc cho phép các truy cập trái phép vào hệ thống. Các lỗ hổng tồn tại trong các dịch vụ như Web, Ftp … và trong các hệ điều hành như Windows NT, Windows 95, UNIX hoặc trong các ứng dụng. Gồm có 3 loại lỗ hổng bảo mật: Lỗ hổng loại C: cho phép thực hiện các phương thức tấn công theo kiểu từ chối dịch vụ DoS (Dinal of Services).
Mức nguy hiểm thấp, chỉ ảnh hưởng chất lượng dịch vụ, có thể làm ngưng trệ, gián đoạn hệ thống, không phá hỏng dữ liệu hoặc chiếm quyền truy nhập. Lổ hổng loại B: cho phép người sử dụng có thêm các quyền trên hệ thống mà không cần thực hiện kiểm tra tính hợp lệ. Mức độ nguy hiểm trung bình, những lỗ hổng này thường có trong các ứng dụng trên hệ thống, có thể dẫn đến lộ thông tin yêu cầu bảo mật. Lỗ hổng loại A: Các lỗ hổng này cho phép người sử dụng ở ngoài cho thể truy nhập vào hệ thống bất hợp pháp.
Lỗ hổng rất nguy hiểm, có thể làm phá hủy toàn bộ hệ thống. Hoàng Văn Hanh_CT1901M 11 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp Hacker có thể lợi dụng những lỗ hổng trên để xâm nhập vào hệ thống, lợi dụng các lỗ hổng hệ thống, hoặc từ chính sách bảo mật, hoặc sử dụng các công cụ dò xét để cướp quyền truy nhập. Sau khi xâm nhập có thể tiếp tục tìm hiểu các dịch vụ trên hệ thống, nắm bắt được các điểm yếu và thực hiện các hành động phá hoại tinh vi hơn.2 Một số phương thức tấn công mạng 1.1 Xem trộm thông tin (Release of Message Content) Trong trường hợp này Hacker ngăn chặn các thông điệp giữa người gửi và người nhận, và xem được nội dung của thông điệp đó. Hình 1-1 Xem trộm thông điệp Hoàng Văn Hanh_CT1901M 12 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp 1.2 Thay đổi thông điệp (Modification of Message) Hình 1-2 Thay đổi thông điệp Trường hợp này Hacker chặn các thông điệp và ngăn không cho các thông diệp này tới đích.
Sau đó thay đổi nội dung của thông điệp và gửi cho người nhận. Người nhận không hề biết nội dung thông điệp đã bị thay đổi.3 Mạo danh (Masquerada) Trường hợp này Hacker sẽ giả là người gửi và gửi đi thông điệp cho người nhận. Người nhận không biết điều này và nghĩ rằng đó là thông điệp từ người gửi. Hình 1-3 Mạo danh và gửi đi thông điệp Hoàng Văn Hanh_CT1901M 13 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp 1.4 Phát lại thông điệp (Replay) Trường hợp này Hacker sao chép lại thông điệp từ người gửi.
Sau đó một thời gian Hacker gửi lại bản sao chép này cho người nhận. Người nhận tin rằng thông điệp này vẫn từ phía người gửi, nội dung của thông điệp là giống nhau. Hình 1-4 Sao chép và gửi đi thông điệp giả 1.3 Một số giải pháp bảo mật 1.1 Hệ thống tường lửa Tường lửa là hệ thống kiểm soát truy cập giữa mạng nội bộ và mạng Internet. Một kỹ thuật được tích hợp vào hệ thống mạng để chống sự truy cập trái phép, nhằm bảo vệ các nguồn thông tin nội bộ và hạn chế sự xâm nhập không mong muốn vào hệ thống.
Firewalls cung cấp hai chức năng chính cho nhà quản trị mạng. Thứ nhất là chức năng kiểm soát những gì mà người dùng từ mạng ngoài có thể nhìn thấy được và những dịch vụ nào được cho phép sử dụng ở mạng nội bộ. Thứ hai là kiểm soát những nơi nào, dịch vụ nào của Internet mà một user trong mạng nội bộ có thể được truy cập, được sử dụng. Firewalls có hai loại và mỗi loại có ưu điểm khác nhau.
Firewall cứng có hiệu năng ổn định, không phụ thuộc vào hệ điều hành, virus, mã độc, ngăn Hoàng Văn Hanh_CT1901M 14 Tìm hiểu về mạng riêng ảo và ứng dụng Đồ án tốt nghiệp chặn tốt giao thức ở tầng mạng trong mô hình TCP/IP. Firewall mềm rất linh hoạt trong những cấu hình ở giao thức tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP.2 Hệ thống phát hiện và chống xâm nhập IDS/IPS Hệ thống phát hiện xâm nhập IDS (Intrusion Detect System) cung cấp thêm cho việc bảo vệ thông tin mạng ở mức độ cao hơn. IDS cung cấp thông tin về các cuộc tấn công vào hệ thống mạng. Tuy nhiên IDS không tự động cấm hoặc là ngăn chặn các cuộc tấn công.
Hệ thống ngăn chặn xâm nhập IPS (Intrusion Prevent System) nhằm mục đích bảo vệ tài nguyên, dữ liệu và mạng.