Nghiên Cứu Đảm Bảo An Toàn Thông Tin Trong Hệ Thống Tính Toán Lưới

Tính toán lưới mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Đầu tiên, nó khai thác các tài nguyên nhàn rỗi, cho phép ứng dụng chạy trên một tài nguyên khác khi cần thiết. Thống kê cho thấy máy tính để bàn thường chỉ bận 5% thời gian, còn lại là rỗi. Thứ hai, nó cung cấp khả năng xử lý song song, chia công việc thành nhiều phần nhỏ và thực hiện đồng thời trên các tài nguyên khác nhau, giúp rút ngắn thời gian đáng kể. Tuy nhiên, không phải ứng dụng nào cũng phù hợp với cách này. Cần xem xét khả năng song song hóa và sự trao đổi giữa các công việc con để đánh giá hiệu quả. Cuối cùng, nó giúp hợp tác giữa các tổ chức thông qua khái niệm tổ chức ảo, chia sẻ tài nguyên như dữ liệu và thiết bị đặc biệt.

Có bốn vấn đề cơ bản cần quan tâm trong tính toán lưới. Một là, an toàn và bảo mật. Một nền tảng an toàn và bảo mật vững chắc sẽ quyết định sự phát triển của môi trường tính toán lưới. Với tính chất qui mô lớn, quan hệ chia sẻ tài nguyên giữa nhiều tổ chức, an toàn và bảo mật luôn phải được coi là một trong những yếu tố hàng đầu trong lưới. Hai vấn đề quan trọng trong an toàn bảo mật phải xem xét trong tính toán lưới là: chứng thực người dùng (Authentication) và xác thực thẩm quyền (Authorization). Hai là, lập lịch và quản lý tài nguyên. Ba là, dịch vụ thông tin. Bốn là, quản lý dữ liệu.

Các ứng dụng và hệ thống lưới có thể đòi hỏi bất cứ chức năng nào trong các chức năng cơ bản của an toàn thông tin như là: chứng thực, điều khiển truy nhập, và toàn vẹn. Khi phát triển kiến trúc lưới, cũng cần phải lựa chọn giải pháp để đáp ứng được đòi hỏi của các đặc tính rất riêng của lưới: Đăng nhập một lần, giấy ủy nhiệm người dùng, tích hợp các giải pháp an toàn thông tin địa phương, hạ tầng giấy ủy nhiệm, chứng chỉ số thống nhất, hỗ trợ an toàn nhóm truyền thông, độc lập công nghệ.

Một vấn đề quan trọng đặt ra trong nghiên cứu an toàn bảo mật trên lưới là việc quản lý bảo mật và danh sách điều khiển truy nhập trong một môi trường động và có tính phân tán cao. Luận văn trình bày một giải pháp hoàn chỉnh cho việc quản lý người dùng lưới, xác thực phân quyền và cho phép người dùng hay tổ chức ảo gia nhập mới. Giải pháp được phát triển trong lưới tìm kiếm và so khớp tài liệu điện tử liên trường GOODAS.

Hệ thống lưới đối mặt với nhiều rủi ro an ninh mạng, bao gồm tấn công từ chối dịch vụ (DoS), tấn công xen giữa (Man-in-the-Middle), và khai thác lỗ hổng bảo mật. Việc đánh giá rủi ro an ninh mạng lưới cần được thực hiện thường xuyên để xác định các điểm yếu và triển khai các biện pháp phòng ngừa tấn công. Các biện pháp này có thể bao gồm tường lửa, hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS), và các giao thức mã hóa.

GSI (Grid Security Infrastructure) là một kiến trúc an ninh toàn diện được thiết kế để bảo vệ các hệ thống lưới. Nó cung cấp các cơ chế để xác thực người dùng, ủy quyền truy cập, và bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải. GSI dựa trên các tiêu chuẩn bảo mật mở và có thể được tích hợp với các hệ thống an ninh hiện có.

GSI có nhiều ứng dụng trong bảo mật hệ thống tính toán lưới. Nó có thể được sử dụng để bảo vệ các tài nguyên tính toán, dữ liệu, và các dịch vụ. GSI cũng có thể được sử dụng để kiểm soát truy cập vào các tài nguyên và dịch vụ, và để đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập chúng.

Globus Toolkit là một bộ công cụ phần mềm được sử dụng để xây dựng và triển khai các hệ thống lưới. Nó bao gồm các thành phần để quản lý tài nguyên, truyền dữ liệu, và bảo mật. Globus Toolkit sử dụng GSI để cung cấp các dịch vụ bảo mật cho các hệ thống lưới.

GOODAS (Grid Oriented Online Document Analyzing System) là một hệ thống lưới tìm kiếm và so khớp tài liệu điện tử liên trường. Nó cho phép người dùng tìm kiếm và truy cập các tài liệu điện tử được lưu trữ trên các hệ thống khác nhau. GOODAS sử dụng GSI để bảo vệ các tài liệu điện tử và để kiểm soát truy cập vào chúng.

Mô hình bảo mật cho GOODAS dựa trên GSI. Nó sử dụng các chứng chỉ số để xác thực người dùng và để ủy quyền truy cập vào các tài liệu điện tử. Mô hình bảo mật cũng bao gồm các cơ chế để bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải và lưu trữ.

GOODAS sử dụng VOMS (Virtual Organization Membership Service) để quản lý thành viên của các tổ chức ảo. Nó cũng sử dụng EDG-MKGRIDMAP để ánh xạ người dùng lưới vào các tài khoản người dùng địa phương. Các công cụ này giúp GOODAS quản lý người dùng và kiểm soát truy cập vào các tài nguyên một cách hiệu quả.

Việc đánh giá rủi ro an ninh mạng lưới được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích định tính và định lượng. Các phương pháp này giúp xác định các điểm yếu trong hệ thống lưới và đánh giá mức độ nghiêm trọng của các rủi ro an ninh mạng. Kết quả đánh giá rủi ro được sử dụng để ưu tiên các biện pháp bảo mật cần triển khai.

Kiểm thử xâm nhập hệ thống lưới được thực hiện bởi các chuyên gia bảo mật. Các chuyên gia này sử dụng các công cụ và kỹ thuật tấn công mạng để tìm kiếm các lỗ hổng bảo mật trong hệ thống lưới. Các lỗ hổng bảo mật được phát hiện sẽ được vá để ngăn chặn các cuộc tấn công mạng.

Phân tích nhật ký an toàn thông tin là một phương pháp giám sát và phát hiện xâm nhập hiệu quả. Các nhật ký an toàn thông tin ghi lại các hoạt động của người dùng và hệ thống. Phân tích các nhật ký này giúp phát hiện các hoạt động bất thường có thể là dấu hiệu của một cuộc tấn công mạng.

Học máy có thể được sử dụng để phát hiện các cuộc tấn công mạng bằng cách phân tích các mẫu dữ liệu. Các thuật toán học máy có thể được huấn luyện để nhận biết các hoạt động bất thường có thể là dấu hiệu của một cuộc tấn công mạng.

Blockchain là một công nghệ sổ cái phân tán có thể được sử dụng để bảo vệ dữ liệu trong hệ thống lưới. Blockchain giúp đảm bảo tính toàn vẹn và không thể chối bỏ của dữ liệu.

Điện toán đám mây cung cấp các giải pháp an toàn thông tin tiên tiến, như mã hóa dữ liệu, kiểm soát truy cập, và giám sát an ninh. Các giải pháp này có thể giúp bảo vệ hệ thống lưới khỏi các cuộc tấn công mạng.