Tìm hiểu mô hình điện toán đám mây và vấn đề bảo mật dữ liệu trong điện toán đám mây

MỤC LỤC
PHẦN I: LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................1
PHẦN II: NỘI DUNG.....................................................................................2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY....................2
1.1 Điện tốn đám mây...........................................................................2
1.1.1. Khái niệm....................................................................................2
1.1.2. Điện tốn đám mây có năm đặc điểm chính như sau:.................2
1.2. Kiến trúc điện tốn đám mây..........................................................3
1.3. Sự phát triển của Điện toán đám mây tại Việt Nam.....................5
CHƯƠNG 2: BẢO VỆ THƠNG TIN TRONG ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY5
2.1. An ninh dữ liệu trong điện toán đám mây.....................................5
2.1.1. Một số vấn đề bảo vệ dữ liệu trong điện toán đám mây.............5
2.2.2. Giải pháp bảo vệ dữ liệu cho điện tốn đám mây.......................7
2.2. Các thuật tốn mã hóa dữ liệu lưu trữ cho điện toán đám mây. .8
2.2.1. Thuật toán RSA...........................................................................8
2.2.2. Thuật toán AES...........................................................................9
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG BẢO VỆ THƠNG TIN TRONG ĐIỆN
TỐN ĐÁM MÂY....................................................................................10
3.1. Mã hóa dữ liệu phía máy chủ ownCloud.....................................10
3.1.1. Kích hoạt mã hóa.......................................................................10
3.1.2 Chia sẻ tập tin được mã hóa.......................................................11
3.1.3 Mật khẩu khơi phục khóa (Key Recovery Password)................11
3.1.4. Loại bỏ mã hóa..........................................................................12
3.2. Nghiên cứu xây dựng giải pháp mã hóa dữ liệu người dùng......12
i


3.2.1. Giao diện Chương trình.............................................................13
3.2.2. Chức năng tạo khóa và mã hóa.................................................13
3.2.3. Chức năng giải mã.....................................................................14
KẾT LUẬN....................................................................................................16

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................17

ii


PHẦN I: LỜI MỞ ĐẦU
Điện toán đám mây- Cloud Computing được hình thành năm 1969 và
có sự phát triển mạnh mẽ từ khi có internet băng thơng rộng, đã làm thay đổi
cách thức hoạt động của điện toán truyền thống. Hiện nay, điện toán đám mây
được các quốc gia trên thế giới ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hoạt
động của đời sống, kinh tế xã hội. Bằng việc tối ưu sử dụng các nguồn tài
nguyên hệ thống, điện tốn đám mây đem lại nhiều lợi ích, cơ hội mới cho
các các cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp trong q trình đẩy mạnh ứng dụng
cơng nghệ thơng tin, truyền thông vào hoạt động chuyên ngành.
Ở nước ta hiện nay, hầu hết các tổ chức, doanh nghiệp đã có hiểu biết
cơ bản về điện toán đám mây. Nhiều tổ chức, doanh nghiệp đã và đang sử
dụng điện toán đám mây theo các mức độ khác nhau. Một số cơng trình
nghiên cứu đã chỉ rõ điện toán đám mây là giải pháp tối ưu để các doanh
nghiệp nước ta giảm thiểu chi phí cũng như tăng hiệu suất làm việc ở mức tối
đa.
Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng cho thấy có nhiều
vấn đề về nguy cơ an ninh an tồn thơng tin đang đặt ra hiện nay đối với việc
lưu trữ dữ liệu trên đám mây. Do vậy, tình hình sử dụng cơng nghệ đám mây
cịn gặp phải một số khó khăn nhất định, hiệu quả ứng dụng chưa phát huy tối
đa tính ưu việt của các dịch vụ. Trước những u cầu cấp bách đó, địi hỏi cần
có những nghiên cứu, giải pháp tăng tính an tồn cho đám mây cũng như việc
bảo mật thơng tin, dữ liệu lưu trữ.
Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Tìm hiểu mơ hình điện tốn đám
mây và vấn đề bảo mật dữ liệu trong điện toán đám mây” mang tính cấp
thiết, thực sự có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

1


PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1 Điện toán đám mây
1.1.1. Khái niệm
Hiện tại, định nghĩa của Viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Mỹ NIST (National Institute of Science and Technology) được cho là thể hiện rõ
nhất bản chất của điện toán đám mây: điện tốn đám mây là mơ hình điện
tốn cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài ngun tính tốn
(mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ…) theo nhu cầu một cách
thuận tiện và nhanh chóng. Đồng thời, điện tốn đám mây cũng cho phép kết
thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các tương tác
với nhà cung cấp.
1.1.2. Điện tốn đám mây có năm đặc điểm chính như sau:
Tự phục vụ theo nhu cầu (On-deman self-service): Người sử dụng có
thể tự cung cấp các tài nguyên như máy chủ ảo, tài khoản email… mà khơng
cần có người tương tác với nhân viên của nhà cung cấp dịch vụ (nhân viên
công nghệ thông tin).
Mạng lưới truy cập rộng lớn (Broad Network Access): Khách hàng có
thể truy cập tài nguyên qua mạng máy tính (như mạng Internet) từ nhiều thiết
bị khác nhau (điện thoại thơng minh, máy tính bảng, máy tính xách tay…).
Tài nguyên được chia sẻ (Resource Pooling): Tài nguyên của các nhà
cung cấp dịch vụ được chia sẻ tới nhiều khách hàng. Thông thường, các công
nghệ ảo hóa được sử dụng để cho nhiều bên cùng thuê và cho phép tài nguyên
được cấp phát động dựa theo nhu cầu của khách hàng.
Tính linh hoạt nhanh (Rapid elasticity): Tài nguyên có thể được cung
cấp và giải phóng nhanh, tự động dựa trên nhu cầu. Khách hàng có thể tăng
2

hoặc giảm việc sử dụng dịch vụ đám mây một cách dễ dàng theo nhu cầu hiện
tại của mình.
Ước lượng dịch vụ (Measured service): Khách hàng chỉ chi trả cho tài
nguyên thực tế họ đã sử dụng. Thông thường, nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung
cấp cho khách hàng bảng điều khiển (dashboard) để họ có thể theo dõi việc sử
dụng dịch vụ của họ.
1.2. Kiến trúc điện toán đám mây
Kiến trúc điện toán đám mây bao gồm nhiều thành phần đám mây liên
kết với nhau. Ta có thể chia kiến trúc điện toán đám mây thành hai phần quan
trọng: nền tảng font-end và nền tảng back-end. Hai phần này kết nối với nhau
thơng qua mạng máy tính, thường là mạng Internet.
Front-end là phần thuộc về phía khách hàng dùng máy tính. Hạ tầng
khách hàng trong nền tảng font-end (Client Infrastructure) là những yêu cầu
phần mềm hoặc phần cứng (hệ thống mạng của khách hàng hoặc máy tính) để
sử dụng các dịch vụ trên điện toán đám mây. Thiết bị cung cấp cho khách
hàng có thể là trình duyệt, máy tính để bàn, máy xách tay, điện thoại thơng
minh…
Back-end đề cập đến chính đám mây của hệ thống, bao gồm tất cả các
tài nguyên cần thiết để cung cấp dịch vụ điện tốn đám mây. Nó gồm các
thành phần con chính như: cơ sở hạ tầng, lưu trữ, máy ảo, cơ chế an ninh,
dịch vụ, mơ hình triển khai, máy chủ…
Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) của điện toán đám mây là phần cứng
được cung cấp như dịch vụ, nghĩa là được chia sẻ và có thể sử dụng lại dễ
dàng. Các tài nguyên phần cứng được cung cấp theo thời gian cụ thể theo yêu
cầu. Dịch vụ kiểu này giúp cho khách hàng giảm chi phí bảo hành, chi phí sử
dụng,…

3

Lưu trữ (Storage): Lưu trữ đám mây là khái niệm tách dữ liệu khỏi quá
trình xử lý và chúng được lưu trữ ở những vị trí từ xa. Lưu trữ đám mây
thường được triển khai theo các dạng: đám mây công cộng, đám mây riêng,
đám mây cộng đồng hoặc đám mây lai. Lưu trữ đám mây cũng bao gồm cả
các dịch vụ cơ sở dữ liệu, ví dụ như BigTable của Google, SimpleDB của
Amazon,…

Hình 1: Kiến trúc điện tốn đám mây

Cloud Runtime: Là dịch vụ phát triển phần mềm ứng dụng và quản lý
các yêu cầu phần cứng, nhu cầu phần mềm. Ví dụ nền dịch vụ như khung ứng
dụng web, web hosting.
Dịch vụ (Service): Dịch vụ đám mây là một phần độc lập có thể kết
hợp với các dịch vụ khác để thực hiện tương tác, kết hợp giữa các máy tính
với nhau để thực thi chương trình ứng dụng theo yêu cầu trên mạng. Ví dụ các
dịch vụ hiện nay như: Simple Queue Service, Google Maps, các dịch vụ thanh
toán linh hoạt trên mạng của Amazon.
Ứng dụng: Ứng dụng đám mây (Cloud Application) là một đề xuất về
kiến trúc phần mềm sẵn sàng phục vụ, nhằm loại bỏ sự cần thiết phải mua
4


phần mềm, cài đặt, vận hành và duy trì ứng dụng tại máy bàn/thiết bị của
người sử dụng. Ứng dụng đám mây loại bỏ được các chi phí để bảo trì và vận
hành các chương trình ứng dụng.
1.3. Sự phát triển của Điện tốn đám mây tại Việt Nam
Nhìn chung, các nhà cung cấp dịch vụ đám mây công cộng tại Việt
Nam vẫn cịn ở quy mơ nhỏ. Một số cơng ty tích hợp hệ thống (SI) và nhà

cung cấp phần mềm độc lập (ISV) đã có chiến lược đầu tư vào điện toán đám
mây, kết hợp xây dựng đám mây công cộng với triển khai đám mây riêng cho
khách hàng. Trong số này, FIS, SBD, HiPT đang chiếm thị phần lớn ở mảng
IaaS; còn Lạc Việt, MISA, NEO, CT-IN giữ vai trò chủ chốt ở mảng SaaS.
Năm 2014, VTC Digicom sau hai năm nghiên cứu và phát triển đã
chính thức ra mắt dịch vụ điện toán đám mây gồm: Cloud Server (máy chủ
ảo), Cloud Storage (không gian lưu trữ) và Cloud Streaming/CDN.
Năm 2017, Viện Công nghiệp phần mềm và nội dung số Việt Nam
triển khai đề án cung cấp hạ tầng, dịch vụ dùng chung cho cơ quan nhà nước
tại địa chỉ số 115 Trần Duy Hưng.
CHƯƠNG 2: BẢO VỆ THƠNG TIN TRONG ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY
2.1. An ninh dữ liệu trong điện toán đám mây
2.1.1. Một số vấn đề bảo vệ dữ liệu trong điện toán đám mây
Bảo vệ dữ liệu là vấn đề đứng đầu trong danh sách các thách thức của
điện toán đám mây hiện nay. Khả năng bảo mật của nhà cung cấp là chìa khóa
để thiết lập giá trị chiến lược, là xu hướng của điện tốn đám mây.
Theo Derek Tumulak, phó chủ tịch quản lý sản phẩm tại Vormetri: Mọi
người đều muốn sử dụng điện tốn đám mây do tiết kiệm chi phí và mơ hình
kinh doanh mới linh hoạt. Nhưng khi nói đến an ninh đám mây, điều quan
trọng là phải hiểu được mối đe dọa trong trường hợp khác nhau để vận dụng.
Vấn đề bảo mật dữ liệu (data confidentiality)
5


Phương pháp chung để bảo mật dữ liệu là mã hóa, tuy nhiên cần xem
xét chọn chuỗi khóa và thuật tốn mã hóa. Khi mã hóa lượng lớn thơng tin,
cần lưu ý đến tốc độ xử lý dữ liệu và hiệu suất tính tốn.
Vị trí dữ liệu (data locatity)
Với mơ hình SaaS, người dùng sử dụng phần mềm và cơng cụ của nhà
cung cấp để xử lý dữ liệu của họ. Khi đó, người sử dụng khơng biết dữ liệu

của mình được lưu trữ và xử lý ở đâu. Đơi khi đây không phải là vấn đề
nghiêm trọng. Nhưng với một số tổ chức kinh doanh thì vị trí của dữ liệu là
rất quan trọng.
Toàn vẹn dữ liệu (data integrity)
Trong hệ thống phân tán, có nhiều cơ sở dữ liệu và ứng dụng cần quản
lý. Ứng dụng SaaS thường sử dụng API dựa trên XML. Việc thiếu kiểm sốt
tính tồn vẹn có thể làm dữ liệu bị sai lệch, do đó, các nhà phát triển phải đảm
bảo tính tồn vẹn của dữ liệu không bị tổn hại.
Phân tách dữ liệu (data segregation)
Dữ liệu của người sử dụng được chia sẻ trên cùng vị trí lưu trữ vật lý,
điều này dễ dẫn đến xâm nhập dữ liệu. Kẻ tấn công trong một cuộc tấn cơng
đơn lẻ có thể truy cập vào lượng thơng tin bí mật của nhiều tổ chức khách
hàng, lấy được lượng thơng tin phong phú. Nếu khơng có cơ chế cách ly dữ
liệu của những người dùng khác nhau thì khả năng bị xâm phạm dữ liệu là rất
cao.
Truyền dữ liệu
Với vấn đề truyền dữ liệu, có một số lo ngại chung về an ninh, dữ liệu
được truyền tới đám mây thông qua mạng công cộng (thường là Internet) khi
sử dụng đám mây công cộng. Để bảo vệ dữ liệu trên đường truyền, cần thuật
tốn mã hóa đủ mạnh (mã hóa dữ liệu nhận được ở máy chủ, sau đó giải mã,
xử lý rồi lại được mã hóa trên máy chủ rồi mới gửi đi) và các giao thức sử
6


dụng để truyền dữ liệu có tính bảo mật cũng như tính tồn vẹn (ví dụ HTTPs,
FTPs).
Truy cập dữ liệu
Trong điện tốn đám mây, chính sách an ninh nên được thiết kế với
mục đích kiểm sốt quyền truy cập dữ liệu của các đối tượng sử dụng, nên
đảm bảo rằng dữ liệu chỉ được truy cập bởi người được phân quyền, ngăn

chặn truy cập trái phép. Một số đối tượng dữ liệu nên được trao quyền để xử
lý dữ liệu trong đám mây một cách sẵn sàng. Mặt khác, một số bên khác (vụ
trong một số trường hợp bao gồm cả nhà cung cấp dịch vụ), khơng nên có
quyền truy cập vào dữ liệu của khách hàng.
Tuân thủ pháp luật
Luật pháp thường không theo kịp sự phát triển của công nghệ, điện
tốn đám mây lại là một mơ hình mới trong lĩnh vực cơng nghệ thơng tin,
chưa có luật hay tiêu chuẩn xác định yêu cầu tuân thủ bảo mật trong đám
mây. Các quy định hiện hành không phải lúc nào cũng áp dụng đối với việc
bảo vệ sự riêng tư trong đám mây.
2.2.2. Giải pháp bảo vệ dữ liệu cho điện tốn đám mây
Trong phần này, ta sẽ tìm hiểu về giải pháp giảm nhẹ nguy cơ về an
ninh dữ liệu trên đám mây nhằm hạn chế các nguy cơ, hướng tới sự an toàn
tốt nhất khi làm việc trên đám mây. Để hạn chế được các nguy cơ này, các cá
nhân, tổ chức sử dụng đám mây cần thực hiện theo các khuyến nghị sau:
Đảm bảo an ninh dữ liệu trên đám mây
Xác định các yêu cầu an ninh của tổ chức và các yêu cầu an ninh đối
với dữ liệu trên đám mây; tiến hành chọn nhà cung cấp điện toán đám mây
phù hợp với yêu cầu của tổ chức; quản lý rủi to liên quan đến việc sử dụng
các dịch vụ điện toán đám mây. Nên chọn nhà cung cấp dịch vụ đám mây có
uy tín, có chính sách hỗ trợ người dùng và chính sách an ninh (như xác thực,
phân quyền…hỗ trợ mã hóa dữ liệu phía server) tốt.
7


Hiểu các mối đe dọa trong đám mây
Đánh giá các mối đe dọa đến tài sản thông tin trong đám mây, các mối
đe dọa đến nhà cung cấp điện toán đám mây bao gồm cả các mối đe dọa vào
người dùng khác trên đám mây để sử dụng hợp lý. Mặt khác, người sử dụng
đám mây phải nhận thức được rằng những điểm yếu nhất của an ninh dữ liệu

thường đến từ chính người sử dụng chứ khơng phải chỉ từ phía nhà cung cấp
dịch vụ.
Mã hóa dữ liệu
Nếu dữ liệu cần phải được giữ bí mật với nhà cung cấp dịch vụ đám
mây thì cần phải thực hiện mã hóa trước khi chuyển dữ liệu lên đám mây và
khóa mã hóa cần được quản lý riêng biệt với nhà cung cấp dịch vụ đám mây
(vì nhà cung cấp dịch vụ có quyền truy cập vào dữ liệu). Xem xét những hạn
chế về pháp lý hoặc những yêu cầu trong việc sử dụng mã hóa ở phạm vi
quản lý của các nhà cung cấp đám mây cụ thể.
2.2. Các thuật tốn mã hóa dữ liệu lưu trữ cho điện tốn đám mây
2.2.1. Thuật tốn RSA
Mơ tả thuật tốn
Hệ mật RSA được sử dụng để bảo mật và đảm bảo tính xác thực của dữ
liệu số. Hiện nay RSA được sử dụng trong hệ thống thương mại điện tử, các
dịch vụ web server và web browser. RSA còn được sử dụng để đảm bảo tính
xác thực vào bảo mật của email, đảm bảo an toàn cho các phiên truy cập từ xa
và là bộ phận quan trọng của hệ thống thanh tốn thẻ tín dụng. Như vậy RSA
thường được sử dụng trong các ứng dụng cần đảm bảo sự an toàn và bảo mật
dữ liệu số cao.
Độ an toàn của thuật tốn RSA
Hệ mật RSA chỉ được an tồn khi giữ bí mật khóa giải mã a và thừa số
ngun tố p, q (hay giữ bí mật n).
8


Trường hợp biết được p, q thì Marvin dễ dàng tính được n
 p 1q 1.
Khi đó Marvin sẽ sử dụng thuật tốn Euclidean mở rộng để tính a .
Khi biết a thì tồn bộ hệ thống sẽ bị phá vỡ ngay lập tức. Vì khi biết a ,
tồn bộ khóa K đều được biết và Marvin sẽ giải mã được và sẽ đọc được nội

dung của bản rõ, Ngoài ra Marvin có thể lập mã trên văn bản khác là cực kỳ
nguy hiểm. Tuy vậy việc phân tích này là bài tốn khó trong trường hợp p, q
đủ lớn, và độ an toàn của hệ mật sẽ phụ thuộc vào việc phân tích số nguyên n
thành tích của hai thừa số nguyên tố lớn.
2.2.2. Thuật toán AES
Giới thiệu thuật tốn AES
Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AES (Advanced Encryption Standard) là
một thuật tốn mã hóa khối (block cipher) được chính phủ Hoa kỳ áp dụng
làm tiêu chuẩn mã hóa và được kỳ vọng áp dụng trên phạm vi thế giới và đã
được nghiên cứu rất kỹ lưỡng. AES được Viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc
gia Mỹ (NIST) phát hành ngày 26/11/2001 và được đặc tả trong Tiêu chuẩn
xử lý thơng tin liên bang 197 sau một q trình tiêu chuẩn hóa kéo dài 5 năm.
AES cho phép xử lý các khối dữ liệu đầu vào có kích thước 128 bit sử
dụng các khóa có độ dài 128, 192 hoặc 256 bit. AES có thể dễ dàng thực hiện
với tốc độ cao và không yêu cầu bộ nhớ dung lượng lớn.
Tính an tồn của AES
Vào thời điểm năm 2009, dạng tấn công lên AES duy nhất thành công
là tấn công kênh bên (side channel attack). Vào tháng 6 năm 2003, chính phủ
Mỹ tun bố AES có thể được sử dụng cho thơng tin mật “Thiết kế và độ dài
khóa của thuật toán AES (128, 192 và 256 bit) là đủ an tồn để bảo vệ các
thơng tin. Các thơng tin tuyệt mật (top secret) sẽ phải dùng khóa 192 hoặc
256 bit. Các phiên bản thực hiện AES nhằm mục đích bảo vệ hệ thống an
ninh hay thơng tin quốc gia phải được NSA kiểm tra và chứng nhận trước khi
9


sử dụng”. Điều này đánh dấu lần đầu tiên công chúng có quyền tiếp xúc với
thuật tốn mật mã mà NSA phê chuẩn cho thông tin tuyệt mật. Nhiều phần
mềm thương mại hiện nay sử dụng mặc định khóa có độ dài 128 bit, hoặc cao
hơn là 256 bit.

Một số nhà khoa học trong lĩnh vực mật mã lo ngại về an ninh của
AES. Họ cho rằng ranh giới giữa số chu trình của thuật tốn và số chu trình bị
phá vỡ quá nhỏ, và vì vậy nếu các kỹ thuật tấn cơng được cải thiện thì AES có
thể bị phá vỡ. Ở đây, phá vỡ có nghĩa chỉ bất cứ phương pháp tấn công nào
nhanh hơn tấn là thành công mặc dù tấn công này chưa thể thực hiện trong
thực tế. Tại thời điểm hiện nay, nguy cơ này khơng thực sự nguy hiểm và có
thể bỏ qua. Tấn cơng kiểu duyệt tồn bộ quy mơ nhất đã từng thực hiện là do
distributed.net thực hiện lên hệ thống 64 bit RC5 vào năm 2002.
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG BẢO VỆ THƠNG TIN TRONG ĐIỆN
TỐN ĐÁM MÂY
3.1. Mã hóa dữ liệu phía máy chủ ownCloud
Ứng dụng mã hóa của ownCloud sử dụng thuật tốn AES, q trình mã
hóa và giải mã xảy ra “trong suốt”, người dùng vẫn có thể sử dụng tất cả các
tính năng, ứng dụng khác từ ownCloud như chia sẻ WebDAV .
Mã hóa phía máy chủ đặc biệt hữu ích cho những trường hợp sử dụng
lưu trữ bên ngoài (external), đảm bảo cho người dùng lưu trữ bên ngồi mà
bên thứ ba khơng truy cập được dữ liệu của mình.
3.1.1. Kích hoạt mã hóa
Có một vài lựa chọn khi sử dụng ứng dụng mã hóa của ownCloud. Khi
người quản trị kích hoạt mã hóa lần đầu tiên thì người dùng cần phải đăng
xuất và đăng nhập lại để tạo khóa mã hóa và mã hóa các tập tin.

10


Sau khi mã hóa đã được kích hoạt, người sử dụng sẽ thấy yêu cầu khởi
tạo khóa. Lưu ý rằng khơng được để mất password ownCloud vì sẽ mất quyền
truy cập vào các tập tin.

Hình 2: Khởi động khóa mã hóa dữ liệu trên máy chủ ownCloud

OwnCloud cho phép người dùng đăng nhập mật khẩu để mã hóa. Điều
này có nghĩa là người dùng nên chọn mật khẩu mạnh để bảo vệ dữ liệu. Mặc
định, người dùng sẽ mất quyền truy cập vào dữ liệu của mình nếu mất mật
khẩu đăng nhập. OwnCloud cũng có tính năng bổ sung là tạo khóa khơi phục
để người quản trị có thể khơi phục dữ liệu của người dùng (xem phần mật
khẩu khôi phục khóa)
3.1.2 Chia sẻ tập tin được mã hóa
Chỉ những người dùng có các khóa mã hóa bí mật có quyền truy cập
vào các tập tin được mã hóa và thư mục được chia sẻ. Người dùng chưa tạo
khóa mã hóa bí mật sẽ khơng có quyền truy cập vào các tập tin chia sẻ được
mã hóa; họ sẽ thấy các thư mục và tên tập tin, nhưng sẽ không thể để mở hoặc
tải về các tập tin
3.1.3 Mật khẩu khơi phục khóa (Key Recovery Password)
Nếu người quản trị ownCloud đã kích hoạt tính năng khơi phục khóa
trong tài khoản quản trị thì người sử dụng có thể chọn tính năng này cho tài
khoản của mình. Nếu người dùng kích hoạt Password recovery, người quản trị
sẽ có thể phục hồi các tập tin của người dùng trong trường hợp họ bị mất mật
11


khẩu ownCloud. Nếu khơng kích hoạt thì khơng có cách nào khôi phục lại các
tập tin khi người dùng bị mất mật khẩu đăng nhập.

Hình 3: Kích hoạt chế độ mã hóa bằng tài khoản admin

3.1.4. Loại bỏ mã hóa
Nếu người quản trị ownCloud được chọn để loại bỏ ứng dụng mã hóa,
người dùng sẽ vào trang cá nhân của mình và nhập mật khẩu vào form
Encryption để giải mã các tập tin.

Nếu giải mã thành cơng, người dùng có thể chọn nút Delete Encryption
Keys. Khơng có lý do gì để lưu chúng sau khi vơ hiệu hóa giải mã, bởi vì nếu
mã hóa được kích hoạt một lần nữa bạn sẽ tạo ra một tập khóa mới.
3.2. Nghiên cứu xây dựng giải pháp mã hóa dữ liệu người dùng
Giải pháp mã hóa dữ liệu có chức năng mã hóa đảm bảo an tồn thơng
tin dữ liệu của người sử dụng trước khi lưu trữ, quản lý, khai thác, chia sẻ trên
điện toán đám mây thu tin tự động.
Trong trường hợp này, thuật tốn mã hóa bất đối xứng được dùng chỉ
để mã hóa khóa đối xứng, vì vậy độ phức tạp tính tốn là khơng đáng kể. Đây
chính là nguyên lý làm việc của SSL. Cụ thể, trong chương trình sử dụng
12


thuật tốn AES để mã hóa dữ liệu với độ lớn của khóa là 256 bit, và RSA để
mã hóa khóa của AES trong thư viện Microsoft .NET Cryptography.
3.2.1. Giao diện Chương trình
Chương trình được thiết kế với giao diện chính như sau:

Hình 4: Giao diện chính của chương trình

3.2.2. Chức năng tạo khóa và mã hóa
Để sử dụng, trước hết cần tạo cặp khóa cơng khai - bí mật bằng cơng cụ
tạo khóa trên phần mềm. Cặp khóa được tạo ra có dạng XML, nằm trong 02
tệp là privateKey.xml và publicKey.xml.

13


Hình 5: Chức năng tạo khóa

Khi đã tạo được cặp khóa, cần chọn tệp để mã hóa và nạp khóa công
khai publicKey.xml ở mục thiết lập để tiến hành mã hóa.

Hình 6: Chức năng mã hóa

Tên tệp mã hóa giống với tên tệp cần mã hóa và có phần mở rộng
là .encrypted. Tệp này nằm cùng thư mục với tệp cần mã hóa. Ngồi ra trong
q trình mã hóa cịn sinh ra tệp có phần mở rộng là .manifest.xml có tác
dụng chứa khóa đối xứng đã được mã hóa.

14


3.2.3. Chức năng giải mã
Giải mã tệp là quá trình ngược lại với q trình mã hóa. Q trình giải
mã tính tốn khóa đối xứng đã được mã bằng RSA, ghi trong
tệp .manifest.xml. Để sử dụng chức năng giải mã cần dùng lệnh “Chuyển mã
hóa/giải mã” của chương trình.

Hình 7: Chức năng giải mã

Sau khi đã chọn tệp để giải mã, trong phần thiết lập cần nạp khóa bí
mật và khóa đối xứng được mã hóa trong q trình mã tệp để tiến hành giải
mã tệp đã được mã. Tệp sau khi được giải mã sẽ có phần mở rộng .decrypted.

15


Hình 8: Minh họa tệp trước và sau khi đã mã hóa

16


KẾT LUẬN
Đề tài đã nghiên cứu tìm hiểu tổng quan những vấn đề điện toán đám
mây bao gồm khái niệm, kiến trúc, mơ hình cũng như ưu, nhược điểm trong
q trình sử dụng, ứng dụng thực tiễn. Trên cơ sở đó, đã phân tích làm rõ
những nội dung cơ bản nhất về an ninh thông tin, phân loại, các bộ tiêu chuẩn
về an ninh thơng tin. Từ đó lựa chọn đi sâu nghiên cứu vấn đề an ninh dữ liệu
trong mơ hình đám mây và phân tích cơ sở tốn học, nguyên lý, cơ chế hoạt
động của hai hệ mật mã RSA và AES.
Với những kết quả nghiên cứu lý thuyết đã đạt được, đề tài nghiên cứu
xây dựng giải pháp mã hóa dữ liệu an tồn bằng cách kết hợp hai thuật tốn
mã hóa RSA với AES phục vụ việc mã hóa dữ liệu phía người dùng.
Tuy nhiên, để giải quyết một cách triệt để những yêu cầu đặt ra, cần
tiếp tục có những nghiên cứu chuyên sâu, ứng dụng các giải pháp hiện đại cả
về phần mềm và phần cứng để nâng cao độ bảo mật, an toàn dữ liệu cho đám
mây. Mặt khác cần tiếp tục phát triển nâng cao khả năng mở rộng cho đám
mây bằng cách ứng dụng các công nghệ Big data, AI, IoT.v.v.

17


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]

Bộ Thông tin truyền thông, “Hướng dẫn về tiêu chuẩn ứng dụng

công nghệ thông tin trong cơ quan nhà nước”, Hà Nội, 2018.
[2]

Bộ Thông tin truyền thông, “Quyết định quy định chức năng,

nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của trung tâm phần mềm nguồn mở và
điện tốn đám mây trực thuộc viện cơng nghiệp phần mềm và nội dung số
Việt Nam”, Hà Nội, 2014.
[3]

Hoàng Lê Minh, “Hạ tầng công nghệ thông tin dùng chung và

dịch vụ điện tốn đám mây dùng riêng”, Viện Cơng nghiệp phần mềm và nội
dung số Việt Nam, 2020.
[4]

Trương Ngọc Hạnh, Trần Đức Sự, “Nghiên cứu mơ hình xử lý

dữ liệu mã hóa trong điện tốn đám mây”, Đại học Thái Nguyên, 2015.
[5]

Trần Nhật Vinh, Lê Văn Sơn, “Nghiên cứu mơ hình điện tốn

đám mây, cài đặt, thử nghiệm, đánh giá”, Đại học Đà Nẵng, 2019.
[6]

Vũ Thị Ngân, Hồ Văn Canh, “Nghiên cứu bảo vệ thơng tin trong

điện tốn đám mây”, Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2015.

18