nghiên cứu và các giải pháp công nghệ cho vấn đề xây dựng mạng riêng ảo (vpn)

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
1
Mục lục
Lời mở đầu
Chương 1: Tổng quan về VPN
1. Tổng Quan 5
1.1 Định nghĩa VPN 5
1.2 Lợi ích của VPN 6
1.3 Chức năng của VPN 7
2 Định nghĩa “đường hầm” và “mã hoá” 7
2.1 Định nghĩa đường hầm: 7
2.2 Cấu trúc một gói tin IP trong đường hầm: 8
2.3 Mã hoá và giải mã (Encryption/Deccryption): 8
2.4 Một số thuật ngữ sử dụng trong VPN: 8
2.5 Các thuật toán được sử dụng trong mã hoá thông tin 9
3 Các dạng kêt nối mạng riêng ảo VPN 10
3.1 Truy cập VPN (Remote Access VPNs) 10
3.1.1 Một số thành phần chính 11
3.1.2 Thuận lợi chính của Remote Access VPNs: 12
3.1.3 Ngoài những thuận lợi trên, VPNs cũng tồn tại một số bất lợi khác
như: 12
3.2 Site – To – Site VPN 13
3.2.1 Intranet 14
3.2.2 Extranet VPNs (VPN mở rộng) 16
4. VPN và các vấn đề an toàn bảo mật trên Internet. 18
4.1 An toàn và tin cậy. 19
4.2 Hình thức an toàn 20
Chương 2: Giao thức trong VPN
1 Bộ giao thức IPSec (IP Security Protocol): 22
1.1 Cấu trúc bảo mật 22

1.1.1 Hiện trạng 23
2 Chế độ làm việc của IPSec 23
2.1 Chế độ chuyển vận (Transport mode) 23
2.2 Chế độ đường hầm ( Tunnel Mode ): 24
3 Giao thức PPTP và L2TP 31
3.1 Giao thức định đường hầm điểm tới điểm (Point-to-Point Tunneling
Protocol) 31
3.1.1 Quan hệ giữa PPTP và PPP 32
3.2 Giao thức chuyển tiếp lớp 2 (Layer 2 Forwarding Protocol) 34
3.3 Giao thức định đường hầm lớp 2 (Layer 2 Tunneling Protocol) 35
3.3.1 Quan hệ giữa L2TP với PPP 36
3.4 Tổng quan giao thức đinh đường hầm lớp 2 ( L2TP Overview). 38
3.5 Ứng dụng L2TP trong VPN 42
3.6 So sánh giữa PPTP và L2TP 42
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
2
3.6.1 Ưu điểm của L2TP. 43
3.6.2 Ưu điểm của PPTP 43
Chương 3: Mã hoá và chứng thực trong VPN
1. Mã hoá trong VPN. 45
1.1 Thuật toán mã hoá DES 45
1.1.1 Mô tả DES 46
1.1.2 Ưu và nhược điểm của DES 47
1.1.3 Ứng dụng của thuật toán DES trong thực tế. 47
1.2 Thuật toán mã hoá 3DES. 48
1.2.1 Mô tả 3DES. 48
1.2.2 Ưu và nhược điểm của 3DES 49
1.3 Giải thuật hàm băm (Secure Hash Algorithm). 49
1.4 Giải thuật RSA 49

2 Chứng thực trong VPN 50
2.1 Password Authentication Protocol (PAP): Giao thức chứng thực bằng
mật khẩu. 51
2.2 Challenge Handshare Authentication Protocol (CHAP). 52
3 Firewall 52
3.1 Khái niệm về Firewall. 52
3.2 Các thành phần của Firewall. 53
3.2.1 Bộ lọc gói (Packet Filtering Router). 53
3.2.2 Cổng ứng dụng (Application-level gateway) 55
3.2.3 Cổng vòng (Circuit-level Gateway) 57
3.3 Những hạn chế từ Firewall 58
3.4 Thiết lập chính sách cho Firewall 58
3.5 Một số loại Firewall 59
3.5.1 Screened Host Firewall. 60
3.5.2 Screened-Subnet Firewall 61
3.6 Mô hình kết hợp Firewall với VPN. 62
Chương 4: Cấu hình VPN trên thiết bị Cisco
1. Mô hình Site –to – Site VPN và Extranet VPN 64
1.1 Kịch bản Site – to – site VPN 64
1.1.1 Phân chia các thành phần địa chỉ vật lý của mô hình site – to –site
VPN 64
1.1.2 Bảng địa chỉ chi tiết cho mô hình mạng Site – to – Site VPN 65
2.1 Kịch bản Extranet 65
2.1.1 Phân chia các thành phần địa chỉ vật lý của mô hình Extranet VPN
66
2.1.2 Bảng địa chỉ chi tiết cho mô hình mạng Extranet VPN 66
2 Cấu hình đường hầm (tunnel) 67
2.1 Sự định cấu hình một GRE Tunnel 68
2.1.1 Sự cấu hình giao diện đường hầm, Nguồn, và Đích 68
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ

Lê Anh Hưng K49DB
3
2.1.2 Kiểm tra giao diện đường hầm, Nguồn, và Đích 70
2.2 Cấu hình một IPSec Tunnel: 70
3 Cấu hình NAT (Network Address Translation). 71
3.1 Cấu hình Static Inside Source Address Translation 73
3.2 Kiểm tra Static Inside Source Address Translation. 73
4 Cấu hình sự mã hoá và IPSec. 74
4.1. Cấu hình những chính sách IKE: 75
4.1.1 Tạo ra những chính sách IKE. 76
4.1.2 Cấu hình bổ xung thêm yêu cầu cho những chính sách IKE: 77
4.1.3 Cấu hình Những khoá dùng chung 78
4.2 Cấu hình cổng vào cho sự thao tác giữa chứng chỉ số. 80
4.2.1 Kiểm tra IKE Policies 81
4.2.2 Cấu hình khoá dùng chung khác 81
4.3 Cấu hình IPSec và chế độ IPSec tunnel. 82
4.3.1 Tạo ra những danh sách truy nhập mật mã. 83
4.3.2 Kiểm tra những danh sách mật mã. 83
4.4 Định nghĩa những tập hợp biến đổi và cấu hình chế độ IPSec tunnel 83
4.4.1 Kiểm tra những tập hợp biến đổi và chế độ IPSec tunnel 85
4.5 Cấu hình Crypto Maps. 85
4.5.1 Tạo ra những mục Crypto Map. 85
4.5.2 Kiểm tra những mục Crypto map 88
4.5.3 Áp dụng Crypto map vào Interface 88
4.5.4 Kiểm tra sự kết hợp Crypto Map trên interface 89
5. Cấu hình những tính năng Cisco IOS Firewall 89
5.1 Tạo ra Access list mở rộng và sử dụng số Access list 90
5.2 Kiểm tra Access list mở rộng 90
5.3 Áp dụng Access-list tới Interface 90
5.4 Kiểm tra Access-list được áp dụng chính xác 91

Chương 5: Cấu hình VPN trên Widows Server 2003
1. Giới thiệu chung 92
2. Cài đặt VPN Server 92
3. Cấu hình VPN Server 99
3.1. Route and Remote Access Properties 99
3.2. Ports Properties 102
3.3. Remote Access Policies 103
4. Tạo User trên Windows cho phép sử dụng VPN 104
5. VPN Client trên Windows XP 106
6. Quản lý kết nối trên VPN Server 113
Kết luận 115
Tài liệu tham khảo 116
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TĂT 117

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
4
Lời mở đầu

Trước kia, cách truy cập thông tin từ xa trên máy tính được thực hiện là
sử dụng một kết nối quay số. Các kết nối RAS dial-up làm việc trên các đường
điện thoại POTS (Plain Old Telephone Service) thông thường và có tốc độ đạt
vào khoảng 56kbps. Tốc độ là một vấn đề lớn đối với các kết nối dial-up RAS,
tuy nhiên một vấn đề lớn hơn là chi phí cho các kết nối đối với khoảng cách dài
cần có cho việc truy cập

Ngày nay với sự phát triển bùng nổ, mạng Internet ngày càng được mở
rộng, khó kiểm soát và kèm theo đó là sự mất an toàn trong việc trao đổi thông
tin trên mạng, các thông tin dữ liệu trao đổi trên mạng có thể bị rò rỉ hoặc bị
đánh cắp khiến cho các tổ chức như: Các doanh nghiệp, Ngân hàng, Công ty …

và các doanh nhân lo ngại về vấn đề an toàn và bảo mật thông tin dữ liệu trong
các mạng cục bộ của mình (LAN) khi trao đổi thông tin qua mạng công cộng
Internet.

VPN ( Virtual Private Network) là giải pháp được đưa ra để cung cấp một
giải pháp an toàn cho các: Tổ chức, doanh nghiệp … và các doanh nhân trao đổi
thông tin từ mạng cục bộ của mình xuyên qua mạng Internet một cách an toàn và
bảo mật. Hơn thế nữa nó còn giúp cho các doanh nghiệp giảm thiểu được chi phí
cho những liên kết từ xa vì địa bàn rộng (trên toàn quốc hay toàn cầu).

Là một sinh viên công nghệ, phần nào em cũng hiểu được sự băn khoăn
và lo lắng về sự mất an toàn bảo mật khi trao đổi thông tin của các tổ chức, cá
nhân. Với sự hướng dẫn, và giúp đỡ của thầy cô và bạn bè, em chọn đề tài mạng
riêng ảo (VPN) để nghiên cứu và các giải pháp công nghệ cho vấn đề xây dựng
mạng riêng ảo. Nghiên cứu các mô hình truy cập, các phương pháp xác thực và
ứng dụng triển khai cài đặt trên các hệ thống mạng.













Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ

Lê Anh Hưng K49DB
5
Chương 1

TỔNG QUAN VỀ VPN

1. Tổng Quan

Trong thời đại ngày nay. Internet đã phát triển mạnh mẽ về mặt mô hình
cho nền công nghiệp, đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng. Internet đã được
thiết kế để kết nối nhiều mạng khác nhau và cho phép thông tin chuyển đến
người sử dụng một cách tự do và nhanh chóng mà không xem xét đến máy và
mạng mà người sử dụng đó đang sử dụng. Để làm được điều này người ta sử
dụng một máy tính đặc biệt gọi là Router để kết nối các LAN và WAN với nhau.
Các máy tính kết nối vào Internet thông qua nhà cung cấp dịch vụ (ISP –Internet
service Provider), cần một giao thức chung là TCP/IP. Điều mà kỹ thuật còn tiếp
tục phải giải quyết là năng lực truyền thông của các mạng viễn thông công cộng.
Với Internet, những dịch vụ như giáo dục từ xa, mua hang trực tuyến, tư vấn y
tế,và rất nhiều điều khác đã trở thành hiện thực. Tuy nhiên do Internet có phạm
vi toàn cầu và không một tổ chức, chính phủ cụ thể nào quản lý nên rất khó khăn
trong việc bảo mật và an toàn dữ liệu cũng như trong việc quản lý các dịch vụ.
Từ đó người ta đã đưa ra một mô hình mạng mới nhằm thoã mãn những yêu cầu
trên mà vẫn có thể tận dụng lại những cơ sở hạ tầng hiện có của Internet, đó
chính là mô hình mạng riên ảo (Virtual Private Network – VPN ). Với mô hình
mới này, người ta không phải đầu tư thêm nhiều về cơ sở hạ tầng mà các tính
năng như bảo mật, độ tin cậy vẫn đảm bảo, đồng thời có thể quản lý riêng được
sự hoạt động của mạng này. VPN cho phép người sử dụng làm việc tại nhà
riêng, trên đường đi hay các văn phòng chi nhánh có thể kết nối an toàn đến máy
chủ của tổ chức mình bằng cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi mạng công cộng.
Nó có thể đảm bảo an toàn thông tin giữa các đại lý, người cung cấp, và các đối

tác kinh doanh với nhau trong môi trường truyền thông rộng lớn. Trong nhiều
trường hợp VPN cũng giống như WAN (Wire Area Network), tuy nhiên đặc tính
quyết định của VPN là chúng có thể dùng mạng công cộng như Internet mà đảm
bảo tính riêng tư và tiết kiệm hơn nhiều

1.1 Định nghĩa VPN

VPN được hiểu đơn giản như là sự mở rộng của một mạng riêng ( Private
Network) thông qua các mạng công cộng. Về căn bản, mỗi VPN là một mạng
riêng rẽ sử dụng một mạng chung (thường là Internet) để kết nối cùng với các
site (các mạng riêng lẻ) hay nhiều người sử dụng từ xa. Thay cho việc sử dụng
kết nối thực, chuyên dùng như đường leased-line, mỗi VPN sử dụng các kết nối
ảo được dẫn đường qua Internet từ mạng riêng của các công ty tới các site hay
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
6
các nhân viên từ xa. Để có thể gửi và nhận dữ liệu thông qua mạng công cộng
mà vẫn bảo đảm tính an toàn và bảo mật VPN cung cấp các cơ chế mã hoá dữ
liệu trên đường truyền tạo ra một đường ống bảo mật giữa nơi nhận và nơi gửi
(Tunnel) giống như một kết nối point-to-point trên mạng riêng. Để có thể tạo ra
một đường ống bảo mật đó, dữ liệu phải được mã hoá hay cơ chế giấu đi, chỉ
cung cấp phần đầu gói dữ liệu (header) là thông tin về đường đi cho phép nó có
thể đi đến đích thông qua mạng công cộng một cách nhanh chóng. Dữ liệu được
mã hoá một cách cẩn thận do đó nếu các packet bị bắt lại trên đường truyền công
cộng cũng không thể đọc được nội dùng vì không có khoá để giải mã. Liên kết
với dữ liệu được mã hoá và đóng gói được gọi là kết nối VPN. Các đường kết
nối VPN thường được gọi là đường ống VPN (Tunnel)

Hình 1: Mô hình mạng VPN
1.2 Lợi ích của VPN

VPN cung cấp nhiều đặc tính hơn so với những mạng truyền thông và
những mạng leased-line. Những lợi ích đầu tiên bao gồm:
 Chi phí thấp hơn những mạng riêng: VPN có thể giảm chi phí khi
truyền tới 20-40% so với những mạng thuộc mạng leased-line và giảm
việc chi phí truy cập từ xa từ 60-80%
 Tính linh hoạt cho khả năng kinh tế trên Internet: VPN vốn đã có tính
linh hoạt và có thể leo thang những kiến trúc mạng hơn là những
mạng cổ điển, băng cách nào đó nó có thể hoạt động kinh doanh
nhanh chóng và chi phí một cách hiệu quả cho việc kết nối từ xa của
những văn phòng, những vị trí ngoài quốc tế, những người truyền
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
7
thông, những người dùng điện thoại di động, những người hoạt động
kinh doanh bên ngoài như những yêu cầu kinh doanh đã đòi hỏi
 Đơn giản hóa những gánh nặng
 Những cấu trúc mạng ống, vì thế giảm việc quản lý những gánh nặng:
Sử dụng một giao thức Internet backbone loại trừ những PVC tĩnh hợp
với kết nối hướng những giao thức như là Frame Relay và ATM
 Tăng tính bảo mật: Các dữ liệu quan trọng sẽ được che giấu đối với
những người không có quyền truy cập và cho phép truy cập đối với
những người dùng có quyền truy cập
 Hỗ trợ các giao thức mạng thông dụng nhất hiện nay như TCP/IP
 Bảo mật địa chỉ IP: Bởi vì thông tin được gửi đi trên VPN đã được mã hoá
do đó các địa chỉ bên trong mạng riêng được che giấu và chỉ sử dụng các địa
chỉ bên ngoài Internet
1.3 Chức năng của VPN

VPN cung cấp 4 chức năng chính
 Sự tin cậy (Confidentiality): Người gửi có thể mã hoá các gói dữ liệu
trước khi truyền chúng ngang qua mạng. Bằng cách làm như vậy,
không một ai có thể truy nhập thông tin mà không được phép, mà nếu
lấy được thông tin thì cũng không đọc được vì thông tin đã được mã
hoá
 Tính toàn vẹn dữ liệu (Data Integrity): Người nhận có thể kiểm tra
rằng dữ liệu đã được truyền qua mạng Internet mà không có sự thay
đổi nào
 Xác thực nguồn gốc (Origin Authentication): Người nhận có thể xác
thực nguồn gốc của gói dữ liệu, đảm bảo và công nhận nguồn thông
tin
2 Định nghĩa “đường hầm” và “mã hoá”

Chức năng chính của một mạng riêng ảo VPN là cung cấp sự bảo mật
thông tin bằng cách mã hoá và chứng thực qua một đường hầm (tunnel)
2.1 Định nghĩa đường hầm:

Cung cấp các kết nối logic, điểm tới điểm vận chuyển các gói dữ liệu mã
hoá bằng một đường hầm riêng biệt qua mạng IP, điều đó làm tăng tính bảo mật
thông tin vì dữ liệu sau khi mã hoá sẽ lưu chuyển trong một đường hầm được
thiết lập giữa người gửi và người nhận cho nên sẽ tránh được sự mất cắp, xem
trộm thông tin, đường hầm chính là đặc tính ảo của VPN.

Các giao thức định đường hầm được sử dụng trong VPN như sau:
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
8
 L2TP (layer 2 Tunneling Protocol): Giao thức định đường hầm lớp

2
 PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol)
 L2F (Layer 2 Forwarding)
Các VPN nội bộ và VPN mở rộng có thể sử dụng các công nghệ:
 IP Sec (IP security)
 GRE (Genenic Routing Encapsulation)
2.2 Cấu trúc một gói tin IP trong đường hầm:

Tunnel mode packet

IP AH ESP Header Data



2.3 Mã hoá và giải mã (Encryption/Deccryption):

Biến đổi nội dùng thông tin nguyên bản ở dạng đọc được (clear text hay
plain text) thành một dạng văn bản mật mã vô nghĩa không đọc được
(cyphertex), vì vậy nó không có khả năng đọc được hay khả năng sử dụng bởi
những người dùng không được phép. Giải mã là quá trình ngược lại của mã hoá,
tức là biến đổi văn bản đã mã hoá thành dạng đọc được bởi những người dùng
được phép
2.4 Một số thuật ngữ sử dụng trong VPN:

Hệ thống mã hoá (Crysystem): là một hệ thống để thực hiện mã hoá hay
giải mã, xác thực người dùng, băm (hashing), và các quá trình trao đổi khoá, một
hệ thống mã hoá có thể sử dụng một hay nhiều phương thức khác nhau tuỳ thuộc
vào yêu cầu cho một vài loại traffic người dùng cụ thể.
Hàm băm (hashing): là một kỹ thuật toàn vẹn dữ liệu mà sử dụng một công thức
hoặc một thuật toán để biến đổi một bản tin có chiều dài thay đổi và một khoá

mật mã công cộng vào trong một chuỗi đơn các số liệu có chiều dài cố đinh. Bản
tin hay khoá và hash di chuyển trên mạng từ nguồn tới đích. Ở nơi nhận việc tính
toán lại hash được sử dụng để kiểm tra rằng bản tin và khoá không bị thay đổi
trong khi truyền trên mạng.

Xác thực (Authentication): Là quá trình của việc nhận biết một người sử
dụng hay quá trình truy cập hệ thống máy tính hoặc kết nối mạng. Xác thực chắc
chắn rằng cá nhân hay một tiến trình là hoàn toàn xác định

Or
iginal packet

Hình 2: Cấu trúc một gói tin IP trong đường
hầm
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
9
Cho phép (Authorization): Là hoạt động kiểm tra thực thể đó có được
phép thực hiện những quyền hạn cụ thể nào

Quản lý khoá (Key management): Một khoá thông tin, thường là một dãy
ngẫu nhiên hoặc trông giống như các số nhị phân ngẫu nhiên, được sử dụng ban
đầu để thiết lập và thay đổi một cách định kỳ sự hoạt động trong một hệ thống
mật mã. Quản lý khoá là sự giám sát và điều khiển tiến trình nhờ các khoá được
tạo ra, cất giữ, bảo vệ, biến đổi, tải lên, sử dùng hay loại bỏ.

Dịch vụ chứng thực CA (Certificate of Authority): Một dịch vụ mà được
tin tưởng để giúp bảo mật quá trình truyền tin giữa các thực thể mạng hoặc các
người dùng bằng cách tạo ra và gán các chứng nhận số như các chứng nhận khoá
công cộng, cho mục đích mã hoá. Một CA đảm bảo cho sự lien kết giữa các

thành phần bảo mật trong chứng nhận.

2.5 Các thuật toán được sử dụng trong mã hoá thông tin:

 DES (Data Encryption Security)
 3DES (Triple Data Encryption Security)
 SHA (Secure Hash Algorithm)

AH ( Authentication Header): La giao thức bảo mật giúp xác thực dữ liệu,
bảo đảm tính toàn vẹn dữ liệu và các dịch vụ “anti-replay” (dịch vụ bảo đảm tính
duy nhất của gói tin). AH được nhúng vào trong dữ liệu để bảo vệ.

ESP (Encapsulation Security Payload): Là một giao thức bảo mật cung
cấp sự tin cậy dữ liệu, bảo đảm tính toàn vẹn dữ liệu, và xác thực nguồn gốc dữ
liệu, các dịch vụ “anti-replay”. ESP đóng gói dữ liệu để bảo vệ. Oakley và
Skeme mỗi cái định nghĩa một phương thức để thiết lập một sự trao đổi khoá xác
thực, cái đó bao gồm cấu trúc tải tin, thông tin mà các tải tin mang, thứ tự mà các
khoá được sử lý và các khoá được sử dụng như thế nào.

ISAKMP (Internet Security Association and Key Management):

IKE (Internet Key Exchange): Là giao thức lai mà triển khai trao đổi khóa
Oakley và trao đổi khoá Skeme bên trong khung ISAKMP (Protocol): Là một
khung giao thức mà định nghĩa các định dạng tải tin, các giao thức triển khai một
giao thức trao đổi khoá và sự trao đổi của một SA (Security Association)

SA (Security Association): Là một tập các chính sách và các khoá được
sử dụng để bảo vệ thông tin. ISAKMP SA là các chính sách chung và các khoá
được sử dụng bởi các đối tượng ngang hang đàm phán trong giao thức này để
bảo vệ thông tin của chúng

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
10


AAA (Authentication, Authorization và Accouting): là các dịch vụ bảo
mật mạng mà cung cấp các khung chính qua đó điều khiển truy cập được đặt trên
Router hay các Server truy cập. Hai sự lựa chọn chính cho AAA là TACACS+
và RADIUS

TACACS+ (Terminal Access Controller Access Control System Plus): Là
một ứng dụng bảo mật mà cung cấp sự xác thực tập trung của các người dùng cố
gắng truy nhập tới Router hay mạng truy cập Server.

RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service): Là một hệ thống
phân tán client/server mà bảo mật các truy cập không được phép tới mạng.
3 Các dạng kêt nối mạng riêng ảo VPN
3.1 Truy cập VPN (Remote Access VPNs)

Remote Access VPNs cho phép truy cập bất cứ lúc nào bằng Remote,
mobile, và các thiết bị truyền thông của nhân viên các chi nhánh kết nối đến tài
nguyên mạng của tổ chức

Remote Access VPN mô tả công việc các người dùng ở xa sử dụng các
phần mềm VPN để truy cập vào mạng Intranet của công ty thông qua gateway
hoặc VPN concentrator (bản chất là một server). Vì lý do này, giải pháp này
thường được gọi là client/server. Trong giải pháp này, các người dùng thường
thường sử dụng các công nghệ WAN truyền thống để tạo lại các tunnel về mạng
HO của họ

Một hướng phát triển khá mới trong remote access VPN là dùng wireless
VPN, trong đó một nhân viên có thể truy cập về mạng của họ thông qua kết nối
không dây. Trong thiết kế này, các kết nối không dây cần phải kết nối về một
trạm wireless (Wireless terminal) và sau đó về mạng của công ty. Trong cả hai
trường hợp, phần mềm client trên máy PC đều cho phép khởi tạo các kết nối bảo
mật, còn được gọi là tunnel

Một phần quan trọng của thiết kế này là việc thiết kế quá trình xác thực
ban đầu nhằm để đảm bảo là yêu cầu được xuất phát từ một nguồn tin cậy.
Thường thì giai đoạn ban đầu này dựa trên cùng một chính sách về bảo mật của
công ty. Chính sách này bao gồm: quy trình (Procedure), kỹ thuật, server (such
as Remote Authentication Dial-In User Service [RADIUS], Terminal Access
Controller Access Control System Plus [TACACS+] …).
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
11

3.1.1 Một số thành phần chính

Remote Access Server (RAS): được đặt tại trung tâm có nhiệm vụ xác
nhận và chứng nhận các yêu cầu gửi tới.

Quay số kết nối đến trung tâm, điều này sẽ làm giảm chi phí cho một số
yêu cầu ở khá xa so với trung tâm.

Hỗ trợ cho những người có nhiệm vụ cấu hình, bảo trì và quản lý RAS và
hỗ trợ truy cập từ xa bởi người dùng.


Hình 3 Thiết lập một non-VPN remote access

Bằng việc triển khai Remote Access VPNs, những người dùng từ xa hoặc
các chi nhánh văn phòng chỉ cần cài đặt một kết nối cục bộ đến nhà cung cấp
dịch vụ ISP hoặc ISP’s POP và kết nối đến tài nguyên thông qua Internet. Thông
tin Remote Access Setup được mô tả bởi hình vẽ sau:
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
12


Hình 4 Thiêt lập một VPN remote access
3.1.2 Thuận lợi chính của Remote Access VPNs:

- Sự cần thiết của RAS và việc kết hợp với modem được loại trừ.
- Sự cần thiết hỗ trợ cho người dùng cá nhân được loại trừ bởi vì kết nối từ
xa đã được tạo điều kiện thuận lợi bởi ISP.
- Việc quay số từ những khoảng cách xa được loại trừ, thay vào đó, những
kết nối với khoảng cách xa sẽ được thay thế bởi các kết nối cục bộ.
- Giảm giá thành chi phí kết nối với khoảng cách xa.
- Do đây là một kết nối mang tính cục bộ, do vậy tố độ kết nối sẽ cao hơn so
với kết nối trực tiếp đến những khoảng cách xa.
- VPNs cung cấp khả năng truy cập đến trung tâm tốt hơn bởi vì nó hỗ trợ
dịch vụ truy cập ở mức độ tối thiểu nhật cho dù có sự tăng nhanh chóng các
kết nối đồng thời đến mạng.
3.1.3 Ngoài những thuận lợi trên, VPNs cũng tồn tại một số bất lợi khác
như:

- Remote Access VPNs cũng không đảm bảo được chất lượng dịch vụ
- Khả năng mất dữ liệu là rất cao, thêm nữa là các phân đoạn của gói dữ liệu
có thể đi ra ngoài và bị thất thoát.

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
13

- Do độ phức tạp của thuật toán mã hoá, protocol overhead tăng đáng kể,
điều này gây khó khăn cho quá trính xác nhận. Thêm vào đó, việc nén dữ
liệu IP và PPP-based diễn ra vô cùng chậm chạp và tồi tệ.
- Do phải truyền dữ liệu thông qua Internet, nên khi trao đổi các dữ liệu lớn
như các gói dữ liệu truyền thông, phim ảnh, âm thanh sẽ rất chậm.
3.2 Site – To – Site VPN

Site –to – site : Được áp dụng để cài đặt mạng từ một vị trí này kết nối tới
mạng của một vị trí khác thông qua VPN. Trong hoàn cảnh này thì việc chứng
thực ban đầu giữa các thiết bị mạng được giao cho người sử dụng. Nơi mà có
một kết nối VPN được thiết lập giữa chúng. Khi đó các thiết bị này đóng vài trò
như là một gateway, và đảm bảo rằng việc lưu thông đã được dự tính trước cho
các site khác. Các Router và Firewall tương thích với VPN, và các bộ tập trung
VPN chuyên dụng đều cung cấp chức năng này.

Hình 5 Site – to – site VPN

Site – to –Site VPN có thể được xem như là Intranet VPN hoặc Extranet
VPN. Nếu chúng ta xem xét chúng dưới góc độ chứng thực nó có thể được xem
như là một intranet VPN, ngược lại chúng được xem như một extranet VPN.
Tính chặt chẽ trong việc truy cập giữa các site có thể được điều khiể bởi cả hai
(Intranet và Extranet VPN) theo các site tương ứng của chúng. Giải pháp Site –
To – Site VPN không phải là một remote access VPN nhưng nó được thêm vào
đây vì tính chất hoàn thiện của nó.

Sự phân biệt giữa remote access VPN và Site – To – Site VPN chỉ đơn

thuần mang tính chất tượng trưng và xa hơn là nó được cung cấp cho mục đích
thảo luận. Ví dụ như là các thiết bị VPN dựa trên phần cứng mới (Router Cisco
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
14

3002 chẳng hạn) ở đây để phân loại được, chúng ta phải áp dụng cả hai cách, bởi
vì harware-based client có thể xuất hiện nếu một thiết bị đang truy cập vào
mạng. Mặc dù một mạng có thể có nhiều thiết bị VPN đang vận hành. Một ví dụ
khác như là một chế độ mở rộng của giải pháp Ez VPN bằng cách dùng Router
806 và 17xx

Site –to –Site VPN là sự kết nối hai mạng riêng lẻ thông qua một đường
hầm bảo mật, đường hầm bảo mật này có thể sử dụng các giao thức PPTP,
L2TP, hoặc IPSec, mục đích của Site –to –Site VPN là kết nối hại mạng không
có đường nối lại với nhau, không có việc thoả hiệp tích hợp, chứng thực, sự cẩn
mật của dữ liệu, bạn có thể thiết lập một Site – to –Site VPN thông qua sự kết
hợp của các thiết bị VPN concentrators, Router, và Firewalls.

Kết nối Site –to –Site VPN được thiết kế để tạo một kết nối mạng trực
tiếp, hiệu quả bất chấp khoảng cách vật lý giữa chúng. Có thể kết nối này luân
chuyển thông qua Internet hoặc một mạng không được tin cậy. Bạn phải đảm
bảo vấn đề bảo mật bằng cách sử dụng sự mã hoá dữ liệu trên tấ cả các gói dữ
liệu đang luân chuyển giữa các mạng đó.
3.2.1 Intranet

Hình 6 Thiết lập Intranet sử dụng WAN backbone

Intranet VPNs hay còn gọi là các VPN nội bộ sẽ kết nối các mạng của trụ
sở chính, văn phòng và các chi nhánh từ xa qua một cơ sở hạ tầng mạng dùng

chung như Internet thành một mạng riêng tư của một tập đoàn hay một tổ chức
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
15

gồm nhiều công ty và văn phòng làm việc mà các kết nối này luôn luôn được mã
hoá thông tin

Intranet VPN được sử dụng để kết nối đến các chi nhánh văn phòng của
tổ chức đến Corporate Intranet (Backbone Router) sử dụng campus router (Hình
7)

Theo mô hình bên trên sẽ rất tốn chi phí do phải sử dụng 2 Router để thiết
lập được mạng, thêm vào đó, việc triển khai, bảo trì và quản lý mạng Intranet
Backbone sẽ rất tốn kém còn tuỳ thuộnc vào lượng lưu thông trên mạng đi trên
nó và phạm vi địa lý của toàn bộ mạng Intranet.

Để giải quyết vấn đề trên, sự tốn kém của WAN backbone được thay thế
bởi các kết nối Internet với chi phí thấp, điều này có thể một lượng chi phí đáng
kể của việc triển khai mạng Intranet (Hình 1-5)

Hình 7 Thiếp lập Intranet dựa trên VPN

Những thuận lợi chính của Intranet setup dựa trên VPN theo hình 7.

- Hiệu quả chi phí hơn do giảm số lượng router được sử dụng theo mô hình
WAN backbone.
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
16

- Giảm thiểu số lượng hỗ trợ yêu cầu người dùng cá nhân qua toàn cầu, các
trạm ở một số remote site khác nhau.
- Bởi vì Internet hoạt động như một kết nối trung gian, nó dễ dàng cung cấp
những kết nối mới ngang hang.
- Kết nối nhanh hơn và tốt hơn do về bản chất kết nối đến nhà cung cấp
dịch vụ, loại bỏ vấn đề khoảng cách xa và thêm nữa giúp tổ chức giảm thiểu chi
phí cho việc thực hiện Intranet.

Những bất lợi chính kết hợp với cách giải quyết:

- Bởi vì dữ liệu vẫn còn tunnel trong quá trình chia sẻ trên mạng công
cộng-Internet và những nguy cơ tấn công, như tấn công bằng từ chối dịch vụ
(denial-of service), vẫn còn là một mối đe doạ an toàn thông tin.
- Khả năng mất dữ liệu trong lúc di chuyển thông tin cũng rất cao
- Trong một số trường hợp, nhất là khi dữ liệu là loại high-end, như các tập
tin multimedia, việc trao đổi dữ liệu sẽ rất chậm chạp do được truyền thông qua
Internet.
- Do là kết nối dựa trên Internet, nên tính hiệu quả không liên tục, thường
xuyên, và QoS cũng không được bảo đảm.
3.2.2 Extranet VPNs (VPN mở rộng)


Hình 8 Extranet VPN
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
17

Extranet là sự mở rộng từ những Intranet liên kết các khách hàng, những
nhà cung cấp, những đối tác hay những nhân viên làm việc trong các Intranet

qua cơ sở hạ tầng dùng chung chia sẽ những kết nối.

Không giốn như intranet và Remote Access –based, Extranet không an
toàn cách ly từ bên ngoài (outer-world), Extranet cho phép truy nhập những tài
nguyên mạng cần thiết kế của các đối tác kinh doanh, chẳng hạn như khách
hang, nhà cung cấp, đối tác những người giữ vài trò quan trọng trong tổ chức.




Hình 9 Thiết lập mạng Extranet theo truyền thống

Như hình trên, mạng Extranet rất tốn kém do có nhiều đoạn mạng riêng
biệt trên intranet kết hợp lại với nhau để tạo ra một Extranet. Điều này làm cho
khó triển khai và quản lý do có nhiều mạng, đồng thời cũng khó khăn cho cá
nhân làm công việc bảo trì và quản trị. Thêm nữa là mạng Extranet dễ mở rộng
do điều này sẽ làm rối tung toàn bộ mạng Intranet và có thể ảnh hưởng đến các
kết nối bên ngoài mạng. Sẽ có những vấn đề bạn gặp phải bất thình lình khi kết
nối một Intranet vào một mạng Extranet. Triển khai và thiết kế một mạng
Extranet có thể là một cơn ác mộng của các nhà thiết kế và quản trị mạng.
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
18


Hình 10: Thiết lập Extranet

Một số thuận lợi của Extranet:

Do hoạt động trên môi trường Internet, bạn có thể lựa chọn nhà phân phối

khi lựa chọn và đưa ra phương pháp giải quyết tuỳ theo nhu cầu của tổ chức. Bởi
vì một phần Internet-connectivity được bảo trì bởi nhà cung cấp ISP nên cũng
giảm chi phí bảo trì khi thuê nhân viên bảo trì. Dễ dàng triển khai, quản lý và
chỉnh sữa thông tin.

Một số bất lợi:

- Sự đe doạ về tính an toàn, như bị tấn công bằng từ chối dịch vụ vẫn còn
tồn tại
- Tăng thêm nguy hiểm sự xâm nhập đối với tổ chức trên Extranet.
- Do dựa trên Internet nên khi dữ liệu là các loại high-end data thì việc trao
đổi diễn ra chậm chạp.
- Do dựa trên Internet, QoS cũng không được bảo đảm thường xuyên.
4. VPN và các vấn đề an toàn bảo mật trên Internet.

Như chúng ta đã biết, sự phát triển bùng nổ và mở rộng mạng toàn cầu
Internet ngày càng tăng, hàng tháng có khoảng 10.000 mạng mới kết nối vào
Internet kèm theo đó là vấn đề làm sao để có thể trao đổi thông tin dữ liệu một
cách an toàn qua mạng công cộng như Internet. Hàng năm sự rò rỉ và mất cắp
thông tin dữ liêu đã gây thiệt hại rất lớn về kinh tế trên toàn thế giới. Các tội
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
19

phạm tin tặc “ hacker” luôn tìm mọi cách để nghe trộm, đánh cắp thông tin dữ
liệu nhạy cảm như: thẻ tín dụng, tài khoản người dùng, các thông tin kinh tế
nhạy cảm của các tổ chức hay cá nhân.

Vậy giải pháp sử dụng mạng riêng ảo VPN sẽ giải quyết vấn đề an toàn
và bảo mật thông tin trên Internet như thế nào ?

Câu trả lời để các tổ chức, các doanh nghiệp, cá nhân cảm thấy yên tâm
khi trao đổi thông tin dữ liệu qua mạng Internet là sử dụng công nghệ mạng
riêng ảo VPN.

Thực chất công nghệ chính được sử dụng trong mạng riêng ảo VPN là tạo
ra một đường hầm (tunnel) mã hoá và chứng thực dữ liệu giữa hai đầu kết nối.
Các thông tin dữ liệu sẽ được mã hoá và chứng thực trước khi được lưu chuyển
trong một đường hầm riêng biệt, qua đó sẽ tránh được những cặp mắt tò mò
muốn đánh cắp thông tin
4.1 An toàn và tin cậy.

Sự an toàn của hệ thống máy tính là một bộ phận của khả năng bảo trì
một hệ thống đáng tin cậy được. Thuộc tính này của một hệ thống đựơc viện dẫn
như sự đáng tin cậy được. Có 4 yếu tố ảnh hưởng đến một hệ thống đáng tin cậy:
 Tính sẵn sang: Khả năng sẵn sang phục vụ, đáp ứng yêu cầu trong
khoản thời gian. Tính sẵn sang thường đựơc thực hiện qua những
hệ thống phần cứng dự phòng.
 Sự tin cậy: Nó đình nghĩa xác xuất của hệ thống thực hiện các
chức năng của nó trong một chu kỳ thời gian. Sự tin cậy khác với
tính sẵn sang , nó được đo trong cả một chu kỳ của thời gian. Nó
tương ứng tới tính liên tục của một dịch vụ.
 Sự an toàn: Nó chỉ báo hiệu một hệ thống thực hiện những chức
năng của nó chính xác hoặc thực hiện trong trường hợp thất bại
một ứng xử không thiệt hại nào xuất hiện.
 Sự an ninh: Trong trường hợp này sự an ninh có nghĩa như một sự
bảo vệ tất cả các tài nguyên hệ thống
Một hệ thống máy tính đáng tin cậy ở mức cao nhất là luôn đảm bảo an
toàn ở bất kỳ thời gian nào. Nó đảm bảo không một sự và chạm nào mà không
cảnh báo thông tin có cảm giác, lưu tâm đến dữ liệu có cảm giác có 2 khía cạnh

để xem xét:
 Tính bí mật.
 Tính toàn vẹn
Thuật ngữ tính bảo mật như được xác định có nghĩa rằng dữ liệu không
thay đổi trong một ứng xử không hợp pháp trong thời gian tồn tại của nó. Tính
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
20

sẵn sang, sự an toàn và anh ninh là những thành phần phụ thuộc lẫn nhau. Sự an
ninh bảo vệ hệ thống khỏi những mối đe doạ và sự tấn công. Nó đảm bảo một hệ
thống an toàn luôn sẵn sang và đáng tin cậy.
4.2 Hình thức an toàn

Sự an toàn của hệ thống máy tính phụ thuộc vào tất cả những thành phần
của nó
Có 3 kiểu khác nhau của sự an toàn:
 Sự an toàn phần cứng
 Sự an toàn thông tin
 Sự an toàn quản trị

An toàn phần cứng:

Những mối đe doạ và tấn công có liên quan tới phần cứng của hệ thống.
Nó có thể được phân ra vào 2 phạm trù:
 Sự an toàn vật lý
 An toàn bắt nguồn
Sự an toàn vật lý bảo vệ phần cứng trong hệ thống khỏi những mối đe doạ
vật lý bên ngoài như sự can thiệp, mất cắp thông tin, động đất và nước làm ngập
lụt. Tất cả những thông tin nhạy cảm trong những tài nguyên phần cứng của hệ

thống cần sự bảo vệ chống lại tất cả những sự bảo vệ này.

An toàn thông tin:

Liên quan đến tính dễ bị tổn thương trong phần mềm, phần cứng và sự kết
hợp của phần cứng và phần mềm. Nó có thể được chia vào sự an toàn và truyền
thông máy tính. Sự an toàn máy tính bao trùm việc bảo vệ của các đối tượng
chống lại sự phơi bày và sự dễ bị tổn thương của hệ thống, bao gồm các cơ chế
điều khiển truy nhập, các cơ chế điều khiển bắt buộc chính sách an toàn, cơ chế
phần cứng, kỹ thuật mã hoá… Sự an toàn truyền thông bảo vệ đối tượng truyền.

An toàn quản trị:

An toàn quản trị liên quan đến tất cả các mối đe doạ mà con người lợi
dụng tới một hệ thống máy tính. Những mối đe doạ này có thể là hoạt động nhân
sự. Sự an toàn nhân sự bao bao trùm việc bảo vệ của những đối tượng chống lại
sự tấn công từ những người dùng uỷ quyền.

Mỗi người dùng của hệ thống có những đặc quyền để truy nhập những tài
nguyên nhất định. Sự an toàn nhân sự chứa đựng những cơ chế bảo vệ chống lại
những người dùng cố tình tìm kiếm được những đặc quyền cao hơn hoặc lạm
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
21

dụng những đặc quyền của họ, cho nên sự giáo dục nhận thức rất quan trọng để
nó thực sự là một cơ chế bảo vệ sự an toàn hệ thống. Thống kê cho thấy những
người dùng uỷ quyền có tỷ lệ đe doạ cao hơn cho một hệ thống máy tính so với
từ bên ngoài tấn công. Những thông tin được thống kê cho thấy chỉ có 10% của
tất cả các nguy hại máy tính đựơc thực hiện từ bên ngoài hệ thống, trong khi có

đến 40% là bởi những người dùng trong cuộc và khoảng 50% là bởi người làm
thuê cũ

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
22

Chương 2

GIAO THỨC TRONG VPN


Trong VPN có 3 giao thức chính để xây dựng lên một “mạng riêng ảo”
hoàn chỉnh đó là
 IP Sec (IP Security)
 PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol)
 L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol)
Tuỳ theo từng lớp ứng dụng cụ thể mà mỗi giao thức đều có ưu và nhược
điểm khác nhau khi triển khai vào mạng VPN
1 Bộ giao thức IPSec (IP Security Protocol):

IPSec thực chất không phải là một giao thức, nó chỉ là một khung của các
tập giao thức chuẩn mở rộng được thiết kế để cung cấp tính xác thực và toàn vẹn
dữ liệu. Giao thức IPSec được làm việc tại tầng Network Layer- Layer 3 của mô
hình OSI. Các giao thức bảo mật trên Internet khác như SSL, TLS và SSH, được

thực hiện từ tầng transport layer trở lên (Từ tầng 4 đến tầng 7 của mô hình OSI).
Điều này tạo ra tính mềm dẻo cho IPSec, giao thức này có thể hoạt động tại tầng
4 với TCP, UDP, hầu hết các giao thức sử dụng tại tầng này. IPSec có một tính
năng cao cấp hơn SSL và các phương thức khác hoạt động tại các tầng trên của
mô hình OSI. Với một ứng dụng sử dụng IPSec mã (code) không bị thay đổi,
nhưng nếu ứng dụng đó bắt buộc sử dụng SSL và các giao thức bảo mật trên các
tầng trên trong mô hình OSI thì đoạn mã ứng dụng đó sẽ bị thay đổi lớn.
1.1 Cấu trúc bảo mật

IPSec được triển khai (1) sử dụng các giao thức cung cấp mật mã
(cryptographic protocols) nhằm bảo mật gói tin (packet) trong quá trình truyền,
(2) phương thức xác thực và (3) thiết lập các thông số mã hoá.

Xây dựng khái niệm về bảo mật trên nền tảng IP. Một sự kết hợp bảo mật
đơn giản khi kêt hợp các thuật toán và các thông số (ví dụ như các khoá-keys) là
nền tảng trong việc mã hoá và xác thực trong một chiều. Tuy nhiên trong các
giao tiếp hai chiều, các giao thức bảo mật sẽ làm việc với nhau và đáp ứng quá
trình giao tiếp. Thực tế lựa chọn các thuật toán mã hoá và xác thực lại phụ thuộc
vào người quản trị IPSec bởi vì IPSec bao gồm một nhóm các giao thức bảo mật
đáp ứng mã hoá và xác thực cho mỗi gói tin IP.

Trong các bước thực hiện phải quyết định cái gì cần bảo vệ và cung cấp
cho một gói tin outgoing (đi ra ngoài), IPSec sử dụng các thông số Security
Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
23

Parameter Index (SPI), mỗi quá trình Index ( đánh thứ tự và lưu trong dữ liệu –
Index ví như một cuốn danh bạ điện thoại) bao gồm Security Association
Database (SADB), theo suốt chiều dài của địa chỉ đích trong header của gói tin,

cùng với sự nhận dạng duy nhất của một thoả hiệp bảo mật cho mỗi gói tin. Một
quá trình tương tự cũng được làm với gói tin đi vào (incoming packet), nơi
IPSec thực hiện quá trình giải mã và kiểm tra các khoá từ SADB.

Cho các gói multicast, một thoả hiệp bảo mật sẽ cung cấp cho một group,
và thực hiện cho toàn bộ các receiver trong group đó. Có thể có hơn một thoả
hiệp bảo mật cho một group, bằng cách sử dụng các SPI khác nhau, tuy nhiên nó
cũng cho phép thực hiện nhiều mức độ bảo mật cho một group. Mỗi người gửi
có thể có nhiều thoả hiệp bảo mật, cho phép xác thực, trong khi người nhận chỉ
biết được các keys được gửi đi trong dữ liệu. Chú ý các chuẩn không miêu tả
làm thế nào để các thoả hiệp và lựa chọn việc nhân bản từ group tới các cá nhân.
1.1.1 Hiện trạng

IPSec là một phần bắt buộc của IPv6, có thể được lựa chọn khi sử dụng
IPv4. Trong khi các chuẩn đã được thiết kế cho các phiên bản IP giống nhau,
phổ biến hiện nay là áp dụng và triển khai trên nền tảng IPv4.

Các giao thức IPSec được định nghĩa từ RFCs 1825 -1829, và được phổ biến
năm 1995. Năm 1998, được nâng cấp với các phiên bản RFC 2401-2412, nó
không tương thích với chuẩn 1825-1829. Trong tháng 12 năm 2005, thế hệ thứ 3
của chuẩn IPSec, RFC 4301-4309. Cũng không khác nhiều so với chuẩn RFC
2401-2412 nhưng thế hệ mới được cung cấp chuẩn IKE second. Trong thế hệ
mới này IP security cũng được viết tắt lại là IPSec.
2 Chế độ làm việc của IPSec
2.1 Chế độ chuyển vận (Transport mode)

Chế độ này hỗ trợ truyền thông tin giữa các máy hoặc giữa máy chủ với
máy khác mà không có sự can thiệp nào của các gateway làm nhiệm vụ an ninh
mạng.
Trong Transport mode, chỉ những dữ liệu bạn giao tiếp các gói tin

được mã hoá và hoặc xác thực. Trong quá trình Routing, cả IP header
đều không bị chỉnh sữa hay mã hoá; tuy nhiên khi authentication
header được sử dụng, địa chỉ IP không thể chỉnh sửa ( ví dụ như port
number). Transport mode sử dụng trong tình huống giao tiếp host-to-
host.

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
24

Điều này có nghĩa là đóng gói các thông tin trong IPSec cho NAT
traversal được định nghĩa bởi các thông tin trong tài liệu của RFC bởi
NAT-T
2.2 Chế độ đường hầm ( Tunnel Mode ):

Chế độ này hỗ trợ khả năng truy nhập từ xa và liên kết an toàn các
Website. Chế độ chuyển vận sử dụng AH và ESP đối với phần của tầng chuyển
vận trong một gói tin IP. Phần dữ liệu thực của giao thức IP này là phần duy nhất
được bảo vệ trong toàn gói tin. Phần header của gói tin IP với địa chỉ của điểm
truyền và điểm nhận không bảo vệ. Khi áp dụng cả AH và ESP thì AH được áp
dụng sau để tính ra tính toàn vẹn của dữ liệu trên tổng lượng dữ liệu. Mặt khác
chế độ đường hầm cho phép mã hoá và tiếp nhận đối với toàn bộ gói tin IP. Các
cổng bảo mật sử dụng chế độ này để cung cấp các dịch vụ bảo mật thay cho các
thực thể khác trên mạng. Các điểm truyền thông đầu cuối được bảo vệ bên trong
các gói tin IP đến trong khi các điểm cuối mã hoá lại được lưu trong các gói tin
IP truyền đi. Một gateway bảo mật thực hiện phân tách gói tin IP đến cho điểm
nhận cuối cùng sau khi IPSec hoàn thành việc sử lý của mình. Trong chế độ
đường hầm, địa chỉ IP của điểm đến được bảo vệ.

Trong chế độ đường hầm, có một phần header IP phụ được thêm vào, còn

trong chế độ chuyển vận thì không có điều này. IPSec định ra chế độ đường
hầm để áp dụng cho AH và ESP.

Khi host 1 muốn giao tiếp với host 2, nó có thể sử dụng chế độ đường
hầm để cho phép các gateway bảo mật có thể cung cấp các dịch vụ để đảm bảo
an toàn cho việc liên lạc giữa hai nút mạng trên mạng công cộng.

IPSec cho phép chế độ bảo mật theo nhiều lớp và theo nhiều tuyến truyền.
Trong đó, phần header của gói tin nội tại được hoàn toàn bao bọc bởi phần
header của gói tin được phát đi. Tuy vậy, phải có một điều kiện là các tuyến
truyền không được gối chồng lên nhau.

Đối với việc sử lý luồng dữ liệu truyền đi, tầng IP sẽ tham chiếu đến SPD
(Security Policy Database ) để quyết định các dịch vụ bảo mật cần áp dụng.
Các bộ chọn lọc được lấy ra từ các phần header sử dụng để chỉ ra một cách
thức hoạt động cho SPD. Nếu hoạt động của SPD là áp dụng tính năng bảo mật
thì sẽ có một con trỏ, trỏ đến SA trong SADB ( Security Association Database
) được trả về. Trường hợp SA không có trong SADB thì IKE sẽ được kích
hoạt. Sau đó các phần header AH và ESP được bổ xùng theo cách mà SA định
ra và gói tin sẽ được truyền đi.

Khoá luận tốt nghiệp Đại học Công nghệ
Lê Anh Hưng K49DB
25

Với việc sử lý luồng dữ liệu gửi đến, sau khi nhận được một gói tin, tầng
có nhiệm vụ bảo mật sẽ kiểm tra danh mục các phương thức bảo mật để đưa ra
các hành động sau đây: huỷ bỏ, bỏ qua hoặc áp dụng. Nếu hành động là áp
dụng mà SA không tồn tại thì gói tin sẽ bị bỏ qua. Tuy nhiên, nếu SA có trong
SADB thì gói tin sẽ được chuyển đến tầng tiếp theo để xử lý. Nếu gói tin có

chứa các phần header của dịch vụ IPSec thì stack của IPSec sẽ thu nhận gói tin
này và thực hiện sử lý. Trong quá trình sử lý, IPSec lấy ra phấn SPI, phần địa
chỉ nguồn và địa chỉ đích của gói tin. Đồng thời, SADB được đánh số theo các
tham số để chọn ra SA nhất địn để sử dụng: SPT, địa chỉ đích hoặc là giao
thức.


Hình 11

+ IPSec cho phép thiết lập các mối truyền thông riêng biệt và đảm bảo tính bí
mật trên mạng internet mà không cần biết đến các ứng dụng đang chạy trên
máy đó hay các giao thức ở tầng cao hơn như tầng vận chuyển
( Transport layer).


Hình 12