nghiên cứu ATMMT.docxrgrgregergrehethehe

dưgg

1. Nghiên cứu về IPSec trong bảo mật VPN
1. Khái niệm
a) IPSec là gì? Vai trò của IPSec trong bảo mật VPN
IPSec (Internet Protocol Security) là một bộ giao thức bảo mật mạng, được thiết
kế để bảo vệ dữ liệu truyền qua các mạng IP bằng cách cung cấp các cơ chế mã
hóa, xác thực và kiểm tra tính toàn vẹn. IPSec được sử dụng rộng rãi trong VPN
(Virtual Private Network) để đảm bảo kết nối an toàn giữa các điểm mạng từ xa.
b) Lịch sử phát triển và ứng dụng của IPSec
Ra đời vào những năm 1990 như một phần của IPv6, nhưng cũng được
triển khai trên IPv4.
Chuẩn hóa bởi IETF trong bộ RFC 2401-2412 và sau đó là RFC 4301-
4309.
Ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống mạng doanh nghiệp, cơ sở hạ tầng
VPN, bảo mật truyền thông IoT.
2. Thành phần chính
a) Authentication Header (AH)
Chức năng: Cung cấp xác thực nguồn dữ liệu và đảm bảo tính toàn vẹn của
dữ liệu nhưng không mã hóa nội dung.
Cách hoạt động: Sử dụng thuật toán băm (MD5, SHA-1, SHA-2) để tạo
MAC (Message Authentication Code) giúp xác minh tính toàn vẹn của gói
tin.
b) Encapsulating Security Payload (ESP)
Chức năng: Cung cấp cả mã hóa và xác thực dữ liệu.
Cách hoạt động:
oMã hóa dữ liệu sử dụng AES, DES, hoặc 3DES.
oXác thực dữ liệu thông qua HMAC với SHA hoặc MD5.
oHỗ trợ chống phát lại bằng cách sử dụng số thứ tự gói tin.

2. 3. Cơ chế hoạt động
a) Chế độ Tunnel Mode và Transport Mode
Tunnel Mode: Bảo vệ toàn bộ gói IP (bao gồm cả tiêu đề IP gốc), thường
dùng trong VPN giữa hai cổng mạng.
Transport Mode: Chỉ bảo vệ phần tải trọng (payload) của gói tin, giữ
nguyên tiêu đề IP gốc, phù hợp cho bảo mật dữ liệu giữa hai thiết bị đầu
cuối.
b) Quy trình tạo và duy trì kết nối IPSec
1.Xác định chính sách bảo mật (Security Policy Database - SPD).
2.Thiết lập SA (Security Association) qua giao thức IKE.
3.Mã hóa và xác thực dữ liệu theo các thuật toán được thỏa thuận.
4.Giám sát và duy trì kết nối thông qua Security Parameter Index (SPI).
c) Sử dụng giao thức IKE (Internet Key Exchange)
Vai trò: Thiết lập khóa mã hóa an toàn giữa hai bên.
Phiên bản IKE: IKEv1 (RFC 2409) và IKEv2 (RFC 7296) với hiệu suất và
bảo mật cao hơn.
Quy trình:
1.Xác thực các thực thể.
2.Thỏa thuận thuật toán mã hóa và xác thực.
3.Tạo khóa và quản lý phiên.
4. Ưu và nhược điểm
a) Tính bảo mật, khả năng mã hóa
✅ Cung cấp mã hóa mạnh với AES, SHA-2. ✅ Hỗ trợ xác thực nguồn dữ liệu và
kiểm tra tính toàn vẹn. ✅ Bảo vệ chống lại các cuộc tấn công man-in-the-middle
(MITM).
b) Hiệu suất và độ phức tạp khi triển khai
⚠️ Tiêu tốn tài nguyên tính toán do mã hóa mạnh. ⚠️ Cấu hình phức tạp, yêu cầu
hiểu biết sâu về mạng. ⚠️ Không hoạt động tốt trên NAT (cần NAT-T - NAT
Traversal).

3. 5. Ứng dụng thực tế
a) IPSec trong môi trường doanh nghiệp
Bảo mật kết nối VPN giữa các chi nhánh và nhân viên làm việc từ xa.
Bảo vệ dữ liệu truyền qua mạng nội bộ trong hệ thống doanh nghiệp.
b) Kết hợp với các giao thức khác như L2TP
IPSec + L2TP: Kết hợp với giao thức tầng 2 (L2TP) để tạo VPN an toàn
hơn.
IPSec + GRE: Dùng trong kết nối mạng động và định tuyến linh hoạt.
Kết luận
IPSec là một giải pháp bảo mật quan trọng trong mạng máy tính, đặc biệt là VPN.
Việc hiểu rõ các thành phần, chế độ hoạt động và ứng dụng giúp triển khai hệ
thống bảo mật hiệu quả hơn.