giao thức bảo mật h.235 sử dụng trong hệ thống voip

Nó qui định các thành phần, các giao thức sử dụng, các thủ tục cho phép truyền các dữ liệu đa phương tiện âm thanh, hình ảnh và số liệu thời gian thực thông qua mạng IP mà không quan tâm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỖ NHƯ LONG

GIAO THỨC BẢO MẬT H.235 SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG VOIP

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Hà Nội 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐỖ NHƯ LONG

GIAO THỨC BẢO MẬT H.235 SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG VOIP

Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính

Mã số: 60 48 15

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Tam

Hà Nội 2011

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VOIP

1 1 Giới thiệu VoIP [1], [12], [16]

Định nghĩa về VOIP: VoIP (viết tắt của Voice over Internet Protocol, nghĩa

là Truyền giọng nói trên giao thức IP) là công nghệ truyền tiếng nói của con người (thoại) qua mạng thông tin sử dụng bộ giao thức TCP/IP Nó sử dụng các gói dữ liệu IP (trên mạng LAN, WAN, Internet) với thông tin được truyền tải là mã hoá

của âm thanh – Theo wikipedia

Các hệ thống VoIP ngày nay sử dụng 2 giao thức báo hiệu chủ yếu là H323

và SIP Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn chỉ đề cập tới giao thức báo hiệu H323

H.323 là chuẩn quốc tế về hội thoại trên mạng được đưa ra bởi hiệp hội viễn thông quốc tế ITU (International Telecommunication Union) Nó qui định các thành phần, các giao thức sử dụng, các thủ tục cho phép truyền các dữ liệu đa phương tiện (âm thanh, hình ảnh) và số liệu thời gian thực thông qua mạng IP mà không quan tâm tới chất lượng dịch vụ (QoS) Các đầu cuối của các hãng khác nhau

có thể giao tiếp được với nhau nếu các đầu cuối này tuân theo chuẩn H.323

SIP (Session Initiation Protocol) Giao thức Khởi tạo Phiên: là một giao thức tín hiệu điện thoại IP dùng để thiết lập, sửa đổi và kết thúc các cuộc gọi điện thoại VOIP SIP được phát triển bởi IETF(Internet Engineering Task Force- lực lượng chuyên trách về kỹ thuật liên mạng)

Một ví dụ về chương trình VoIP miễn phí thông dụng cho phép người sử dụng có thể nói chuyện với nhau qua Internet bằng PC là chức năng Voice Chat của phần mềm Yahoo Messenger

Trong dịch vụ VoIP có thể có sự tham gia của 3 loại đối tượng cung cấp dịch vụ như sau:

- Đơn vị cung cấp Internet ISP

- Đơn vị cung cấp dịch vụ điện thoại Internet ITSP

- Đơn vị cung cấp dịch vụ trong mạng chuyển mạch kênh

Người sử dụng đầu cuối muốn sử dụng được dịch vụ điện thoại IP, họ phải

sử dụng kết hợp mạng Internet và các chương trình ứng dụng cho điện thoại IP Các đơn vị cung cấp dịch vụ Internet cung cấp sự việc sử dụng Internet cho khách hàng của họ thì các đơn vị cung cấp dịch vụ điện thoại ITSP cung cấp dịch vụ điện thoại IP cho khách hàng bằng cách sử dụng các chương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP Chỉ có dịch vụ truy cập Internet cung cấp bởi các đơn vị ISP là chưa đầy đủ để cung cấp dịch vụ điện thoại IP Người sử dụng đầu cuối phải đăng nhập vào đơn vị cung cấp dịch vụ điện thoại IP khi sử dụng điện thoại IP Việc liên lạc thông qua dịch vụ điện thoại IP sẽ không thực hiện được nếu người sử dụng chỉ truy nhập vào mạng Internet Để phục vụ cho việc đàm thoại giữa những người sử dụng trên các máy tính đầu cuối của mạng Internet, các công ty phần mềm đã cung cấp các trương trình ứng dụng dùng cho điện thoại IP thực hiện vai trò của ITSP Đối với người sử dụng trên mạng chuyển mạch kênh, họ sẽ truy nhập vào ISP hoặc

ITSP thông qua các điểm truy nhập trong mạng chuyển mạch kênh

VoIP dựa trên sự kết hợp giữa mạng chuyển mạch gói (mạng IP) và mạng chuyển mạch kênh Mỗi loại mạng có những đặc điểm khác biệt nhau Để có thể hiểu được những ưu điểm khác biệt của VoIP, trước hết chúng ta đi vào nghiên cứu hai kỹ thuật chuyển mạch cơ bản sử dụng trong VOIP là kỹ thuật chuyển mạch kênh và kỹ thuật chuyển mạch gói

Kỹ thuật chuyển mạch kênh (Circuit Switching): Đặc điểm nổi bật của kĩ

thuật chuyển mạch kênh là: một kênh cố định sẽ được thiết lập cho hai đầu cuối khi chúng có nhu cầu trao đổi thông tin với nhau, kênh này được dành riêng và duy trì cho tới khi quá trình trao đổi giữa hai đầu cuối kết thúc Các thông tin trao đổi giữa hai đầu cuối là trong suốt Quá trình thiết lập cuộc gọi tiến hành gồm 3 giai đoạn:

 Giai đoạn thiết lập kết nối: Là quá trình kết hợp các tuyến giữa các trạm

trên mạng thành một tuyến (kênh) duy nhất dành riêng cho cuộc gọi Kênh này đối với PSTN là 64kb/s (do bộ mã hóa PCM có tốc độ lấy mẫu tiếng nói 8kb/s và được mã hóa 8 bit)

 Giai đoạn truyền tin: Sau khi kênh được thiết lập các thông tin trao đổi

được truyền đi và các thông tin đó là trong suốt Sự trong suốt của thông tin được truyền đi thể hiện qua hai yếu tố: thông tin không bị thay đổi khi truyền qua mạng và độ trễ nhỏ, độ trễ chỉ cỡ thời gian truyền thông tin trên kênh

 Giai đoạn giải phóng (huỷ bỏ) kết nối: Sau khi cuộc gọi kết thúc, kênh sẽ được giải phóng để phục vụ cho các cuộc gọi khác

Chất lượng đường truyền tốt, ổn định, có độ trễ nhỏ là những ưu điểm nổi trội của mạng chuyển mạch kênh Các thiết bị mạng của chuyển mạch kênh đơn giản, có tính ổn định cao, chống nhiễu tốt Tuy nhiên mạng chuyển mạch kênh cũng tồn tại những hạn chế và nhược điểm sau:

 Lãng phí băng thông: Một kênh 64kb/s luôn được duy trì cho một cuộc gọi nhất định Trong tiến trình cuộc gọi khi không có dữ liệu kênh vẫn được duy trì không chia sẻ được cho các cuộc gọi khác dẫn tới việc lãng phí băng thông

 Bảo mật: Tín hiệu cuộc đàm thoại được truyền nguyên vẹn nên rất dễ đến khả năng bị nghe trộm cuộc đàm thoại

Hình 1.1 Mạng chuyển mạch kênh

Kỹ thuật chuyển mạch gói (Packet Switching): Trong kỹ thuật chuyển

mạch gói bản tin sẽ được chia thành các gói tin (packet) có khuôn dạng được quy định trước Các gói tin chứa thông tin điều khiển như: số thứ tự gói tin, địa chỉ trạm nguồn, địa chỉ trạm đích Tại mỗi nút mạng trên tuyến các gói tin được nhận, nhớ

và sau đó thì chuyển tiếp tới các nút mạng khác cho tới khi chúng được truyền tới chạm đích Điều phức tạp nhất đối với chuyển mạch gói là vấn đề tập hợp các gói tin để tạo bản tin nguyên bản ban đầu, đặc biệt là khi các gói tin được truyền theo nhiều con đường khác nhau tới trạm đích Chính vì lý do trên mà các gói tin cần phải được đánh dấu số thứ tự, điều này có tác dụng, chống lặp, sửa sai và có thể truyền lại khi hiên tượng mất gói xảy ra

Các ưu điểm của chuyển mạch gói:

 Mềm dẻo và hiệu suất truyền tin cao: Hiệu suất sử dụng đường truyền rất

cao vì trong chuyển mạch gói không thiết lập một kênh cố định dành riêng nào, các đường truyền giữa các node có thể được các trạm cùng chia

sẻ cho việc truyền tin, các gói tin sắp hàng và truyền theo tốc độ rất nhanh trên đường truyền

 Khả năng truyền ưu tiên: Trong chuyển mạch gói các gói tin có khả năng

được sắp thứ tự để truyền đi theo mức độ ưu tiên

 Khả năng cung cấp nhiều dịch vụ thoại và phi thoại

Bên cạnh những ưu điểm thì mạng chuyển mạch gói cũng bộc lộ những nhược điểm như:

 Trễ đường truyền lớn: Khi đi qua các trạm, dữ liệu được lưu trữ, xử lý, sau đó mới được truyền đi tới trạm tiếp theo

 Độ tin cậy của mạng gói không cao, dễ xảy ra tắc nghẽn, lỗi mất bản tin

 Tính đa đường có thể gây là lặp bản tin, loop làm tăng lưu lượng mạng không cần thiết

 Tính bảo mật trên đường truyền chung là không cao

Hình 1.2 Mạng chuyển mạch gói

Áp dụng VoIP có thể khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP Nhưng VoIP cũng phức tạp và đòi hỏi giải quyết nhiều vấn đề

1.2 Cấu hình chuẩn của VoIP [12]

Cấu hình chuẩn của VoIP theo nghiên cứu của Viện các tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu - ETSI (The European Telecommunications Standards Institute) có thể bao gồm các phần tử sau:

- Thiết bị đầu cuối kết nối với mạng IP

bị đầu cuối và Gateway Mỗi Gatekeeper sẽ chịu trách nhiệm quản trị một vùng, tuy nhiên một vùng cũng có thể được quản lý bởi nhiều Gatekeeper

Trong vùng quản trị của các Gatekeeper, các tín hiệu báo hiệu có thể được chuyển tiếp qua một hoặc nhiều Gatekeeper Do đó các Gatekeeper phải có khả năng trao đổi các thông tin với nhau khi cuộc gọi liên quan đến nhiều Gatekeeper

Hình 1.3 Cấu hình của VoIP

1.3 Mô hình kết nối trong VoIP [12]

Hình 1.4 Mô hình kết nối trong VoIP

Về cơ bản có thể chia thành 4 loại như sau:

- Kết nối PC – PC: Cuộc gọi được thực hiện giữa hai thiết bị VOIP

- Kết nối PC – Phone: Cuộc gọi được thực hiện khi sử dụng thiết bị VOIP hay máy tính vào mạng điện thoại thông thường

- Kết nối Phone – PC: Cuộc gọi được thực hiện từ mạng điện thoại thông thường đến một số điện thoại VOIP

- Kết nối Phone – Phone: Cuộc gọi được thực hiện từ một số điện thoại thông thường vào số điện thoại đặc biệt của nhà cung cấp dịch vụ VOIP, và thông qua đó để gọi đến mạng điện thoại thông thường khác

1.4 Đặc điểm của điện thoại VoIP [12], [15], [16]

Mục tiêu của Điện thoại IP nhằm khai thác tính hiệu quả của các mạng truyền số liệu, khai thác tính linh hoạt trong phát triển các ứng dụng mới của giao thức IP và nó được áp dụng trên một mạng toàn cầu là mạng Internet Các tiến bộ của công nghệ mang đến cho điện thoại IP những ưu điểm sau:

Ưu điểm:

Tiết kiệm chi phí: Đây là ưu điểm quan trọng nhất của VOIP so với điện

thoại đường dài Chi phí cho cuộc gọi đường dài chỉ bằng chi phí cho truy nhập internet Lý do nằm ở chỗ tín hiệu thoại được truyền tải trong mạng IP có khả năng sử dụng kênh với hiệu suất rất cao Hơn nữa, kỹ thuật nén thoại tiên tiến giảm tốc độ bít từ 64 Kbps xuống thấp tới 8 Kbps (theo tiêu chuẩn nén thoại

G.729A của ITU-T) và tốc độ xử lý nhanh của các bộ vi xử lý ngày nay cho phép việc truyền tiếng nói theo thời gian thực là có thể thực hiện được với lượng tài nguyên băng thông thấp hơn nhiều so với kỹ thuật cũ

Một so sánh nhỏ về chi phí phải thanh toán cho một cuộc gọi trong mạng PSTN và một cuộc gọi trong mạng VOIP như sau: Chi phí phải thanh toán cho cuộc gọi trong mạng PSTN là chi phí phải bỏ ra để duy trì cho một kênh 64kbps

từ đầu cuối gọi tới đầu cuối bị gọi thông qua một hệ thống các tổng đài Chi phí này đối với các cuộc gọi đường dài (liên tỉnh, quốc tế) là khá lớn

Trong cuộc gọi qua mạng IP, người sử dụng từ mạng PSTN chỉ phải duy trì kênh 64kbps đến Gateway của nhà cung cấp dịch vụ tại địa phương Nhà cung cấp dịch vụ điện thoại IP sẽ nén, đóng gói tín hiệu thoại và gửi chúng đi qua mạng IP tới Gateway nối tới một mạng điện thoại khác có người liên lạc đầu kia Chi phí sẽ được giảm đáng kể do phần lớn kênh truyền 64Kbps đã được thay thế bằng việc truyền thông tin qua mạng dữ liệu với hiệu suất cao

Tích hợp đa dịch vụ: Trong một mạng IP tín hiệu thoại, báo hiệu và số

liệu được tích hợp dẫn tới việc giảm chi phí để xây dựng những mạng riêng rẽ

Thống nhất: Các ứng dụng sử dụng thống nhất giao thức IP sẽ giảm bớt

tính phức tạp và tăng cường tính mềm dẻo Các ứng dụng liên quan như dịch vụ

an ninh mạng, danh bạ có thể được chia sẻ một cách dễ dàng

Khả năng mở rộng (Scalability): Các hệ thống tổng đài PSTN thông

thường là những hệ đóng kín khó có khả năng mở rộng và thêm vào các tính năng mới, ngược lại các thiết bị trong mạng IP có khả năng mở rộng và thêm vào các tính năng mới

Không cần thông tin điều khiển để thiết lập kênh truyền vật lý: Các gói

tin truyền trong mạng IP chỉ cần mang địa chỉ của nơi nhận cuối cùng để truyền tới đích Nó không cần phải thiết lập một kênh vật lý riêng cho việc truyền

Khả năng multimedia: Trong một “cuộc gọi” người sử dụng có thể vừa nói

chuyện vừa sử dụng các dịch vụ khác như truyền file, chia sẻ dữ liệu, hay xem hình ảnh của người nói chuyện bên kia

Nhược điểm của VoIP

Kỹ thuật phức tạp: Việc mất gói tin và đỗ trễ không cố định của các

gói tin khi truyền trên mạng chuyển mạch gói là không thể tránh được, do đó

để truyền tín hiệu theo thời gian thực trên mạng chuyển mạch gói đòi hỏi kỹ thuật rất phức tạp Yêu cầu cần thiết để có được một dịch vụ thoại chấp nhận được là phải

có một kỹ thuật nén tín hiệu đạt được những đòi hỏi như: tỉ số nén lớn (để giảm được tốc độ bit xuống), có khả năng tạo lại thông tin của các gói bị thất lạc Tốc

độ xử lý của các bộ Codec (Coder and Decoder) phải đủ nhanh để không làm cuộc đàm thoại bị gián đoạn

Vấn đề bảo mật (security): Vấn đề bảo mật trong VoIP rất phức tạp Đòi hỏi

các kỹ thuật bảo mật tiên tiến để hạn chế tối đa các nguy cơ tấn công vào mạng VoIP nhằm bảo mật thông tin liên quan tới cá nhân người sử dụng cũng như số liên lạc truy nhập sử dụng dịch vụ của người dùng

Chất lượng dịch vụ chưa cao: Chất lượng cuộc gọi khi được truyền qua

mạng IP không được đảm bảo khi trong mạng xảy ra trường hợp tắc nghẽn hoặc có

độ trễ lớn Tính thời gian thực của tín hiệu thoại đòi hỏi chất lượng truyền dữ liệu cao và ổn định Một yếu tố làm giảm chất lượng thoại nữa là kỹ thuật nén để tiết kiệm đường truyền Nếu nén xuống dung lượng càng thấp thì kỹ thuật nén càng phức tạp, cho chất lượng không cao và đặc biệt là thời gian xử lý sẽ lâu, gây trễ

Vấn đề tiếng vọng: Trong mạng thoại thông thường, do độ trễ thấp nên tiếng

vọng không ảnh hưởng nhiều chất lượng cuộc thoại Ngược lại, trong mạng IP có

độ trễ lớn nên tiếng vọng ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng thoại

1.5 Các ứng dụng của VoIP [12], [15], [16]

Dịch vụ thoại qua Internet

Điện thoại VoIP được ứng dụng cho cả những người sử dụng máy tính và những người sử dụng điện thoại thông thường quay vào gateway Mạng máy tính được tích hợp và phát triển bên cạnh mạng điện thoại Các mạng máy tính và mạng điện thoại cùng tồn tại ngay trong một cơ cấu, giữa các cơ cấu khác nhau, và trong mạng rộng WAN Công nghệ thoại IP không ngay lập tức đe doạ đến mạng điện thoại toàn cầu mà nó sẽ dần thay thế thoại chuyển mạch kênh truyền thống

Thoại thông minh

Việc sử dụng Internet đã làm tăng tính thông minh của mạng điện thoại Các

hệ thống điện thoại truyền thống thực sự hữu hiệu nhờ các tính năng ưu việt như rẻ, phổ biến, dễ sử dụng Tuy nhiên nó chỉ có 12 phím điều khiển Internet đã bù đắp những hạn chế của mạng điện thoại truyền thống, nó cung cấp phương thức giám sát và điều khiển cuộc gọi tiện lợi và thông minh hơn

Dịch vụ tính cước cho bị gọi

Với việc thoại qua Internet đã giúp các nhà khai thác có thể cung cấp dịch

vụ tính cước cho bị gọi đến các khách hàng ở nước ngoài cũng tương tự như khách hàng trong nước Khách hàng có thể sử dụng các chương trình phần mềm

để thực hiện cuộc gọi qua Internet thay vì gọi qua mạng truyền thống Các phần mềm được sử dụng phổ biến hiện nay như Internet Phone của Vocaltec, Netmeeting của Microsoft

Dịch vụ Callback Web

Việc đưa các phím bấm lên trang web để kết nối tới hệ thống điện thoại của

các công ty, doanh nghiệp mang lại lợi ích rất to lớn về mặt kinh doanh Hệ thống điện thoại nói chung vẫn đang là phương tiện kinh doanh cực kỳ quan trọng đối với các công ty, doanh nghiệp ở các nước trên thế giới Chính vì vậy, dịch vụ “bấm số” (Click to dial) trên web cung cấp một phương thức tiếp cận khách hàng nhanh chóng, thuận tiện đối với các công ty, doanh nghiệp

Dịch vụ fax qua IP

Dịch vụ fax qua IP sẽ giúp tiết kiệm được chi phí và kênh thoại cho người

sử dụng, doanh nghiệp và các công ty Nó đặc biệt tiết kiệm chi phí cho những người sử dụng thường xuyên gửi nhiều fax ra nước ngoài Nó sẽ chuyển các bản fax của người sử dụng từ PC qua kết nối Internet

1.6 Các nguy cơ tấn công vào hệ thống VoIP [15], [17]

Việc kết hợp thoại và dữ liệu trên cùng một đường truyền, không phụ thuộc vào các giao thức sử dụng, mà phụ thuộc vào các kỹ sư mạng và nhà quản lý Một

hệ quả của sự kết hợp này là khi xảy ra một cuộc tấn công mạng lớn, toàn bộ cơ sở

hạ tầng viễn thông sẽ gặp nguy hiểm rất lớn Việc đảm bảo an ninh cho toàn bộ hạ tầng VOIP đòi hỏi phải có kế hoạch, sự phân tích và kiến thức chi tiết về an ninh mạng Sau đây là các nguy cơ tấn công phổ biến vào mạng điện thoại VoIP

1.6.1 DoS

Tấn công từ chối dịch vụ (Denial – of – Service) có thể ảnh hưởng tới bất kỳ dịch vụ dựa trên mạng IP nào, trong đó VOIP không phải là ngoại lệ Tác động của một cuộc tấn công DoS có thể dẫn tới sự xuống cấp các dịch vụ cho tới việc mất mát toàn bộ dịch vụ Có rất nhiều kiểu tấn công DoS, một kiểu tấn công điển hình

là các gói tin có thể bị được đưa liên tiếp vào bên trong mạng mục tiêu từ nhiều nguồn khác nhau Nó được gọi là tấn công từ chối dịch vụ phân tán

Hình 1.5 Tấn công từ chối dịch vụ phân tán Loại thứ 2 của tấn công từ chối dịch vụ xảy ra khi các thiết bị trong mạng nội

bộ là mục tiêu của một loạt các gói tin Gián đoạn dịch vụ xảy ra chủ yếu nhằm làm suy kiệt tài nguyên CPU và băng thông Ví dụ một vài điện thoại IP sẽ ngừng hoạt động nếu chúng nhận được gói tin UDP lớn hơn 65534 byte trên cổng 5060

Hình 1.6 Tấn công từ chối dịch vụ nội bộ Việc chống lại các cuộc tấn công DoS là tương đối khó khăn, vì VoIP chỉ là một dịch vụ mạng IP, nó rất dễ dàng bị tấn công như bất cứ một dịch vụ IP nào khác Hơn nữa, các cuộc tấn công DoS đặc biệt hiệu quả với các dịch vụ VoIP và các dịch vụ thời gian thực khác, bởi vì những dịch vụ này đặc biệt nhạy cảm với trạng thái của mạng

1.6.2 Call Hijacking and Interception

Việc chặn cuộc gọi và nghe lén là những quan tâm khác trong mạng VoIP

Là phương thức mà kẻ tấn công có thể theo dõi các báo hiệu, luồng dữ liệu giữa 2 điểm thiết bị đầu cuối VOIP, nhưng không có khả năng sửa đổi dữ liệu Chặn cuộc gọi thành công tương tự như nghe lén, trong đó hội thoại có thể bị đánh cắp, ghi lại, phát lại Một kẻ tấn công có thể đánh chặn và lưu trữ những dữ liệu này để sử dụng chúng vào những mục đích khác nhau

1.6.3 Man-in-the-middle

Các chương trình phân tích gói tin như Network monitor, sniffer Pro thường được các nhà quản trị mạng dùng để quản trị hệ thống, theo dõi, giám sát chẩn đoán cũng như khắc phục sự cố của mạng Lợi dụng những ưu điểm của các chương trình phân tích gói tin đó các hacker tận dụng chúng để ăn cắp các thông tin như username, passwork hoặc là các thông tin quan trọng của hệ thống Đối với

kiểu tấn công này người sử dụng không hề biết mình bị tấn công vì tiến trình làm việc giữa máy gửi và nhận diễn ra hoàn toàn bình thường Đây là một dạng tấn công cực kỳ nguy hiểm và được gọi là Man In The Middle

1.6.4 Tấn công vào các lỗ hổng của mạng và môi trường

VoIP được truyền qua cùng môi trường vậy lý (router, Switch và firewall) với các dịch vụ IP khác nên có thể bị ảnh hưởng VD như: khi gửi nhiều yêu cầu báo hiệu hay yêu cầu thiết lập cuộc gọi tới gateway, hay IP phone, các thiết bị này

sẽ không thể xử lý tất cả các bản tin, gây ra DoS DoS rất nguy hiểm vì nó gần như làm nghẽn mạng và có thể chặn dịch vụ VoIP

1.6.4.1 DNS (Domain name system)

DNS là dịch vụ hỗ trợ việc dịch từ host name sang địa chỉ IP để có thể tìm thấy đường đi trên mạng Trong hệ thống VoIP, DNS có chức năng phân giải địa chỉ đích của đầu cuối hay cho phép gateway đăng kí với server hay GK bằng host name

Do là một giao thức thành phần của mạng Internet nên DNS không có sự bảo mật nào (như chứng thực, mã hóa,…) vì vậy có một số cách tấn công vào DNS:

- DNS footprint (Sử dụng vùng dữ liệu DNS để truy tìm host name, subdomain và subnet)

- DoS (dùng SYN flooding DNS server hay truyền đi bảng DNS trống)

- DNS cache poisoning

1.6.4.2 ARP Address Resolution Protocol giao thức tìm địa chỉ

ARP là giao thức Ethernet cơ bản Do nó không có cơ chế chứng thực các truy vấn và hồi đáp truy vấn nên có thể lợi dụng nó để tấn công mạng VoIP Những kiểu tấn công thường gặp là: ARP spoofing, ARP redirection

 ARP spoofing

Hình 1.7 ARP spoofing

Khi A quảng bá truy vấn ARP để tìm địa chỉ của C trên mạng, B sẽ hồi đáp

là địa chỉ IP 10.1.1.2 thuộc về nó (MAC: AB:AC:AD:AE:AF:FF) Như vậy, gói

từ A tới C sẽ được chuyển tới B

Địa chỉ IP Địa chỉ vật lý

10.1.1.1 AA:BB:CC:DD:EE:FF 10.1.1.2 AB:AC:AD:AE:AF:FF

Bảng 1.1 ARP cache của A

 ARP redirection

Hình 1.8 ARP redirection

Với kiểu tấn công như trên thì tất cả traffic trao đổi giữa A và C đều đi qua B Những thông tin không được mã hóa sẽ bị nghe trộm Trong trường hợp này kẻ tấn công cũng ít khi bị phát hiện nếu không cài phần mềm theo dõi bảng ánh xạ giữa địa chỉ IP và MAC

Hậu quả của kiểu tấn công này là sự quá tải của Switch do bảng CAM (Content – Addressable Memory), bảng có kích thước cố định, bị tràn

Hãng Cisco có phát triển DAI (Dynamic ARP Inspection) trên dòng Switch Catalyst 6500 để phòng chống các nguy cơ tấn công spoofing lớp 2 và lớp 3, trong

đó có ARP spoofing

Hãng Avaya sử dụng giải pháp Media Encryption, mã hóa bằng AES, để tránh việc thông tin bị giải mã khi bị nghe trộm

1.6.5 Spam trong VoIP

SPIT là hiện tượng có nhiều cuộc gọi không mong muốn Nguyên nhân của hiện tượng này giống các như e-mail spam, hầu hết đều với mục đích bán sản phẩm, quảng cáo,… Phương pháp Spam là dùng các đoạn script tự động để thực hiện các cuộc gọi tới nhiều người Nó cũng có thể thực hiện với mục đích giả dạng các cơ quan tài chính hay thương mại điện tử để lấy thông tin cá nhân

Khác với email-spam, các cuộc gọi SPIT sẽ được nhận hoặc chuyển sang hộp thư thoại Nhận SPIT tốn thời gian và có thể gây nghẽn Cũng như email-spam,

ta cần chặn voice spam Tuy nhiên, chặn SPIT khó khăn hơn rất nhiều vì rất khó phân biệt được cuộc gọi bình thường và cuộc gọi SPIT vì thông tin về người gọi chỉ được tiết lộ một khi cuộc gọi đã được thiết lập và bắt đầu gửi thư thoại

1.7 Một số công nghệ bảo mật sử dụng trong VoIP [2], [4], [13], [14], [18]

Internet là một mạng máy tính rộng khắp và hỗn hợp, trong đó có rất nhiều đầu cuối, các dịch vụ khác nhau cùng sử dụng chung một cơ sở hạ tầng dẫn tới các nguy cơ tấn công vào hệ thống VoIP Chính vì vậy việc áp dụng các công nghệ bảo mật vào hệ thống VoIP là rất quan trọng để chống lại các nguy cơ tấn công đã nêu

ở phần trên Phần này em xin giới thiệu về một số công nghệ bảo mật các thuật toán bảo mật được sử dụng cho hệ thống VoIP

K A-B : Khóa bí mật dùng chung Alice và Bob

M: Thông báo nguyên bản

Hình 1.9 Mã hóa đối xứng Bob sẽ không hiểu Alice muốn nói gì trong trường hợp Alice chỉ gửi thông điệp đã mã hóa cho Bob mà không báo trước thuật toán mã hóa đã được sử dụng

để mã hóa thông báo Chính vì vậy, trong kiểu mã hóa náy bên gửi bắt buộc phải

thông báo cho bên nhận về chìa khóa cũng như thuật toán mã hóa đã sử dụng ở một thời điểm nào đó trước khi thực hiện việc gửi thông báo mã hóa Việc này có thể thực hiện trực tiếp hoặc gián tiếp (Gửi qua email, tin nhắn ) Đây chính là điểm yếu của thuật toán này, vì nó dẫn tới khả năng kẻ tấn công sẽ xem trộm được chìa khóa và có thể tiến hành giải mã thông điệp trao đổi giữa bên gửi và bên nhận

Mã hóa đối xứng có thể phân thành hai nhóm phụ:

Block ciphers: mã hóa khối – mỗi lần sẽ xử lý một khối nguyên bản và tạo ra khối bản mã tương ứng (chẳng hạn 64 hay 128 bit) Độ dài của mỗi khối được gọi là block size, thông thường được tính bằng đơn vị bit Ví dụ thuật toán 3-Way có kích thước khối bằng 96 bit Một số thuật toán khối thông dụng là: DES, 3DES, RC5, RC6, 3- Way, CAST, Camelia, Blowfish, MARS, Serpent, Twofish, GOST

Stream ciphers: thuật toán luồng – Dữ liệu đầu vào được xử lý liên tục từng

bit một Mã hóa luồng có tốc độ nhanh hơn mã hóa khối khối, nó được sử dụng khi kích thước khối dữ liệu đầu vào là không biết trước, ví dụ trong kết nối không dây Có thể coi mã hóa luồng là mã hóa khối khối với kích thước mỗi khối là 1 bit Một số thuật toán dòng thông dụng: RC4, A5/1, A5/2, Chameleon

1.7.2 Mã hóa bất đối xứng

Từ những hạn chế của thuật toán mã hóa đối xứng như: khó đảm bảo việc chia sẻ không làm lộ khóa bí mật, trung tâm phân phối khóa có thể bị tấn công cũng như không thích hợp cho việc sử dụng chữ ký số khi mà bên nhận có thể làm giả thông báo nói nhận được từ bên gửi mà thuật toán mã hóa bất đối xứng

đã ra đời để khắc phục những hạn chế đó Thuật toán mã hóa bất đối xứng được

đề xuất bởi Whitfield Diffie và Martin Hellman vào năm 1976 Nó có thể coi là bước đột phá quan trọng nhất trong lịch sử ngành mật mã, nó nhằm bổ xung chứ không thay thế thuật toán mã hóa đối xứng

Mã hóa bất đối xứng, sử dụng một cặp chìa khóa có liên quan với nhau về mặt toán học, một chìa công khai ai cũng có thể biết dùng để mã hoá (public key) thẩm tra chữ ký; và một chìa bí mật dùng để giải mã (private key) và tạo ra chữ

ký Một thông điệp sau khi được mã hóa bởi chìa công khai sẽ chỉ có thể được giải mã với chìa bí mật tương ứng Tính bất đối xứng ở đây thể hiện ở 2 khía cạnh: thứ nhất là bên mã hóa không thể giải mã được thông báo, thứ hai là bên thẩm tra không thể tạo ra chữ ký Do các thuật toán loại này sử dụng một chìa

khóa công khai (không bí mật) nên còn có tên gọi khác là public-key cryptography (thuật toán mã hóa dùng chìa khóa công khai) Một số thuật toán

bất đối xứng thông dụng là : RSA, Elliptic Curve, ElGamal, Diffie-Hellman

Khi Alice gửi một thông điệp tới Bob, Alice sẽ tìm chìa khóa công khai của Bob Alice sẽ dùng chìa khóa này để mã hóa thông điệp gửi đi Khi Bob nhận được thông điệp đã được mã hóa, Bob dùng khóa bí mật của mình để giải mã thông điệp này Nếu quá trình giải mã thành công thì đó chính là bức thông điệp gửi cho Bob từ Alice Quá trình này cho phép người gửi và người nhận thực hiện

việc giao dịch mà không cần trao đổi thông tin bí mật nào trước đó

K B + : Khóa công khai của Bob

K B

-: Khóa bí mật của Bob.

Hình 1.10 Mã hóa bất đối xứng Nhược điểm của thuật toán mã hóa bất đối xứng là tốc độ xử lý chậm, chính vì vậy trong thực tế một hệ thống lai tạp được xử dụng để thực hiện giao dịch giữa bên gửi và bên nhận Thuật toán đối xứng được sử dụng để mã hóa dữ liệu, thuật toán bất đối xứng dùng để mã hóa chìa dùng để mã hóa dữ liệu

1.7.3 Chứng chỉ điện tử

Chứng chỉ điện tử là sự kết hợp giữa chữ ký điện tử (chữ ký số) và các

thông tin về chủ sở hữu cũng như các thông tin quan trọng khác

1.7.3.1 Chữ ký điện tử

Khi bên gửi và bên nhận muốn gây hại cho nhau dựa trên cách thức: bên nhận giả mạo thông báo của bên gửi, bên gửi từ chối đã gửi thông báo tới bên nhận Chữ ký điện tử hay còn gọi là chữ ký số ra đời nhằm bảo đảm an toàn, giải quyết tranh chấp trong giao dịch điện tử, bảo vệ các bên trong quá trình giao dịch

Chức năng quan trọng của chữ ký số:

- Xác minh tác giả và thời điểm ký thông báo

- Xác thực nội dung thông báo

- Là căn cứ để giải quyết khi có tranh chấp xảy ra

Người ta chia chữ ký số ra thành 2 loại chính:

- Chữ ký số trực tiếp

- Chữ ký số gián tiếp: Có sự tham gia của bên thứ 3 gọi là trọng tài Nguyên tắc hoạt động của chữ ký số dựa trên hệ thống mã hóa bất đối xứng Khi đó mỗi bên sẽ sử dụng một cặp khóa: khóa bí mật và khóa công khai hoạt động dựa trên hệ thống mã hóa bất đối xứng Nếu mã hóa bằng khóa bí mật thì chỉ có khóa công khai mới giải mã được và ngược lại nếu mã hóa bằng khóa công khai thì chỉ có khóa bí mật mới giải mã được

Chữ ký số trực tiếp

Chữ ký số trực tiếp chỉ liên quan tới bên gửi và bên nhận Đối với hệ thống

mã hóa bất đối xứng dùng khóa bí mật riêng để ký toàn bộ thông báo hoặc giá trị

băm

Hình 1.11 Khóa riêng ký toàn bộ văn bản

Hình 1.12 Khóa riêng ký vào hàm Hash

Nó có thể sử dụng khóa công khai của bên nhận để mã hóa thống báo nhưng

quan trọng là phải ký trước rồi mới mã hóa sau

Hình 1.13 Dùng khóa công khai bên nhận để mã hóa thông báo

Chữ ký số gián tiếp

Trong chữ ký số gián tiếp có sự tham gia của bên thứ 3 gọi là trọng tài

Trọng tài có nhiệm vụ nhận thông báo có chữ ký số của bên gửi, xác minh tính hợp

lệ của nó; bổ xung thông tin thời gian và gửi cho bên nhận Bên trọng tài được bên

gửi và bên nhận tin tưởng tuyệt đối

Đối với chữ ký số gián tiếp có thể cài đặt cả mã hóa đối xứng và mã hóa bất

đối xứng Bên trọng tài có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy thông báo phụ thuộc

vào kỹ thuật sử dụng

Các kỹ thuật chữ ký số gián tiếp:

(a) Mã hóa đối xứng, trọng tài thấy thông báo

(1) X  A : M ║ EKXA[IDX ║ H(M)]

(2) A  Y : EKAY[IDX ║ M ║ EKXA[IDX ║ H(M)] ║ T]

(b) Mã hóa đối xứng, trọng tài không thấy thông báo

(1) X  A : IDX ║ EKXY [M] ║ EKXA[IDX ║ H(EKXY [M])]

(2) A  Y : EKAY[IDX ║ EKXY[M] ║ EKXA[IDX ║ H(EKXY[M])] ║ T]

(c) Mã hóa khóa công khai, trọng tài không thấy thông báo

(1) X  A : IDX ║ EKRX [IDX ║ EKUY[EKRX[M]]]

(2) A  Y : EKRA[IDX ║ EKUY[EKRX[M]] ║ T]

Trong đó:

X : Bên gửi KXA : Khóa dùng chung XA KXY : Khóa dùng chung XY

Y : Bên nhận KAY : Khóa dùng chung AY KRX : Khóa bí mật của X

A : Trọng tài IDX : Định danh của X KUY : Khóa công khai Y

M : Thông báo H(M): Hàm băm thông báo M T : Nhãn thời gian

Quá trình ký văn bản tài liệu:

Giả sử X có tài liệu cần ký X sẽ sử dụng một trong các kỹ thuật chữ ký số đã nêu ở trên để thực hiện việc ký vào tài liệu X sẽ mã hóa tài liệu đó bằng khóa bí mật riêng hoặc khóa bí mật dùng chung tùy thuộc vào kỹ thuật sử dụng để thu được bản

mã tài liệu Như vậy chữ ký trên tài liệu của X, chính là bản mã tài liệu

Y muốn xác nhận tài liệu là của X với chữ ký là bản mã tài liệu, Y sẽ dùng khóa công khai của X hoặc khóa bí mật dùng chung để giải mã bản mã tài liệu của

X Sau khi giải mã, Y thu được một bản giải mã tài liệu, rồi so sánh bản giải mã tài liệu này với tài liệu Nếu bản giải mã tài liệu giống với tài liệu thì chữ ký là đúng của X

Nếu tài liệu của X bị thay đổi (dù chỉ một ký tự, một dấu chấm, hay một ký hiệu bất kỳ), khi Y xác nhận, Y sẽ thấy bản giải mã tài liệu khác với tài liệu của X

Y sẽ kết luận rằng tài liệu đó đã bị thay đổi, không phải là tài liệu X đã ký

1.7.3.2 Chứng chỉ điện tử

Chứng chỉ điện tử hay chứng chỉ số ra đời nhằm giải quyết vấn đề tin tưởng lẫn nhau giữa các bên khi thực hiện giao dịch Trong môi trường Internet vấn đề tin tưởng và tin cậy lẫn nhau là đặc biệt quan trọng, nó giúp các bên tham gia giao dịch có thể thực hiện việc trao đổi các thông tin quan trọng, hoặc các thông tin cá nhân như học tên, địa chỉ, số điện thoại, email một cách an toàn

Một đơn vị cung cấp chứng chỉ số CA (Certificate Authority) đóng vai trò trung gian để xác nhận, xác thực các đối tượng sử dụng chứng chỉ số Nó có chứng chỉ số của riêng mình, nó sẽ cung cấp các chứng chỉ số cho các bên CA được hoàn toàn tin tưởng bởi các bên tham gia giao dịch điện tử

Khi các bên tham gia giao dịch (X và Y) muốn xác thực thông tin lẫn nhau dựa trên chứng chỉ số, việc xác thực sẽ diễn ra như sau: mỗi bên sẽ chuyển chứng chỉ số cho nhau đồng thời nó cũng có chứng chỉ số của CA, khi đó một phần mềm

ở máy tính của X sẽ tính toán dựa trên sự kết hợp giữa chứng chỉ số của nhà cung cấp và chứng chỉ số của Y để thông báo cho X biết là chứng chỉ số của Y có phải

là chứng chỉ số hợp lệ hay không, cũng như về tính xác thực của Y Nếu như việc kiểm tra cho kết quả chứng chỉ của Y là phù hợp với chứng chỉ của CA thì X hoàn toàn tin tưởng vào Y

Yêu cầu đối với chữ ký số và chứng chỉ số đó là: Sử dụng thông tin của người gửi nhằm tránh việc giả mạo và chối bỏ; tương đối dễ tạo ra; dễ nhận biết

và kiểm tra; sử dụng các thuật toán mã hóa đảm bảo không thể giả mạo CA để

cấp chứng chỉ không hợp pháp, mọi chứng chỉ giả mạo có thể dễ dàng bị phát hiện; thuận tiện trong việc lưu trữ

Ngoài các thông tin cá nhân chứa trong chứng chỉ số như thông tin về danh tính của đối tượng được cấp chứng chỉ, thông tin cá nhân như email, số điện thoại một thành phần nhất thiết không thể thiếu được đó là khóa công khai Riêng khóa

bí mật sẽ được lưu ở máy tính của chủ sở hữu, nó không được lưu trong chứng chỉ

số, cá nhân sử hữu chứng chỉ số có nhiệm vụ giữ an toàn cho khóa bí mật Việc giữ

an toàn cho khóa bí mật cũng chính là giúp cho chủ sở hữu tránh khỏi các giao dịch giả mạo

Các tổ chức CA ví dụ như Verisign, Entrust, RSA sẽ cung cấp các chứng chỉ số cho các cá nhân, tổ chức có nhu cầu và thực hiện việc đăng ký với CA sau khi CA kiểm tra thông tin của người đăng ký Các chứng chỉ thường được lưu dưới dạng file để cài đặt vào thiết bị (PC, Server )

1.7.4 Một số thuật toán nổi tiếng

1.7.4.1 Thuật toán mã hóa đối xứng AES

AES (Advanced Encryption Standard) – Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến được công bố bởi viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Hoa Kỳ NIST (National Institute of Standards and Technology) vào năm 2001 AES là một thuật toán mã hóa khối đối xứng được sử dụng để thay thế DES (Data Encryption Standard) Kích thước của khối là 128bit, kích thước khóa 128/192/256 bit Tên của giải thuật

là Rijndael, tên của thuật toán được lấy từ tên của 2 nhà mật mã học người Bỉ đã nghiên cứu và phát triển thuật toán trên là Vincent Rijmen và Joan Deamen

Thuật toán Rijndeal có những đặc tính sau:

- Chống lại tất cả các cuộc tấn công

- Tốc độ mã hóa nhanh và nhỏ gọn

- Thiết kế đơn giản

Mô tả thuật toán :

AES làm việc với từng khối dữ liệu 4×4 byte Hình 1.14 mô tả quá trình mã hóa và giải mã của thuật toán AES

Hình 1.14 Quá trình mã hóa và giải mã AES Quá trình mã hóa AES trải qua bốn bước cơ bản, số vòng lặp của thuật toán có thể

là 10, 12,14 ( phụ thuộc vào chiều dài của khóa)

Bảng 1.2 Các tham số của AES

1 SubBytes — đây là phép thế (phi tuyến) trong đó mỗi byte sẽ được thế

bằng một byte khác theo bảng tra (Rijndael S-box)

Hình 1.15 SubBytes Trong bước SubBytes, mỗi byte được thay thế bằng một byte theo bảng tra

S; bij = S(aij)

Bảng 1.3 S-Box Một ví dụ về Subbytes

EA 04 65 85

83 45 5D 96 5C 33 98 B0

E0 3D AD C5

87 F2 4D 97

EC 6E 4C 90 4A C3 46 C7 8C D8 95 A6

2 ShiftRows — đổi chỗ, các hàng trong khối được dịch vòng

Mỗi hàng được chuyển tuần tự với một số lượng bước là cố định Đặc biệt,

các phần tử của hàng đầu tiên sẽ không thay đổi vị trí, hàng thứ hai dịch sang trái

một cột, hàng thứ ba dịch sang trái hai cột, hàng cuối cùng sẽ dịch sang trái ba cột

Thao tác này nhằm đảm bảo mỗi cột của bảng đầu ra đều được tạo thành từ các cột

của bảng trạng thái đầu vào

Hình 1.16 ShiftRows

46 C7 4A C3 A6 8C D8 95

{02} · {87} = (0000 1110) (0001 1011) = (0001 0101)

{03} · {6E} = {6E} ({02} · {6E}) = (01101110) (1101 1100) = (1011 0010)

là kết quả của sự biến đổi các con số, chẳng hạn như hashing, và được thực hiện dựa trên dãy key bí mật ban đầu 11 khoá vòng được tìm được từ key mã hoá bằng cách sử dụng giải thuật tính toán đơn giản

Hình 1.18 AddRoundKey

Ví dụ:

Trong đó ma trận thứ 2 là khóa vòng

1.7.4.2 Thuật toán mã hóa bất đối xứng Diffie – Hellman (DH)

Như đã trình bày ở trên, với phương pháp mã hóa bất đối xứng, khóa dùng

để giải mã không được truyền đi mà chỉ truyền cho bên nhận khóa công khai Chính vì vậy phương pháp mã hóa này tương đối an toàn

Với phương pháp mã hóa với khóa đối xứng, cả hai bên mã hóa (bên gửi)

và giải mã (bên nhận) phải sử dụng chung một khóa để mã hóa và giải mã Do đó, việc đảm bảo an toàn và bí mật cho khóa có vai trò cực kỳ quan trọng Chính vì lý

do này, Whitfield Diffie và Martin Hellman đã đề xuất ra thuật toán trao đổi khóa này vào năm 1976, thuật toán được lấy tên ghép từ tên của 2 nhà phát minh là Diffie-Hellman key exchange Thuật toán được sử dụng để trao đổi khóa bí mật một cách an toàn trên các kênh thông tin không an toàn, khóa riêng được tính toán

bởi cả bên mã hóa và bên giải mã

Hình 1.19 Mô hình Diffie Hellman

K = A b mod p = (g a mod p) b mod p = g ab mod p = (g b mod p) a mod p = B a mod p Giải thuật:

1 Bên gửi và bên nhận muốn dùng phương pháp mã hóa sử dụng khóa đối xứng để liên lạc với nhau Khi đó bên gửi và bên nhận thống nhất sử dụng một cặp số nguyên tố dùng chung gọi là n và g Trong đó n là một số nguyên tố đủ lớn, g là một nguyên căn của n

4 Bên gửi gửi A = 40 cho bên nhận

Bên nhận gửi B = 248 cho bên gửi

5 Bên gửi tính giá trị khóa mật K1 theo công thức:

K1 = Bx mod n

==> K1 = 24897 mod 353 = 160

Bên nhận tính khóa mật K2 theo công thức:

Hình 1.20 Hoạt động của 1 hàm băm

Các tính chất quan trọng của hàm băm:

• Tính một chiều: rất khó để tìm ra dữ liệu ban đầu từ kết quả

• Tính chống xung đột mạnh: xác suất để hai thông điệp khác nhau có cùng kết quả hash là cực kỳ nhỏ

Các ứng dụng của hàm băm

• Chống và phát hiện xâm nhập: chương trình chống xâm nhập sử dụng giá trị hash của một dữ liệu ban đầu với giá trị trước để so sánh, từ đó kiểm tra xem

dữ liệu đó có bị thay đổi hay không

• Bảo vệ tính toàn vẹn của thông điệp: kiểm tra giá trị hash của thông điệp trước và sau khi gửi xem có bị thay đổi hay không

• Tạo chìa khóa từ mật khẩu

• Tạo chữ kí điện tử

SHA-1 và MD5 là hai hàm hash thông dụng nhất và được sử dụng trong rất nhiều hệ thống bảo mật

Trong bảo mật H.235 còn sử dụng 2 hàm băm SHA1 và MD5

HMAC-Hình 1.21 Hàm băm HMAC-SHA1

có thể giao tiếp được với nhau nếu các đầu cuối này tuân theo chuẩn H.323

2.1.2 Các thành phần của một hệ thống H.323

Một hệ thống H.323 bao gồm có 4 thành phần chính cho việc truyền tin trên mạng đó là : Terminal, Gateway, Gatekeeper, MCU(Multipoint control unit)

Hình 2.1 Các thành phần H.323

 Terminal: Một ví dụ của đầu cuối H.323 được diễn tả trong Hình 2.2 Sơ đồ

này chỉ ra các phần tử người dùng, giao diện, video codec, audio codec, H.225.0 layer, hệ thống các phương thức điều khiển Tất cả các đầu cuối H.323 sẽ bao gồm một hệ thống điều khiển, H.225.0 layer, giao diện mạng

và một Audio Codec Trong đó, Video Codec và các ứng dụng dữ liệu người dùng là tùy chọn

Hình 2.2 Cấu trúc của một đầu cuối H.323

H.323 terminal là một thiết bị đầu cuối trong mạng LAN có khả năng trao đổi thông tin 2 chiều thời gian thực, các terminal có thể là các thiết bị độc lập hoặc các PC Yêu cầu đối với các thiết bị đầu cuối H.323 để có khả năng trao đổi và giao tiếp được với nhau là phải hỗ trợ chuẩn H245 được dùng để điều tiết các kênh truyền dữ liệu và trao đổi khả năng của thiết bị, H225 được dùng để thiết lập, báo hiệu và huỷ bỏ cuộc gọi và RTP/RTCP được dùng để

truyền các gói tin audio, video

 Gateway: Cung cấp sự chuyển dịch thích hợp giữa các định dạng truyền dẫn

(Ví dụ: H.225.0 sang H.221 và ngược lại), giữa các thủ tục truyền thông (Ví dụ: H.245 sang H.242 và ngược lại) Gateway cũng có thể thực hiện việc thiết lập cuộc gọi Việc thay đổi định dạng của video, audio và dữ liệu có thể cũng được thực hiện bên trong Gateway Gateway được dùng để kết nối giữa hai mạng không giống nhau Ví dụ, một GW có thể kết nối và cung cấp liên lạc giữa đầu cuối H323 và các mạng SCN (bao gồm các mạng điện thoại PSTN) Cung cấp giao thức biên dịch và chuyển mã giữa một điểm cuối H.323 và một điểm cuối không phải H.323

Hình 2.3 Kết nối giữa một điểm cuối H.323 và một điểm cuối

không phải H.323

Tuy nhiên, Một đầu cuối H.323 có thể kết nối một đầu cuối H.323 khác trên cùng một mạng LAN mà không cần sự tham gia của Gateway

 Gatekeeper : là thành phần tùy chọn của một hệ thống H.323, điều khiển

việc giải quyết địa chỉ và cho vào mạng H.323 Chức năng quan trọng nhất của nó là biên dịch địa chỉ giữa địa chỉ ký danh tượng trưng và địa chỉ IP Ví

dụ, với sự có mặt của gatekeeper nó có khả năng gọi tới địa chỉ có tên là

“Tom” thay vì phải gọi tới địa chỉ IP 192.168.10.10

Khi có mặt trong hệ thống, gatekeeper cung cấp những dịnh vụ chính sau:

o Address Translation (Biên dịch địa chỉ): Gatekeeper biên dịch các địa chỉ ký danh tượng trưng sang địa chỉ truyền dẫn thực trong mạng (địa chỉ IP) Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một bảng biên dịch được cập nhật thường xuyên qua các thông báo đăng ký của các đầu cuối

o Admissions Control (Điều khiển truy cập): Gatekeeper cho phép thiết

bị đầu cuối truy cập mạng LAN sử dụng thông báo ARQ/ACF/ARJ H.225.0

o Bandwidth Control (Điều khiển băng thông): Gatekeeper hỗ trợ các thông báo BRQ/BRJ/BCF để quản lý và giám sát việc sử dụng dịch vụ

và cung cấp băng thông có giới hạn

 MCU (Multipoint Control Unit) : Là một đầu cuối, nó hỗ trợ đàm thoại

hội nghị giữa nhiều thiết bị đầu cuối MCU bao gồm 1 MC (multipoint controller), tùy chọn có hoặc không có các MP (multipoint processor) MC

có nhiệm vụ điều khiển tài nguyên của hội thoại bằng cách xác định tài nguyên nào cần được gửi tới các thiết bị đầu cuối, MP có nhiệm vụ trộn, chuyển mạch các chuỗi tín hiệu dữ liệu, âm thanh, hình ảnh do MC điều khiển MCU sử dụng thông báo H.245 Bên cạnh mạng LAN của một Gateway có thể là một MCU Một Gatekeeper có thể cũng bao gồm một MCU

2.1.3 Các thành phần của giao thức H.323

 Giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225: H.225 RAS, H.225.0 Call Signalling

 Giao thức điều khiển cuộc gọi H.245

 Giao thức truyền tải thông tin đa phương tiện RTP/RTCP

 Các chuẩn mã hóa audio: G.711, G.722, G.728, G.729

 Các chuẩn mã hóa video : H.261, H.263

Nhiệm vụ của các giao thức sử dụng trong mạng H.323

 H.225.0 bao gồm H.225.0 RAS và H.225.0 Call Signalling Phiên bản đầu tiên của giao thức báo hiệu cuộc gọi H.225.0 được công bố vào ngày 11/11/1996, cho tới nay phiên bản thứ 7 được công bố chính thức vào ngày 14/12/2009

o H.225.0 RAS là giao thức giữa H.323 Endpoints (Terminal, Gateway) và Gatekeeper RAS thực thi quá trình đăng ký, thu nhận, thay đổi băng thông, giám sát trạng thái giữa H.323 Endpoints và Gatekeeper

o H.225.0 Call Signalling (Báo hiệu cuộc gọi) dùng để thiết lập kết nối giữa các H.323 Endpoints

 H.245 là giao thức điều khiển cuộc gọi Phiên bản đầu tiên công bố vào ngày 20/03/1996 cho tới nay phiên bản thứ 15 đã được công bố vào ngày 14/12/2009 Nó mang thông báo điều khiển hoạt động của các thành phần H.323 (H.323 host, H.323 gateway, H.323 gatekeeper) Chức năng quan trọng nhất của H.245 là khả năng trao đổi Các chức năng khác của H.245 bao gồm đóng mở các kênh logic, các thông báo điều khiển luồng, chế độ

ưu tiên cho các yêu cầu, các chỉ dẫn và các lệnh thông thường Điểm cuối khi tham gia nó sẽ thiết lập H.245 cho mỗi cuộc gọi Để phù hợp với H.245, các điểm cuối H.323 phải hỗ trợ cú pháp, ngữ nghĩa và các thủ tục sau:

o Khả năng trao đổi

O Xác định chủ/tớ

o Đóng mở các kênh logic

o Các điều khiển cuộc gọi

O Chế độ yêu cầu

 RTP/RCTP: Có chức năng truyền và kết hợp tín hiệu media (Audio, Video)

 Audio/Video CODEC: dùng để mã hóa và giải mã tín hiệu Audio và Video

Data Control and Signalling Audio/Video RegistrationT.120 H225.0

Call Signalling

H245 Conference Control

RTP/RTCP H225.0 RAS

TCP UDP

Network LayerData link LayerPhysical Layer

Hình 2.4 Kiến trúc phân tầng H.323

2.1.4 Các thủ tục báo hiệu trong mạng H323

Hình 2.5 Cuộc gọi trong H.323

Người ta chia một cuộc gọi làm 5 giai đoạn gồm :

- Giai đoạn 1: Thiết lập cuộc gọi

- Giai đoạn 2: Thiết lập kênh điều khiển

- Giai đoạn 3: Thiết lập kênh truyền thông

- Giai đoạn 4: Dịch vụ

- Giai đoan 5: Kết thúc cuộc gọi

Giai đoạn 1: Thiết lập cuộc gọi :

Giao thức sử dụng : H.225

Hai đầu cuối gọi gửi bản tin H.225 RAS đến GK để đăng ký và lấy địa chỉ của đầu cuối bị gọi Sau đó, đầu cuối này trao đổi các bản tin H.225 (SETUP, CALL PROCEEDING, ALERTING, CONNECT) với đầu cuối bị gọi; trong lúc trao đổi những bản tin này, đầu cuối bị gọi cũng sử dụng bản tin H.225 RAS để đăng ký với GK

Hình 2.6 Thiết lập cuộc gọi H.323

Giai đoạn 2: Thiết lập kênh điều khiển:

2 có cùng phương thức CODEC trong quá trình tham gia một kết