Hacker: là kẻ xâm nhập vào mạng trái phép bằng cách sử dụng các công cụ phá mật khẩu hoặc khai thác các điểm yếu của các thành phần truy nhập trên hệ thống.. Tính xác thực thường đi kèm
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Khoá luận trình bày về bảo đảm ATTT trong kiểm soát truy nhập Khoá luận tập trung vào một số phương pháp kiểm soát truy nhập, một số chính sách truy cập, và một số kĩ thuật kiểm soát truy nhập
Nội dung của khoá luận gồm:
Chương 1: Trình bày một số khái niệm cơ bản liên như: hệ mã hoá, chữ kí điện tử, hàm băm Ngoài ra, trình bày các yêu cầu và giải pháp bảo đảm ATTT Đồng thời cũng nêu ra các bài toán ATTT
Chương 2: Cho chúng ta những hiểu biết chung về vấn đề kiểm soát truy nhập Phần này, tập trung vào trình bày một số phương pháp kiểm soát truy nhập, chính sách truy nhập, và kĩ thuật kiểm soát truy nhập
Trình bày 2 phương pháp thường được sử dụng trong kiểm soát truy nhập,
đó là kiểm soát truy nhập “thủ công” và kiểm soát truy nhập “tự động”
Trình bày một số chính sách kiểm soát truy nhập Ở phần này, cho chúng
ta cái nhìn tổng quan về các chính sách kiểm soát truy nhập
Tiếp theo, khoá luận trình bày 5 kĩ thuật kiểm soát truy nhập Đó là, hệ thống nhận dạng và xác thực, tường lửa, mạng riêng ảo, hệ thống phát hiện và ngăn chặn xâm nhập, và tường lửa ứng dụng web Ở phần này, ngoài việc cho chúng ta có những khái niệm cơ bản, còn chỉ ra những ưu nhược điểm của từng
kĩ thuật
Trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp, người viết không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thấy cô và các bạn
Trang 2Bảng danh mục các từ, thuật ngữ
ACL (Access Control List) Danh sách kiểm soát truy cập
CA (Certificate Authourity) Tổ chức cấp chứng chỉ
Cisco DAC (Discretionary Access Control) Kiểm soát truy cập tuỳ quyền
DdoS (Distrubuted DoS) Từ chối dịch vụ phân tán
DES (Data Encrytion Standard)
DSS (Digital Signature Standard)
DoS ( Denial of Service) Từ chối dịch vụ
FTP (File Transfer Protocol) Giao thức truyền file
gcd (greatest common divion) Ước số chung lớn nhất
HIDS (Host IDS)
HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Giao thức truyền siêu văn bản
ICMP (Internet Control Message
Protocol)
Giao thức kiểm soát thông điệp mạng
IDS (Intrustion Detect System) Hệ thống phát hiện xâm nhập
IETF (Internet Engineering Task
Force)
IPS (Intrustion Prevent System) Hệ thống ngăn chặn xâm nhập
ISP (Internet Service Providers) Nhà quản lí thiết bị mạng
LBAC (Lattice Based Access Control) Kiểm soát truy cập dùng lưới
MAC (Mandatory Access Control) Kiểm soát truy cập bắt buộc
NIC (Network Interface Card) Card giao tiếp mạng
NIDS (Network base IDS)
PIN (Personal Identification Number ) Số định danh cá nhân
Trang 3PKI (Public Key Infrastructure) Hạ tầng cơ sở khoá công khai
RBAC (Role Base Access Control) Kiểm soát truy cập trên cơ sở vai trò
SNMP (Simple Network Managerment
Protocol)
Giao thức quản lí mạng
SSL (Secure Socket Layer) Khe cắm an toàn
TA (Trusted Authority) Cơ quan uỷ thác cấp chứng thực
TCP (Transmission Control Protocol)
TCP/ IP (Transfer Control Protocol/
Internet Protocol)
UDP (User Datagram Protocol)
URL (Uniform Resource Locator)
WAF (Web Application Firewall) Tường lửa ứng dụng web
Trang 4CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ SỞ
1.1 KHÁI NIỆM MÃ HOÁ
Một số hệ mã hóa đối xứng: DES, RC2, RC4, RC5, IDEA,
Hệ mã hóa phi đối xứng là hệ mã mà khi biết khóa lập mã, khó” tính được khoá giải mã và ngược lại
Hệ trên còn được gọi là hệ mã hóa khóa công khai vì khóa để mã hóa là công khai Ta dùng khóa công khai này để mã hóa thông điệp, nhưng chỉ người
có khóa giải mã mới có thể đọc được thông điệp
Một số hệ mã hoá phi đối xứng: RSA, Elgamal,
Trang 5V là tập các thuật toán kiểm thử
Với mỗi k ∈ K, có thuật toán ký sig k’ ∈ S, sig k: P → A và
thuật toán kiểm thử ver k’’ ∈ V, ver k’’: Px A → {đúng, sai}, thoả mãn điều kiện sau đây với mọi x ∈ P, y ∈ A:
ver k’’ (x,y) = đúng, nếu y = sig k’(x)
sai, nếu y ≠ sig k’(x)
Một số chữ kí điện tử: RSA, Elgamal, DSS,
1.3 HÀM BĂM (HASH FUNCTION)
Giả sử D là tập các văn bản có thể X là tập các văn bản tóm lược (đại diện) có thể Việc tìm cho mỗi văn bản một tóm lược tương ứng xác định một hàm h: D→ X Hàm h như vậy được gọi là hàm băm
Hàm băm thường phải thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Hàm băm phải là hàm không va chạm mạnh
+ Hàm băm là hàm một phía
+ Hàm băm phải là hàm không va chạm yếu
Trang 61.4 TỔNG QUAN VỀ ATTT
1.4.1 Một số khái niệm
Hacker: là kẻ xâm nhập vào mạng trái phép bằng cách sử dụng các công
cụ phá mật khẩu hoặc khai thác các điểm yếu của các thành phần truy nhập trên
hệ thống
Eavesdropping: là đối tượng nghe trộm thông tin trên mạng, chúng sử dụng các công cụ sniffer, sau đó dùng các công cụ phân tích và debug để lấy được các thông tin có giá trị
Sniffer:
Trong bảo mật hệ thống sniffer được hiểu là công cụ (có thể là phần mềm hoặc phấn cứng) “bắt” thông tin lưu chuyển trên mạng Dùng thông tin đã thu được, để “đánh hơi” lấy được thông tin có giá trị trao đổi trên mạng Hoạt động của sniffer giống như chương trình “bắt” thông tin gõ từ bàn phím (key capture) Tuy nhiên, các tiện ích của key capture chỉ thực hiện trên một trạm làm việc cụ thể Còn sniffer thì có thể “bắt” được các thông tin trao đổi giữa nhiều trạm làm việc với nhau
1.4.2 Một số bài toán trong ATTT
Bài toán bảo mật: giữ bí mật đối với những người không có thẩm quyền Bài toán toàn vẹn dữ liệu: kiểm chứng tính toàn vẹn của thông tin
Bài toán xác nhận thực thể: xác định danh tính của một chủ thể
Bài toán chữ kí: dùng để gắn một thông tin với một chủ thể xác định
Bài toán không chối bỏ: ngăn ngừa việc chối bỏ trách nhiệm đối với một cam kết đã có
1.4.3 Các yêu cầu về đảm bảo ATTT
1) Yêu cầu bảo mật thông tin
Trang 7Tính bí mật là thông tin chỉ được phép truy nhập bởi người có quyền truy nhập Đây là một trong ba đặc tính quan trọng nhất của ATTT Tính bí mật là một trong những mục tiêu của các hệ mã hoá
2) Yêu cầu bảo toàn thông tin
Trong lĩnh vực ATTT, tính bảo toàn (toàn vẹn) bảo đảm các mục tiêu sau: ngăn ngừa việc thay đổi thông tin trái phép của người dùng không có thẩm quyền, ngăn ngừa việc vô ý thay đổi thông tin của người dùng có thẩm quyền, duy trì tính nhất quán của thông tin
3) Yêu cầu sẵn sàng
Tính sẵn sàng được thể hiện là thông tin được đưa đến người dùng kịp thời, không bị gián đoạn Mọi hành vi làm gián đoạn quá trình truyền thông tin, khiến thông tin không đến được người dùng, chính là đang tấn công vào tính sẵn sàng của hệ thống đó
4) Yêu cầu xác thực
Ngoài 3 đặc tính trên, người ta còn đưa ra tính xác thực Tính xác thực là đảm bảo thông tin cần được xác thực nguồn gốc Tính xác thực thường đi kèm với tính chống chối cãi, không cho phép người dùng chối bỏ thông tin của họ
1.4.4 Một số giải pháp chung bảo đảm ATTT
1) Chính sách bảo đảm ATTT
Là tập hợp các qui tắc áp dụng cho mọi đối tượng có tham gia quản lí, sử
dụng tài nguyên và dịch vụ mạng Với mục tiêu là giúp người dùng biết được trách nhiệm của mình trong việc bảo vệ các thông tin, đồng thời giúp nhà quản trị thiết lập các biện pháp bảo đảm hữu hiệu trong quá trình trang bị, cấu hình kiểm soát hoạt động của hệ thống và mạng
2) Giải pháp bảo đảm ATTT
Là tập hợp các biện pháp nhằm bảo đảm ATTT
Ví dụ: Để bảo đảm ATTT có 3 giải pháp chính :
Trang 8(1) Kiểm soát truy nhập
(2) “Che giấu thông tin”
(3) Kiểm soát, xử lí “lỗ hỏng” thiếu an ninh
CHƯƠNG 2: VẤN ĐỀ KIỂM SOÁT TRUY NHẬP
2.1 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT TRUY NHẬP
Kiểm soát truy nhập thường sử dụng 2 phương pháp sau:
Kiểm soát truy cập trực tiếp vào hệ thống thông tin (kiểm soát truy nhập
“thủ công”)
Hệ thống tự động phát hiện và ngăn chặn xâm nhập vào\ ra hệ thống thông tin (kiểm soát truy nhập “tự động”)
2.1.1 Kiểm soát truy cập trực tiếp
2.1.1.1 Hệ thống kiểm soát truy cập trực tiếp
Hệ thống kiểm soát truy cập trực tiếp cung cấp các dịch vụ sau: nhận dạng
và xác thực (Indentification and Authentication), ủy quyền (Authorization), qui trách nhiệm (Accountability)
1) Dịch vụ nhận dạng và xác thực:
Xác định ai là người được đăng nhập vào hệ thống
Nhận dạng và xác thực: là qui trình gồm 2 bước nhằm xác thực người truy nhập vào hệ thống
Nhận dạng là phương pháp người dùng báo cho hệ thống biết họ là ai Và
hệ thống xác nhận có đúng là người đó không Xác thực là qui trình xác minh danh hiệu của người dùng Quá trình xác thực phải dựa vào 1 trong 3 yếu tố:
+ Những chi tiết mà người dùng biết trước như: mật khẩu, số định danh
cá nhân (PIN) Việc này cần thiết cho việc truy cập chương mục
+ Những gì người dùng đã có như thẻ thông minh (smart card) hoặc một dấu hiệu nào đó Điều này dùng để mở khoá chương mục
+ Những gì người dùng sở hữu bẩm sinh như vân tay, giọng nói,
2) Dịch vụ ủy quyền:
Xác định những gì mà một người dùng đã được xác thực có thể thi hành
Trang 9Sự ủy quyền: định nghĩa “quyền” và “phép” của người dùng trong một hệ thống Sau khi người dùng đã được chứng thực, thì việc ủy quyền chỉ định những cái gì mà người dùng đó có thể thi hành trên hệ thống
3) Dịch vụ qui trách nhiệm:
Nhận dạng và chứng thực những hành vi, hoạt động mà người dùng đã thi hành trong khi họ đang sử dụng hệ thống
2.1.1.2 Mật khẩu
1) Tiêu chuẩn mật khẩu an toàn
Sử dụng tối thiểu 8 kí tự, nói chung mật khẩu dài thì độ an toàn cao hơn Mật khẩu gồm 3 trong 4 nhóm kí tự sau:
+ Kí tự “số”
+ Chữ in
+ Chữ thường
+ Kí tự đặc biệt trên bàn phím như @, &, #, …
2) Phương pháp tạo mật khẩu
Mật khẩu do người dùng tạo ra:
Là mật khẩu do người dùng tạo ra cho mục đích riêng của họ Tuy nhiên, người dùng chọn mật khẩu thường là các thông tin cá nhân như tên người thân, ngày sinh, … hoặc dùng cùng một mật khẩu ưa thích trên nhiều máy, các mật
khẩu này dễ bị người khác đoán được
Mật khẩu do máy tạo ra:
Chương trình này thường đưa ra cho người dùng một số mật khẩu để họ lựa chọn, người dùng quyết định bằng cách gõ lại mật khẩu đã chọn
Chương trình trên hoạt động theo chu kì, để nếu mật khẩu bị lộ cũng chỉ
có hiệu lực trong thời gian nhất định (gọi là tuổi của mật khẩu)
Những mật khẩu có thể hiệu chỉnh:
Trang 10Sơ đồ tạo mật khẩu có thể hiệu chỉnh cho phép người quản trị hệ thống cung cấp cho người dùng một phần mật khẩu, trên cơ sở đó người dùng có thể xây dựng mật khẩu mới theo tiêu chuẩn đã đề ra Sơ đồ được gọi là hiệu chỉnh vì người quản trị có thể thay đổi độ dài và những thuộc tính khác của xâu kí tự được tạo ra
3) Các tấn công dò tìm mật khẩu
a) Tấn công toàn diện
Trong tấn công toàn diện, người tấn công thử mọi khả năng mà mật khẩu
có thể được người dùng sử dụng Số mật khẩu được tạo tuỳ thuộc vào hệ thống nhất định
Rõ ràng việc tấn công toàn diện gặp khó khăn khi mật khẩu có độ dài lớn
và theo đúng tiêu chuẩn chọn mật khẩu Tuy nhiên, để tìm mật khẩu cụ thể không cần thử toàn bộ mật khẩu có thể
b) Tìm file mật khẩu của hệ thống
Cách dò tìm như trên dựa theo việc suy đoán các khả năng có thể Do các mật khẩu được lưu trên máy, nên việc tìm các file này để đọc là hướng hiệu quả Các file chứa mật khẩu thường được mã hoá, file đọc được là bản mã Như vậy có thể dùng các thuật toán mã hoá để tìm ra bản rõ tương ứng
c) Các biện pháp dò tìm thông minh
Sử dụng các virus dạng “Trojan Horse” để lấy cắp mật khẩu Các virus này có thể ghi lại mật khẩu khi khởi động máy hoặc làm giả thủ tục đăng nhập, đánh lừa người dùng để lấy cắp mật khẩu, hoặc chứa từ điển để dò tìm mật khẩu
4) Các biện pháp bảo vệ mật khẩu
a) Bảo vệ mật khẩu đối với người dùng
Người dùng cần tuân thủ các tiêu chuẩn lựa chọn mật khẩu; Không sử dụng các từ có trong từ điển; Không ghi lại mật khẩu; Không tiết lộ mật khẩu; Thường xuyên thay đổi mật khẩu, ngay cả khi không có nghi ngờ rằng mật khẩu
đã bị lộ
b) Mật khẩu dùng một lần
Trang 11Là loại mật khẩu thay đổi mỗi lần sử dụng, thực chất đây là hệ thống xác định người dùng bằng hỏi đáp Hàm cho từng người là cố định nhưng các tham
số của mỗi lần xác nhận là khác nhau Vì vậy câu trả lời của người dùng là khác nhau, đồng nghĩa với việc mật khẩu là khác nhau
c) Bảo vệ mật khẩu lưu trong máy
File mật khẩu lưu trong máy cần được mã hoá để chống lại việc truy nhập
và lấy cắp thông tin về mật khẩu Thường sử dụng hai cách để bảo vệ là mã hoá truyền thống và mã hoá một chiều
d) Muối mật khẩu
Có thể xảy ra trường hợp hai người khác nhau cùng dùng chung một mật khẩu Khi đó trong bản mã hoá sẽ có hai bản mã như nhau và đó là kẽ hở để có thể dò tìm mật khẩu đã mã hoá
Để khắc phục tình trạng trên, HĐH Unix sử dụng một cơ chế mở rộng mật khẩu gọi là “muối” mật khẩu Muối là một số 12 bit hình thành từ ngày hệ thống
và số hiệu tiến trình được thêm vào mật khẩu
Hình 2.1 Cơ chế muối mật khẩu
Trang 12Cơ chế muối mật khẩu như sau: mật khẩu và muối được mã hoá, bản mã
và muối tương ứng cùng được lưu trong file mật khẩu
Khi người dùng nhập mật khẩu, nó sẽ được mã hoá cùng với muối, kết quả được so sánh với bản mã đã lưu trữ
2.2.2 Kiểm soát truy nhập “tự động”
Để kiểm soát truy nhập “tự động”, hiện nay người ta dùng các giải pháp:
+ Tường lửa (Firewall)
Tường lửa là tường chắn đầu tiên bảo vệ giữa mạng bên trong với mạng bên ngoài Nó là công cụ cơ sở được dùng theo một chính sách an toàn, để ngăn ngừa truy nhập không được phép giữa các mạng
Mạng riêng ảo:
Là một mạng riêng sử dụng hệ thống mạng công cộng (thường là Internet)
để kết nối các địa điểm hoặc người dùng từ xa với một mạng LAN ở trụ sở trung tâm Thay vì dùng kết nối phức tạp như đường dây thuê bao số, VPN tạo ra các liên kết ảo được truyền qua Internet giữa mạng riêng của một tổ chức với địa điểm hoặc người dùng ở xa
Hạ tầng cơ sở khoá công khai:
Là hệ thống cung cấp và quản lí chứng chỉ số, thực hiện xác thực định danh các bên tham gia vào quá trình trao đổi thông tin Cơ chế này gán cho mỗi người dùng trong hệ thống một cặp khoá công khai /khoá bí mật Các quá trình này thường được thực hiện bởi một phần mềm đặt tại trung tâm và các phần
Trang 13mềm phối hợp khác tại các địa điểm của người dùng Khoá công khai thường được phân phối trong chứng chỉ khoá công khai
PKI có thể được định nghĩa như một hạ tầng cơ sở sử dụng công nghệ thông tin để cung cấp dịch vụ mã hoá khoá công khai và chữ ký số Ngoài ra, PKI còn quản lý khoá và chứng chỉ được dùng trong hệ thống
2.2 MỘT SỐ CHÍNH SÁCH TRUY CẬP
2.2.1 Kiểm soát truy cập tuỳ quyền
(Discretionary Access Control- DAC)
Là chính sách truy cập mà chủ nhân thông tin hay tài nguyên tự quyết định xem ai là người được phép truy cập nó, và những quyền nào mà người đó được phép thi hành
Hai khái niệm trong truy cập tuỳ quyền là: sở hữu thông tin, quyền và phép truy cập thông tin
Kĩ thuật được dùng trong kiểm soát truy cập tùy quyền là danh sách kiểm soát truy cập (Access Control List- ACL)
2.2.2 Kiểm soát truy cập trên cơ sở vai trò
(Role Base Access Control - RBAC)
Chỉ định tư cách nhóm người dùng dựa trên vai trò của tổ chức hoặc chức năng của vai trò Chính sách này giúp tối giảm việc điều hành quản lí quyền và phép truy cập Nó sẽ hạn chế người dùng bất hợp pháp truy cập hệ thống
Trong an ninh với hệ thống máy tính, kiểm soát truy cập trên cơ sở vai trò
là một trong số các chính sách kiểm soát và đảm bảo quyền sử dụng cho người dùng
2.2.3 Kiểm soát truy cập bắt buộc
(Mandatory Access Control - MAC)
Là chính sách truy cập do hệ thống quyết định, không phải do cá nhân sở hữu tài nguyên quyết định
Trang 14Nó được sử dụng trong các hệ thống đa tầng, tức là những hệ thống xử lí các loại dữ liệu nhạy cảm như các thông tin được phân hạng về mức độ bảo mật trong chính phủ hay quân đội
Các phương pháp thường dùng để áp dụng kiểm soát truy cập bắt buộc là: kiểm soát truy cập dùng theo luật (Rule Base Access Control) và kiểm soát truycập dùng lưới (Lattice Base Access Control)
2.3 MỘT SỐ KĨ THUẬT KIỂM SOÁT TRUY NHẬP
2.3.1 Hệ thống nhận dạng và xác thực
Tiền đề của hệ thống an ninh là nhận dạng đúng người dùng Với mục tiêu đó,
cơ chế xác thực người dùng qua một vài sở hữu riêng hoặc liên kết các mô hình
Hệ thống xác thực dùng thông tin để nhận biết người dùng:
+ Hệ thống mật khẩu: Người dùng được nhận dạng qua chuỗi kí tự bí mật,
chỉ riêng người dùng và hệ thống biết
+ Hệ thống hỏi - đáp: Người dùng được nhận dạng qua việc trả lời các câu hỏi mà hệ thống đưa ra Câu hỏi là khác nhau cho mỗi người dùng, và thường là các hàm toán học
+ Hệ thống xác thực kép (bắt tay): Hệ thống tự giới thiệu với người dùng, người dùng tự xác thực lại với hệ thống Việc xác thực của hệ thống xuất hiện qua thông tin chỉ người dùng biết, có thể là ngày, giờ của phiên làm việc cuối cùng Người dùng xác thực là mật khẩu
Hệ thống xác thực dùng thông tin sở hữu của người dùng:
Về cơ bản là hệ thống thẻ: Thẻ từ chứa mã vạch hoặc mã từ hoặc bộ vi xử
lí Việc xác thực xuất hiện lúc chấp nhận thẻ đưa vào đọc, đôi khi kèm theo mã
bí mật
Hệ thống xác thực dùng thông tin cá nhân của người dùng:
Thông tin cá nhân là những đặc thù chỉ có của người dùng như vân tay, giọng nói, ảnh lưới võng mạc, … Những thông tin này được sử dụng để nhận dạng người dùng, hiện nay có các hệ thống sau:
+ Hệ thống fax- máy tính
+ Hệ thống vân tay
Trang 152.3.2 Tường lửa (Firewall)
2.3.2.1 Khái niệm tường lửa
Firewall là một kĩ thuật được tích hợp vào hệ thống, để chống lại sự truy cập trái phép, nhằm bảo vệ các nguồn tin nội bộ cũng như hạn chế sự xâm nhập vào hệ thống của một số thông tin khác không mong muốn
Firewall quyết định những dịch vụ nào từ bên trong được phép truy cập
từ bên ngoài, những người nào từ bên ngoài được phép truy cập đến các dich vụ bên trong, những dịch vụ nào bên ngoài được phép truy cập bởi những người bên trong
2.3.2.2 Phân loại tường lửa
Có 2 loại tường lửa chính là:
Ủy quyền ứng dụng (Application proxies)
Cổng lọc gói tin (Packet filtering gateway)
Firewall không thể chống lại cuộc tấn công bằng dữ liệu (data driven attack) Khi một chương trình được chuyển theo thư điện tử, vượt qua Firewall vào trong mạng, nó sẽ hoạt động tại đây
Firewall không làm nhiệm vụ quét virus trên dữ liệu chuyển đến nó
