Vì SoftEther [1] với đặc trưng là ảo hóa các thành phần ở lớp 2, do đó các card mạng LAN và trạm trung chuyển hub được ảo hóa bằng phần mềm và được gọi lần lượt là card LAN ảo và hub ảo. SoftEther là một phần mềm truyền thông kiểu máy khách/máy chủ. Khi xây dựng VPN bằng SoftEther, một hub ảo được cài đặt trên một máy chủ và nhiều máy khách có card mạng LAN ảo được cài đặt đồng thời kết nối với hub ảo đó. Sau đó, các máy khách có thể truyền thông tự do với nhau ở lớp liên kết dữ liệu.
Hầu hết các phần mềm máy chủ VPN thông thường được triển khai sử dụng một phần chức năng mạng của hệ điều hành. Trong Hình 1, các máy chủ L2TP và OpenVPN xử lý giao thức VPN ở lớp 3. Các máy chủ này gọi chức năng định tuyến IP riêng của hệ điều hành để trao đổi các gói IP với một giao thức VPN khác hoặc mạng LAN vật lý bên ngoài. Khi người quản trị xây dựng VPN server hỗ trợ nhiều giao thức VPN, các chức năng VPN thường phải phụ thuộc vào chức năng định tuyến và chuyển mạch của hệ điều hành. Do đó, nếu có lỗi trong cài đặt chức năng định tuyến hoặc chuyển mạch trong hệ điều hành, thì các chương trình ứng dụng khác cũng sẽ bị ảnh hưởng và không thể kết nối.
Hình 1. Nhược điểm của máy chủ VPN thông thường
SoftEther VPN Server là một phần mềm máy chủ VPN tích hợp, điều này có nghĩa là quản trị viên có thể sử dụng nhiều giao thức VPN khác nhau cùng một lúc mà không cần phải có hiểu biết về sự khác biệt của chúng và các giao thức này hoạt động như một phiên bản duy nhất với mức độ phụ thuộc ít nhất vào các hệ điều hành và các thư viện khác. Hình 2 minh họa giải pháp máy chủ VPN tích hợp, trong đó các module xử lý các giao thức VPN khác nhau được thực hiện trong một tiến trình duy nhất. Quản trị viên chỉ cần cài đặt một phần mềm máy chủ VPN tích hợp để hỗ trợ các giao thức VPN khác nhau và nhận các kết nối VPN từ nhiều phần mềm máy khách VPN. Chức năng chuyển mạch cũng được cài đặt trong tiến trình này, nó có nhiệm vụ thực hiện trao đổi thông báo giữa nhiều máy chủ VPN ở lớp 2.
Ngoài ra, để trao đổi thông tin giữa máy chủ VPN ở lớp 3 và chức năng chuyển mạch, một bộ chuyển đổi (Adapter) sẽ chuyển đổi gói tin giữa lớp 3 và lớp 2. Quản trị viên không cần cấu hình các chức năng định tuyến và chuyển mạch trên chính hệ điều hành mà trình chủ VPN được cài đặt.
Hình 2. Giải pháp máy chủ VPN tích hợp
Hình 3. Các thành phần trong máy chủ SoftEther VPN
Hình 3 thể hiện các module trong phần mềm máy chủ SoftEther VPN. Các module chính bao gồm:
1. Các module xử lý giao thức VPN, máy chủ VPN hỗ trợ các giao thức VPN khác nhau gồm: L2TPv3, SSTP, OpenVPN, EtherIP, SE-VPN.
2. Module chia sẻ giữa các giao thức VPN gồm: SSL/TLS, HTTP, Point-to-Point (PPP), IPSec. Trong thành phần này có bộ điều hợp (Adapter) để thực hiện truyền thông giữa lớp 2 và lớp 3.
3. Thành phần xử lý chính gồm: Thành phần cài đặt trung chuyển ảo (Virtual hub), thành phần xác thực (User authentication), điều khiển truy cập (Access control) và ghi nhật ký (Logging).
4. Ngoài ra, SoftEther còn có một số thành phần hỗ trợ cho việc cấu hình, giám sát máy chủ VPN (User interface) và thành phần tương tác với các nền hệ điều hành khác nhau (Platform astraction).
SE-VPN được đánh giá là một trong những giao thức VPN có hiệu suất thực hiện khá tốt [4], ngoài ra nó là một giao thức VPN hoạt động ở lớp 2, dữ liệu VPN được đóng gói theo định dạng Ethernet Frames (IEEE802.3).
Với SE-VPN, các gói tin truyền qua mạng vật lý thực để giao tiếp giữa máy chủ SoftEther VPN và máy tính nguồn kết nối VPN (phiên VPN) được đóng gói dưới dạng gói TCP/IP và được tạo bởi người gửi. Các gói TCP/IP sẽ được đóng gói và mở đóng gói khi thực hiện gửi và nhận. Tất cả dữ liệu truyền thông TCP/IP được mã hóa bởi lớp mã hóa (SSL/TLS).
SE-VPN sử dụng giao thức SSL/TLS [3] để thiết lập một kênh VPN. Giao thức TLS sử dụng cổng 443 của giao thức TCP/IP làm cổng đích. Mặc định, cổng này thường được các thiết bị Firewall cấu hình cho phép đi qua. Định dạng đóng gói gói tin VPN cho kênh mã hóa TCP như Hình 4. Phần TLS Header và dữ liệu (Data) bảo mật được đóng gói trong định dạng TLS Record như Hình 5.
Hình 4. Định dạng gói tin VPN trong chế độ TCP
Hình 5. Định dạng bảo mật dữ liệu theo TLS Record
Kênh UDPAcc (UDP Acceleration) [2] là một đường hầm UDP có mã hóa được sử dụng để tăng tốc truyền dữ liệu. Thuật toán mã hóa mặc định của Hình 4. Định dạng gói tin VPN trong chế độ TCP Hình 3. Các thành phần trong máy chủ SoftEther VPN kênh UDPAcc là Chacha20-Poly1305 và khóa mã hóa cho kênh này được trao đổi dựa trên kênh TCP bảo mật trước đó. Cấu trúc gói của kênh UDPAcc được hiển thị như Hình 6. Thành phần SE Header, dữ liệu và xác thực (MAC) như Hình 7. Trong đó có các giá trị như sau:
Hình 6. Cấu trúc gói của kênh UDPAcc
Hình 7. Cấu trúc gói của kênh UDPAcc
- IV: là vectơ khởi tạo của thuật toán mã hóa, có độ dài là 12 byte do sử dụng chế độ mã GCM.
- Cookie: Cookie được tạo ra và gắn kết với phiên kết nối và sử dụng để xác định rằng gói tin UDP nhất định thuộc về cùng một phiên kết nối UDP.
- SendTick: Đây là một trường dữ liệu được sử dụng để đồng bộ hóa dữ liệu giữa hai bên trong quá trình UDPAcc. Trong quá trình gửi dữ liệu UDP, trường sendtick được gắn kèm với gói tin để xác định thời điểm gửi. Trường này giúp người nhận phát hiện và xử lý các gói tin theo thứ tự chính xác và đồng bộ với thời gian gửi.
- RecvTick: Đây là một trường dữ liệu được sử dụng để đồng bộ dữ liệu giữa hai bên trong quá trình UDPAcc. Trong quá trình nhận dữ liệu UDP, trường recvtick được gắn kèm với gói tin để xác định thời điểm nhận của gói tin. Trường này giúp người gửi biết được thời gian nhận của gói tin và điều chỉnh quá trình gửi dữ liệu để đảm bảo sự đồng bộ giữa người gửi và người nhận.
- Data Length: Độ dài của dữ liệu.
- Flag: Cờ chỉ dữ liệu có được nén hay không, mặc định là không nén.
- Data: Một khung Ethernet được nhận bởi bộ điều hợp mạng ảo VPN.
- MAC: Dữ liệu xác thực của gói tin, có độ dài 16 byte chính là thành phần TAG của chế độ mã GCM.
Các giao thức VPN thông thường hoạt động ở trong lớp 3 của chồng giao thức IP như OpenVPN, IPSec,… tuy nhiên giao thức SE-VPN lại được xử lý ở lớp 2 của chồng giao thức cho phép xử lý các gói tin VPN ở mức Frame. Đặc điểm này giúp giao thức này tạo ra các kênh VPN mà không phụ thuộc vào giao thức lớp 3.
Hiện nay, bộ phần mềm SoftEther VPN đã được sử dụng tại nhiều cơ quan Đảng và Nhà nước, việc nghiên cứu xây dựng sản phẩm bảo mật luồng IP dựa trên giao thức SE-VPN và các công nghệ lõi mới của phần mềm SoftEther là cần thiết. Bộ phần mềm VPN mới này giúp công tác xây dựng và triển khai các mô hình VPN một cách mềm dẻo, khả năng quản lý và cấu hình một cách thuận tiện, băng thông mã hóa được cải thiện.
|
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. https://www.softether.org/3-spec,[Online]: Accessed on 18 May, 2022. [2]. Yunxiao Sun, “On Man-in-the-Middle Attack Risks of the VPN Gate Relay System”, Security and Communication Networks, Volume 2021, https://doi. org/10.1155/2021/9091675. [3]. IETF, “The Transport Layer Security (TLS) Protocol Version 1.3”, RFC 8446. [Online]: Accessed on 18 May. 2022, https://datatracker.ietf.org/doc/html/ rfc8446. [4]. Choon Hoe Chua, Sok Choo Ng, “Open-Source VPN Software: Performance Comparison for Remote Access”, Proceedings of the 5th International Conference on Information Science and Systems, 2022 |
TS. Phạm Văn Lực, Phạm Đức Hùng, Nguyễn Đình Đại (Viện Khoa học - Công nghệ mật mã)
09:00 | 04/04/2024
10:00 | 27/05/2022
23:00 | 02/09/2022
13:00 | 29/06/2023
10:00 | 18/10/2024
15:00 | 10/01/2025
Trong bối cảnh Chính phủ đang đẩy mạnh hoạt động của Chính phủ Điện tử và chuyển đổi số trên phạm vi cả nước, an ninh mạng đã trở thành một trong những thách thức lớn nhất đối với các cơ quan Đảng và Chính phủ. Tình hình mất an ninh, an toàn thông tin đang ngày càng phức tạp và nghiêm trọng, với sự gia tăng không ngừng của các cuộc tấn công mạng tinh vi và các biến thể mã độc mới. Với bối cảnh như vậy, việc bảo vệ hệ thống thông tin và các sản phẩm phần cứng, phần mềm quan trọng trong các cơ quan Đảng, Chính phủ trước các mối đe dọa từ mã độc trở thành nhiệm vụ hết sức cấp thiết.
14:00 | 31/05/2024
Song hành cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin thì việc phòng, chống tội phạm cũng đã có những bước tiến mạnh mẽ về công nghệ. Đồng thời cũng tồn tại nhiều bài toán khó và một trong số đó là việc nhận diện nhanh chóng tội phạm, đối tượng tình nghi ở những địa điểm công cộng như bến xe, bến tàu, nhà ga, sân bay,… Giải quyết được bài toán này càng sớm càng tốt sẽ mang lại rất nhiều ý nghĩa trong công tác phòng, chống tội phạm. Bài báo sẽ giới thiệu một giải pháp nhận dạng mặt người dựa trên giải thuật Adaboost và các đặc trưng Haar-like qua đó giúp quá trình phát hiện tội phạm chính xác và nhanh chóng hơn.
08:00 | 07/05/2024
Sự phổ biến của các giải pháp truyền tệp an toàn là minh chứng cho nhu cầu của các tổ chức trong việc bảo vệ dữ liệu của họ tránh bị truy cập trái phép. Các giải pháp truyền tệp an toàn cho phép các tổ chức bảo vệ tính toàn vẹn, bí mật và sẵn sàng cho dữ liệu khi truyền tệp, cả nội bộ và bên ngoài với khách hàng và đối tác. Các giải pháp truyền tệp an toàn cũng có thể được sử dụng cùng với các biện pháp bảo mật khác như tường lửa, hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS), phần mềm chống virus và công nghệ mã hóa như mạng riêng ảo (VPN). Bài báo sẽ thông tin tới độc giả những xu hướng mới nổi về chia sẻ tệp an toàn năm 2024, từ các công nghệ, giải pháp nhằm nâng cao khả năng bảo vệ dữ liệu trước các mối đe dọa tiềm ẩn.
09:00 | 28/04/2024
Thời gian gần đây, lĩnh vực an toàn thông tin ghi nhận hình thức bảo mật Bug Bounty đang ngày càng nở rộ. Tuy nhiên, bên cạnh những số liệu khủng về giải thưởng, lỗ hổng được phát hiện, vẫn có những ý kiến trái chiều về hiệu quả thực sự mà Bug Bounty đem lại cho các tổ chức, doanh nghiệp.
14:00 | 11/09/2024|Công nghệ PKI
11:00 | 03/09/2024|GP ATM
08:00 | 26/08/2024|GP ATM
10:00 | 19/08/2024|Tin tức sản phẩm
Trong bối cảnh chuyển đổi số và ứng dụng rộng rãi của công nghệ thông tin (CNTT) thì xu hướng kết nối liên mạng để chia sẻ cơ sở dữ liệu (CSDL) trở nên tất yếu. Các hệ thống công nghệ vận hành (Operational Technology - OT) cũng không nằm ngoài xu hướng này, quá trình đó được gọi là Hội tụ IT/OT. Do vậy, nhu cầu truyền dữ liệu một chiều giữa các mạng độc lập ngày càng tăng để phục vụ cho mục đích khai thác dữ liệu. Bài viết này giới thiệu một giải pháp mới dựa trên công nghệ vi mạch tích hợp khả trình (Field-Programmable Gate Array - FPGA), sử dụng cơ chế xử lý đa luồng tốc độ cao, giúp duy trì băng thông hệ thống mà không gây ra tình trạng treo hoặc nghẽn mạng, cho phép các kết nối yêu cầu thời gian thực. Đồng thời, bài viết cũng sẽ trình bày giải pháp giả lập giao thức TCP/IP hỗ trợ cho các giao thức truyền thông trong các hệ thống mạng điều khiển IT/OT.
09:00 | 06/01/2025
Xe tự hành (Autonomous Vehicles- AV) là một bước tiến lớn trong lĩnh vực công nghệ ô tô đang phát triển nhanh chóng hiện nay. Những chiếc xe tự hành được trang bị công nghệ tiên tiến, mang đến cải thiện hiệu quả về mặt an toàn và tiện lợi cho người dùng. Tuy nhiên, giống như bất kỳ tiến bộ công nghệ nào, AV cũng tạo ra những lo ngại về các mối đe dọa mới, đặc biệt là trong lĩnh vực an ninh mạng. Việc hiểu được những mối nguy hiểm này là rất quan trọng đối với cả chủ xe và những người đam mê công nghệ, vì chúng không chỉ ảnh hưởng đến sự an toàn của cá nhân mà còn ảnh hưởng đến sự an toàn của cộng đồng.
10:00 | 30/12/2024
