Apache 2.0 với giao thức SSL/TLS: Hướng dẫn từng bước

Apache 2.0 với giao thức SSL/TLS: Hướng dẫn từng bước PHẦN I: Tổng quát Trong hơn mười năm, giao thức SSL đã được sử dụng rộng rãi nhằm vào mục đích đảm bảo an toàn cho các giao dịch web qua internet. Bạn có thể tưởng tượng mỗi ngày có hàng triệu, hàng tỉ đô la giao dịch trên mạng dùng SSL. Tuy nhiên, sự thật giản dị là chúng ta đã dùng SSL một cách không thực sự cần thiết. Các thông tin được gửi qua giao thức này vẫn đảm bảo an toàn. Cách mã hoá yếu, không kiểm chứng được các certificate (chứng chỉ) của web servers (trên máy chủ), những lỗ hổng an ninh, cùng nhiều kiểu tấn công khác có thể cho phép những kẻ xâm nhập truy cập thông tin nhạy cảm, bất chấp sự thật rằng nó đang được gửi qua SSL. Bài báo này bắt đầu cho loạt bài giới thiệu về cấu hình của Apache 2.0 có hỗ trợ giao thức SSL/TLS, nhằm bảo đảm an ninh tối đa và sự thực thi tối ưu trong hoạt động truyền tải của SSL. - Phần I: Giới thiệu về các khía cạnh của khoá (key) trong SSL/TLS và hướng dẫn cách cài đặt, thiết lập cấu hình của 2.0 có hỗ trợ các giao thức này. - Phần II: Thảo luận về cấu hình của mod_ssl và các nguồn cung cấp địa chỉ với bộ xác nhận web server. - Phần III (cũng là phần cuối cùng): Thảo luận các vấn đề về xác định quyền máy khách (client) và một số lỗi cấu hình điển hình của các nhà quản trị. Các lỗi này có thể giảm mức an toàn của bất kì mạng truyền thông sử dụng SSL nào. Giới thiệu về SSL Secure Sockets Layer (SSL) là giao thức được biết đến nhiều nhất về khả năng bảo mật và độ tin cậy trong giao dịch khách - chủ (client-server) trên mạng internet. Bản thân SSL được dựa trên các khái niệm khá đơn giản. Nó sắp xếp các thuật toán mã hoá và khoá giữa 2 lần gửi - nhận của một giao dịch. Sau đó thiết lập một đưòng dẫn ảo mã hoá thông qua các giao thức khác (như HTTP). SSL cũng có thể thẩm định cả hai chiều của giao dịch thông qua việc dùng các “chứng chỉ” (certificate). SSL là giao thức tầng (layered protocol), bao gồm 4 giao thức con sau:  Giao thức SSL Handshake  Giao thức SSL Change Cipher Spec  Giao thức SSL Alert  SSL Record Layer Vị trí của các giao thức trên, tương ứng với mô hình TCP/IP được minh hoạ theo biểu đồ sau: Biểu đồ 1. Các giao thức con của SSL trong mô hình TCP/IP Theo biểu đồ trên, SSL nằm trong tầng ứng dụng của giao thức TCP/IP. Do đặc điểm này, SSL có thể được dùng trong hầu hết mọi hệ điều hành hỗ trợ TCP/IP mà không cần phải chỉnh sửa nhân của hệ thống hoặc ngăn xếp TCP/IP. Điều này mang lại cho SSL sự cải tiến mạnh mẽ so với các giao thức khác như IPSec (IP Security Protocol). Vì giao thức này đòi hỏi nhân hệ điều hành phải hỗ trợ và chỉnh sửa ngăn xếp TCP/IP. SSL cũng có thể dễ dàng vượt qua tường lửa và proxy, cũng như NAT (Network Address Translation) mà không cần nguồn cung cấp. SSL hoạt động như thế nào? Biểu đồ dưới đây sẽ chỉ ra một cách đơn giản với từng bước quá trình thiết lập kết nối SSL giữa máy khách (client – dùng một đường dẫn web browser) và máy chủ (server – dùng một SSL web server) Biểu đồ 2. Từng bước thành lập một kết nối SSL Như bạn thấy trên hình, quá trình thiết lập kết nối SSL bắt đầu bằng việc trao đổi các tham số mã hoá và sau đó xác nhận các server một cách tuỳ ý (dùng gia thức SSL Handshake). Nếu “bắt tay” (Handshake) thành công, cả hai chiều đều chấp nhận bộ mã hoá chung và các khoá mã hoá, thì dữ liệu ở tầng ứng dụng (thông thường dùng HTTP, nhưng cũng có thể là một giao thức khác) có thể được gửi thông qua đường hầm (tunnel) mã hoá (dùngSSL Record Layer). Trong thực tế, tiến trình trên còn phức tạp hơn một chút. Để tránh những cái “bắt tay” không cần thiết, một số tham số mã hoá được giữ lại. Các thông báo được gửi đi. Bộ mã hoá cũng có thể được thay đổi. Tuy nhiên, bất chấp các đặc điểm kĩ thuật đó, cách thức phổ biến nhất của tiến trình này làm việc thực sự như trên. SSL, PCT, TLS và WTLS (nhưng không có SSH) Mặc dù SSL là giao thức được biết đến nhiều nhất và phổ biến nhất, nhưng nó không phải là giao thức duy nhất dùng cho mục đích an toàn và giao vận trong web. Cũng khá quan trọng để biết rằng, từ sau phát minh SSL v1.0 ra đời , có ít nhất năm giao thức khác hoặc ít hơn hoặc nhiều hơn đóng vai trò quan trọng trong an ninh truy cập World Wide Web. Cụ thể: SSL v2.0 Phiên bản này được tạo ra bởi Netscape Communications năm 1994. Mục đích chính của giao thức này là cung cấp an toàn cho các giao dịch trên World Wide Web. Thật không may, nhanh chóng sau đó người ta thấy con số yếu kém về an toàn trong phiên bản đầu của giao thức SSL này. Do đó làm cho nó kém tin cậy hơn với cách dùng mang tính chất thương mại.  Cấu trúc của MAC yếu.  Có khả năng để các nhóm bắt buộc dùng bộ mã hoá yếu  Không bảo vệ quá trình “bắt tay”  Có khả năng những kẻ tấn công dùng kiểu cắt xén (truncation attack) PCT v1.0 Được phát triển bởi Microsoft vào năm 1995. PCT (Privacy Communication Technology ) v1.0 địa chỉ hoá một số điểm yếu của SSL 2.0 và đặt ra mục tiêu là thay thế SSL. Tuy nhiên giao thức này đã không bao giờ thu được kết quả phổ biến như là SSL v3.0. SSL v3.0 Được phát hành vào năm 1996 bởi Netscape Communications. SSL v3.0 giải quyết hầu hết các vấn đề của SSL v2.0 và kết hợp rất nhiều thành phần của PCT. Nhanh chóng sau đó nó trở thành giao thức phổ biến nhất cho an toàn truyền thông trên World Wide Web. TLS v1.0 (được biết đến như là SSL v3.1) Được đưa ra bởi IETF vào năm 1999 (RFC 2246). Giao thức này dựa trên SSL v3.0 và PCT. Nó cân bằng cả hai cách thức của Netscape và Microsoft. Cũng cần chú ý rằng, mặc dù TLS dựa trên SSL, nhưng nó không phải là phiên bản sau tương thích 100% với các bản trước nó. IETF đã thực hiện môt số cải tiến về an toàn. Chẳng hạn như dùng HMAC thay vì MAC, dùng phép tính toán khác trong bảo mật của máy chủ và tài liệu khoá (key), thêm các bộ chỉnh sửa, không hỗ trợ bộ mã hoá Fortezza , v.v… Kết quả của những nâng cấp này là các giao thức không hoạt động được một cách đầy đủ. Cuối cùng TLS cũng rơi vào lãng quên so với SSL v3.0. WTLS Phiên bản “di động và không dây” của giao thức TLS, sử dụng giao thức UDP như là một hãng truyền thông. WTLS được thiết kế và tối ưu cho các băng thông thấp hơn, các tiến trình nhỏ hơn với các thiết bị di động cho phép dùng WAP. WTLS đưa ra cùng giao thức WAP 1.1 bởi WAP Forum. Tuy nhiên, sau khi giao thức WAP 2.0 được giới thiệu, WTLS bị thay thế bởi một phiên bản nguyên trạng của TLS với mức an toàn cao hơn. Nó không cần phải giải mã hay mã hoá lại lưu lượng tại cổng vào của WAP. Vì sao giao thức SSH lại không được dùng cho mục đích đảm bảo an ninh khi truy cập WWW? Có một vài lí do! Đầu tiên, ngay từ khi bắt đầu, TLS và SSL đã được thiết kế cho các phiên an ninh mạng (HTTP), trong khi SSH được lùi lại để thay thế cho Telnet và FTP. SSL không làm gì hơn là “bắt tay” và thiết lập các “đường hầm mã hoá” . Và tại cùng thời gian đó, SSH đưa ra cách đăng nhập giữa người - máy, truyền tải các file an toàn, hỗ trợ cho nhiều bước kiểm tra quyền (bao gồm mật khẩu, các khoá chung, Kerberos…). Mặt khác SSL/TLS dựa trên các chứng chỉ X.509v3 và PKT, các chứng chỉ này tạo nên sự phân phối và quản lí khả năng thẩm định quyền hạn dễ dàng hơn nhiều. Với những lí do này và một số lí do khác nữa làm cho SSL/TLS ngày càng phù hợp hơn an toàn truy cập WWW và các kiểu khác tương tự trong truyền thông, bao gồm SMTP, LDAP… trong khi SSH ngày càng thuận tiện cho việc quản lí các hệ thống từ xa. Nói tóm lại, mặc dù trong thực tế có nhiều giao thức “an toàn” nhưng ta chỉ nên dùng hai giao thức giao dịch web (ít nhất tại thời điểm này) là: TLS v1.0 và SSL v3.0. Cả hai đều được nhấn mạnh trong loạt bài này với cái tên đơn giản là SSL/TLS. Bởi những điểm yếu kém đã được biết đến của SSL v2.0 và “lỗ hổng WAP” nổi tiếng của WTLS, chúng ta nên tránh dùng các giao thức này, hoặc ít nhất là hạn chế ở mức thấp nhất. Những yêu cầu của phần mềm Trong phần tiếp theo của loạt bài này, chúng ta sẽ được biết cách cấu hình Apache 2.0 có hỗ trợ SSL/TLS, dùng mô hình mod_ssl. Trước khi đi xa hơn, bạn đọc nên download mã nguồn của phiên bản mới nhất Apache 2.0 từ website của Apache. Hầu hết các ví dụ cũng làm trong Apache 1.3.x. Trong trường hợp này mod_ssl cần được download riêng rẽ từ mã nguồn của Apache trên websitemod_ssl. Các ví dụ cụ thể trong bài này hầu hết làm trên các hệ điều hành Linux, giống Linux và BSD – hệ thống điều hành cơ bản. Đòi hỏi duy nhất cho hệ điều hành là phải có cả thư viện OpenSSL và GCC. Là một web browser mặc định, MS Internet Explorer đã được chọn cho bài thử nghiệm của chúng ta chủ yếu bởi vì sự quá phổ biến của nó. Tuy nhiên, bất kì một web brower hiện đại nào khác cũng có thể được dùng nhưFireFox, Mozilla, Netscape, Safari, Opera… Cài đặt Apache hỗ trợ SSL/TLS Bước đầu tiên để cài đặt phần mềm Apache có hỗ trợ SSL/TLS là cấu hình và cài đặt Apache 2 web server, tạo ra một người dùng và một nhóm được đặt tên là “apache”. Một cách cài đặt an toàn đã được xuất bản trên SecurityFocus, trong bài báo Security Apache 2.0: Step-by-Step. Chỉ có một điểm khác nhau duy nhất là tiến trình để thiết lập mod_ssl và mod_setenvif. Nó đòi hỏi phải tương thích với một số phiên bản của Internet Explorer như sau (thay đổi được chỉ ra trong phần in đậm): ./configure \ --prefix=/usr/local/apache2 \ --with-mpm=prefork \ --enable-ssl \ --disable-charset-lite \ --disable-include \ --disable-env \ --enable-setenvif \ --disable-status \ --disable-autoindex \ --disable-asis \ --disable-cgi \ --disable-negotiation \ --disable-imap \ --disable-actions \ --disable-userdir \ --disable-alias \ --disable-so Sau khi cấu hình xong, chúng ta có thể cài đặt Apache theo thư mục gốc: make su umask 022 make install chown -R root:sys /usr/local/apache2