Khóa luận Bảo đảm an toàn thông tin trong kiểm soát truy nhập

Khoá luận Bảo đảm ATTT trong kiểm soát truy nhập 1 LỜI 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: Tập trung vào trình bày một số khái niệm cơ bản liên quan đến ATTT như: hệ mã hoá, chữ kí điện tử, hàm băm. Ngoài ra, cũng trình bày một cách tổng quan về vấn đề ATTT như: 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 “trực tiếp” 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. 2 Bảng danh mục các từ, thuật ngữ ACL (Access Control List) Danh sách kiểm soát truy cập. ATTT An toàn thông tin. CA (Certificate Authourity) Tổ chức cấp chứng chỉ Cisco ACL Danh sách kiểm soát truy cập của Cisco CSDL Cơ sở dữ liệu DAC (Discretionary Access Control) Kiểm soát truy cập tuỳ quyền. DDoS (Distrubuted DoS) Từ chối dịch vụ phân tán. DES (Data Encrytion Standard) DoS ( Denial of Service) Từ chối dịch vụ. DSS (Digital Signature Standard) 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. 3 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 PKI (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. SYN (Synchronize) Đồng bộ. 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. 4 CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ SỞ 1.1 KHÁI NIỆM MÃ HOÁ. 1.1.1 Hệ mã hóa. Hệ mã hóa là bộ gồm 5 thành phần (P, C, K, E, D) trong đó: P (Plaintext): tập hữu hạn các bản rõ có thể. C (Ciphertext): tập hữu hạn các bản mã có thể. K (Key): tập hữu hạn các khóa có thể. E (Encrytion): tập các hàm lập mã có thể. D (Decrytion): tập các hàm giải mã có thể. Với mỗi k ∈ K, có hàm lập mã ek ∈ E, ek : P → C và hàm giải mã dk∈ D, dk: C → P sao cho dk(ek(x)) = x , ∀ x ∈ P. Mã hóa cho ta bản mã ek(P)= C. Giải mã cho ta bản rõ dk(C)= P. 1.1.2 Một số hệ mã hóa thường dùng. Hệ mã hóa đối xứng là hệ mã mà khi ta biết khóa lập mã, “dễ” tính được khóa giải mã và ngược lại. Trong nhiều trường hợp khóa lập mã và giải mã là giống nhau. Hệ mã hóa đối xứng yêu cầu người nhận và gửi phải thỏa thuận khóa trước khi thông tin được gửi đi. Khóa này phải được giữ bí mật, độ an toàn của hệ phụ thuộc vào khóa. Nếu khóa bị lộ thì rất dễ giải mã. Một số hệ mã hóa đối xứng: DES, RC2, RC4, RC5, IDEA, ... 5 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, ... Ví dụ: Hệ mã RSA (Rivest, Shamir, Adleman ). Mã RSA được đề xuất năm 1977, bài toán dựa trên tính “khó giải” của bài toán phân tích một số ra các thừa số nguyên tố. Để xây dựng hệ mật mã khoá công khai RSA, ta chọn trước một số nguyên n = p.q, với p và q là 2 số nguyên tố lớn. Chọn số a nguyên tố cùng nhau với Ф(n), với Ф(n) = (p-1). (q-1). Tính b sao cho b.a ≡ 1 mod Ф(n). Sơ đồ mã hoá RSA : là bộ 5 thành phần (P, C, K, E, D), các kí hiệu như mục 1.1.1. Mỗi khoá k = (k’, k’’), trong đó k’ là khoá công khai dành cho việc lập mã, k’’ là khoá bí mật dành cho việc giải mã. Chọn n = p.q với p, q là số nguyên tố lớn. Đặt P = C = Zn. Chọn a nguyên tố cùng nhau với Ф(n) = (p-1)(q-1). Ta định nghĩa k = {(n, b, a): a.b ≡ 1 mod Ф(n)} trong đó k (k’, k’’) với k’ = (n, b ) là công khai, k’’ = a là bí mật. x ∈ P, y ∈ C, định nghĩa: Hàm mã hoá: ek’(x) = xa mod n. Hàm giải mã: dk ‘’(y) = yb mod n. 6 1.2 SƠ ĐỒ CHỮ KÍ ĐIỆN TỬ. Chữ kí điện tử là thông tin đi kèm theo một tài liệu khác như văn bản, hình ảnh, .... nhằm mục đích xác định người chủ của dữ liệu và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu đó. Đồng thời nó còn cung cấp chức năng chống chối bỏ của người gửi thông tin. Sơ đồ kí điện tử gồm 5 thành phần (P, A, K, S, V) trong đó: P là tập hữu hạn các văn bản có thể. A là tập hữu hạn các chữ kí có thể. K là tập hữu hạn các khóa có thể. Với k ∈ K, k = (k’, k’’), k’ là khoá bí mật để kí, và k’’ là khoá công khai để kiểm thử chữ kí. S là tập các thuật toán kí có thể. V 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’’: P x 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, .... 7 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 là một hàm với đầu vào là một văn bản có độ dài thay đổi, và đầu ra là một văn bản tóm lược có độ dài cố định và đủ nhỏ. Hàm băm thường phải thỏa mãn các điều kiện sau: + Hàm băm phải là hàm không va chạm mạnh: Không có thuật toán tính trong thời gian đa thức để có thể tìm được x1, x2 ∈D sao cho x1 ≠ x2 và h(x1 ) = h(x2 ). Tức là tìm 2 văn bản khác nhau có cùng đại diện là rất “khó”. + Hàm băm là hàm một phía: Tức là cho x tính z = h(x) thì “dễ”, nhưng biết z tính x là “khó”. + Hàm băm phải là hàm không va chạm yếu: Tức là cho x ∈ D, khó tìm được x’ ∈ D, x’ ≠ x và h(x) = h(x’). 8 1.4 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. Masquerader: là kẻ giả mạo thông tin trên mạng. Một số hình thức giả mạo như giả mạo địa chỉ IP, tên miền. 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. 9 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. Theo tổ chức quốc tế về chuẩn (International Organization for Standardization – IOS) tính 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. Ví dụ: Hệ thống bán hàng qua mạng phải đảm bảo bí mật về thông tin tài khoản của khách hàng. 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. Ví dụ: Bảng báo giá hay thông tin chỉ số chứng khoán không cần tính bí mật nhưng cần chính xác và sự quản lí chặt chẽ các thay đổi trên thông tin này. 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. Ví dụ: Hệ thống phòng thủ tên lửa đạn đạo của Mỹ phải đảm bảo tính sẵn sàng, để ngăn chặn các cuộc tấn công. 4) Yêu cầu xác thực.