Sản phẩm mạng riêng ảo và giao thức thường dùng trong VPN

1. Khái niệm mạng riêng ảo

Mạng riêng ảo (Virtual Private Network - VPN) là một mạng riêng để kết nối các máy tính của các công ty, tập đoàn hay các tổ chức với nhau thông qua mạng Internet công cộng.

VPN là mạng riêng ảo (Virtual Private Network), là một công nghệ mạng giúp tạo kết nối mạng an toàn khi tham gia vào mạng công cộng như Internet hoặc mạng riêng do một nhà cung cấp dịch vụ sở hữu. Các tập đoàn lớn, các cơ sở giáo dục và cơ quan chính phủ sử dụng công nghệ VPN để cho phép người dùng từ xa kết nối an toàn đến mạng riêng của cơ quan mình.

Một hệ thống VPN có thể kết nối được nhiều site khác nhau, dựa trên khu vực, diện tích địa lý... tượng tự như chuẩn Wide Area Network (WAN). Bên cạnh đó, VPN còn được dùng để "khuếch tán", mở rộng các mô hình Intranet nhằm truyền tải thông tin, dữ liệu tốt hơn. Ví dụ, các trường học vẫn phải dùng VPN để nối giữa các khuôn viên của trường (hoặc giữa các chi nhánh với trụ sở chính) lại với nhau.

Nếu muốn kết nối vào hệ thống VPN, thì mỗi 1 tài khoản đều phải được xác thực (phải có Username và Password). Những thông tin xác thực tài khoản này được dùng để cấp quyền truy cập thông qua 1 dữ liệu - Personal Identification Number (PIN), các mã PIN này thường chỉ có tác dụng trong 1 khoảng thời gian nhất định (30s hoặc 1 phút).

Khi kết nối máy tính hoặc một thiết bị khác chẳng hạn như điện thoại, máy tính bảng với một VPN, máy tính hoạt động giống như nó nằm trên cùng mạng nội bộ với VPN. Tất cả traffic trên mạng được gửi qua kết nối an toàn đến VPN. Nhờ đó, bạn có thể truy cập an toàn đến các tài nguyên mạng nội bộ ngay cả khi đang ở rất xa.

2. Hoạt động của mạng riêng ảo (VPN) 

VPN mở rộng mạng công ty thông qua các kết nối được mã hóa được thực hiện qua Internet. Vì traffic được mã hóa giữa thiết bị và mạng, nó vẫn ở chế độ riêng tư khi truyền đi. Một nhân viên có thể làm việc bên ngoài văn phòng và vẫn kết nối an toàn với mạng công ty. Không chỉ laptop, ngay cả điện thoại thông minh và máy tính bảng cũng có thể kết nối thông qua VPN.

3. Những giao thức thường dùng trong mạng riêng ảo VPN

Bản chất của giao thức VPN là một tập hợp các giao thức. Có một số chức năng mà mọi VPN phải giải quyết được:

- Tunnelling (kỹ thuật truyền dữ liệu qua nhiều mạng có giao thức khác nhau) - Chức năng cơ bản của VPN là phân phối các gói (packet) từ điểm này đến điểm khác mà không để lộ chúng cho bất kỳ ai trên đường truyền. Để làm điều này, VPN đóng gói tất cả dữ liệu theo định dạng mà cả máy khách và máy chủ đều hiểu được. Bên gửi dữ liệu đặt nó vào định dạng tunnelling và bên nhận trích xuất để có được thông tin.

- Mã hóa: Tunnelling không cung cấp tính năng bảo vệ. Bất cứ ai cũng có thể trích xuất dữ liệu. Dữ liệu cũng cần phải được mã hóa trên đường truyền. Bên nhận sẽ biết cách giải mã dữ liệu từ một người gửi nhất định.

- Xác thực. Để bảo mật, VPN phải xác nhận danh tính của bất kỳ client nào cố gắng “giao tiếp” với nó. Client cần xác nhận rằng nó đã đến đúng máy chủ dự định.

- Quản lý phiên: Một khi người dùng được xác thực, VPN cần duy trì phiên để client có thể tiếp tục “giao tiếp” với nó trong một khoảng thời gian.

Nói chung các giao thức VPN coi việc tạo tunnel, xác thực và quản lý phiên như một gói. Điểm yếu trong bất kỳ chức năng nào đều là những lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn trong giao thức. Mã hóa là một chuyên ngành, nó cũng rất khó, nên thay vì cố gắng tạo ra cái mới, các VPN thường sử dụng kết hợp nhiều giao thức mã hóa đáng tin cậy. Dưới đây là những giao thức VPN phổ biến và độ mạnh yếu của chúng.

Các giao thức yếu

Point-To-Point Tunneling Protocol (PPTP)

Giao thức cũ nhất vẫn đang được sử dụng là PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol). PPTP lần đầu tiên được sử dụng vào năm 1995. PPTP không chỉ định giao thức mã hóa nhưng có thể sử dụng một số giao thức như MPPE-128 mạnh mẽ. Việc thiếu sự tiêu chuẩn hóa về giao thức mạnh là một rủi ro, vì nó chỉ có thể sử dụng tiêu chuẩn mã hóa mạnh nhất mà cả 2 phía cùng hỗ trợ. Nếu một phía chỉ hỗ trợ tiêu chuẩn yếu hơn thì kết nối phải sử dụng mã hóa yếu hơn người dùng mong đợi.

Tuy nhiên, vấn đề thực sự với PPTP là quá trình xác thực. PPTP sử dụng giao thức MS-CHAP, có thể dễ dàng bị crack trong giai đoạn hiện nay. Kẻ tấn công có thể đăng nhập và mạo danh người dùng được ủy quyền.

IP security (IPSec)

Được dùng để bảo mật các giao tiếp, các luồng dữ liệu trong môi trường Internet (môi trường bên ngoài VPN). Đây là điểm mấu chốt, lượng traffic qua IPSec được dùng chủ yếu bởi các Transport mode, hoặc các tunnel (hay gọi là hầm - khái niệm này hay dùng trong Proxy, SOCKS) để MÃ HÓA dữ liệu trong VPN.

=> Sự khác biệt giữa các mode này là:

Transport mode chỉ có nhiệm vụ mã hóa dữ liệu bên trong các gói (data package - hoặc còn biết dưới từ payload). Trong khi các Tunnel mã hóa toàn bộ các data package đó.

Do vậy, IPSec thường được coi là Security Overlay, bởi vì IPSec dùng các lớp bảo mật so với các Protocol

Giao thức L2TP thường hoạt động với thuật toán mã hóa IPSec. Nó mạnh hơn đáng kể so với PPTP nhưng vẫn khiến người dùng lo ngại. Lỗ hổng chính trong L2TP/IPSec là phương thức trao đổi khóa công khai (public key). Trao đổi khóa công khai Diffie-Hellman là cách để hai bên thỏa thuận về khóa mã hóa tiếp theo và không ai được biết về khóa này. Có một phương pháp có thể “bẻ khóa” quá trình này, đòi hỏi sức mạnh điện toán khá lớn, nhưng sau đó nó cho phép truy cập vào tất cả các giao tiếp trên một VPN nhất định.

Secure Sockets Layer (SSL) và Transport Layer Security (TLS)

Có 1 phần tương tự như IPSec, 2 giao thức trên cũng dùng mật khẩu để đảm bảo an toàn giữa các kết nối trong môi trường Internet.

Mô hình SSL VPN

Bên cạnh đó, 2 giao thức trên còn sử dụng chế độ Handshake - có liên quan đến quá trình xác thực tài khoản giữa client và server. Để 1 kết nối được coi là thành công, quá trình xác thực này sẽ dùng đến các Certificate - chính là các khóa xác thực tài khoản được lưu trữ trên cả server và client.

Những giao thức có bảo mật tốt hơn

IKEv2 (Internet Key Exchange)

IKEv2 (Internet Key Exchange) được xếp hạng bảo mật cao trong số các giao thức hiện tại. IKEv2 sử dụng IPSec tunnelling và có nhiều lựa chọn giao thức mã hóa. IKEv2 được sử dụng với mã hóa AES-256 nên rất khó bị bẻ khóa. IKEv2 sử dụng tính năng xác thực dựa trên chứng chỉ mạnh mẽ và có thể sử dụng thuật toán HMAC để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu được truyền. IKEv2 hỗ trợ giao tiếp nhanh và đặc biệt mạnh mẽ trong việc duy trì phiên, ngay cả khi kết nối Internet bị gián đoạn. Windows, MacOS, iOS và Android đều hỗ trợ IKEv2. Một số triển khai mã nguồn mở cũng có sẵn.

Phiên bản 1 của giao thức được giới thiệu vào năm 1998 và phiên bản 2 vào năm 2005. IKEv2 không phải là một trong những giao thức mới nhất, nhưng được duy trì rất tốt.

SSTP (Secure Socket Tunneling Protocol)

SSTP (Secure Socket Tunneling Protocol) là một sản phẩm của Microsoft, được hỗ trợ chủ yếu trên Windows. Khi được sử dụng với mã hóa AES và SSL, SSTP cung cấp tính năng bảo mật tốt, xét về mặt lý thuyết. Hiện tại chưa tìm thấy lỗ hổng nào của SSTP nhưng rất có thể một điểm yếu nào đó vẫn tồn tại.

Một vấn đề thực tế với SSTP là sự hỗ trợ hạn chế trên các hệ thống không phải Windows.

OpenVPN

OpenVPN là một bộ giao thức mở, cung cấp tính năng bảo mật mạnh mẽ và đã trở nên rất phổ biến. OpenVPN được phát hành lần đầu tiên vào năm 2001 theo giấy phép GPL. OpenVPN có mã nguồn mở, nên việc kiểm tra lỗ hổng được bảo đảm. Chức năng mã hóa của OpenVPN thường sử dụng thư viện OpenSSL. OpenSSL hỗ trợ nhiều thuật toán mã hóa, bao gồm AES.

Không có bất kỳ sự hỗ trợ nào cho OpenVPN ở cấp hệ điều hành, nhưng nhiều gói bao gồm các OpenVPN client của riêng chúng.

Việc có được sự bảo mật nhất với một giao thức đòi hỏi các quản trị viên phải xử lý một cách chính xác. Cộng đồng OpenVPN cung cấp các khuyến nghị để tăng cường bảo mật cho OpenVPN.

SoftEther (Software Ethernet)

SoftEther (Software Ethernet) là một cái tên mới, lần đầu tiên ra mắt vào năm 2014. Giống như OpenVPN, SoftEther cũng có mã nguồn mở. SoftEther hỗ trợ các giao thức mã hóa mạnh nhất, bao gồm AES-256 và RSA 4096-bit. SoftEther cung cấp tốc độ giao tiếp lớn hơn so với hầu hết các giao thức, bao gồm OpenVPN, ở một tốc độ dữ liệu nhất định. Nó không hỗ trợ hệ điều hành riêng nhưng có thể được cài đặt trên nhiều hệ điều hành, bao gồm Windows, Mac, Android, iOS, Linux và Unix.

Là một giao thức mới, SoftEther không được hỗ trợ nhiều như một số giao thức khác. SoftEther không tồn tại đủ lâu như OpenVPN, vì vậy người dùng chưa có nhiều thời gian để kiểm tra những điểm yếu có thể xuất hiện trên giao thức này. Tuy nhiên, SoftEther là một ứng cử viên nặng ký cho bất kỳ ai cần chất lượng bảo mật hàng đầu.

4. Câu hỏi: Lưu lượng VPN có được mã hóa không?

Có, lưu lượng truy cập trên mạng ảo được gửi an toàn bằng cách thiết lập kết nối được mã hóa trên Internet được gọi là đường hầm (tunnel). Lưu lượng VPN từ một thiết bị như máy tính, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh được mã hóa khi nó đi qua đường hầm này. Nhân viên ở ngoài văn phòng sau đó có thể sử dụng mạng ảo để truy cập mạng công ty.

(MK LAW FIRM: Bài viết được đăng tải nhằm mục đích giáo dục, phổ biến, tuyên truyền pháp luật và chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước không nhằm mục đích thương mại. Thông tin nêu trên chỉ có giá trị tham khảo vì vậy Quý khách khi đọc thông tin này cần tham khảo ý kiến luật sư, chuyên gia tư vấn trước khi áp dụng vào thực tế.)

Trên đây là nội dung Luật Minh Khuê đã sưu tầm và biên soạn. Trường hợp trong nội dung tư vấn có điều gì gây nhầm lẫn, chưa rõ ràng hoặc thông tin nêu trong nội dung tư vấn khiến quý khách chưa hiểu hết vấn đề hoặc/ và có sự vướng ngại, thắc mắc, chúng tôi rất mong nhận được ý kiến phản hồi của quý khách hàng. Mọi vướng mắc bạn vui lòng trao đổi trực tiếp với bộ phận luật sư tư vấn pháp luật trực tuyến qua tổng đài gọi số: 1900.6162 hoặc liên hệ văn phòng để nhận được sự tư vấn, hỗ trợ từ Luật Minh Khuê

Rất mong nhận được sự hợp tác!

Trân trọng!

Luật Minh Khuê (Sưu tầm và biên tập).