Tài liệu Mã khoá công khai trong mạng riêng ảo (PKI và VPN) doc

Mã khoá công khai trong mạng riêng ảo (PKI và VPN) Hiện nay nhiều mạng riêng ảo (VPN) đang thể hiện sự hạn chế bởi chính hệ thống bảo mật quá đơn giản. Trong bài này chúng ta sẽ bàn đến một số sửa đổi cần thiết để có thể đáp ứng yêu cầu phát triển một mạng riêng ảo lớn và có tính bảo mật cao. Đa số các mạng riêng ảo ngày nay đang được khai thác không sử dụng sự hỗ trợ của cơ sở hạ tầng mã khoá công khai (PKI). Các điểm kết cuối của các mạng VPN này (các cổng bảo mật hoặc các máy khách) nhận thực lẫn nhau thông qua thiết lập các "đường ngầm" IP. Một cách đơn giản nhất, điều đó có thể thực hiện được thông qua việc thiết đặt cầu hình tại cả hai đầu của đường ngầm VPN cùng chia sẻ một bí mật chung - một cặp mật khẩu (password). Phương pháp giải quyết "thô sơ" này có thể hoạt động tốt trong một mạng VPN nhỏ nhưng sẽ trở nên kồng kềnh, khó điều khiển trong một mạng VPN lớn khi số lượng điểm truy nhập lên tới hàng trǎm, thậm chí hàng ngàn điểm. Hãy so sánh với một câu lạc bộ nhỏ, ở đó mọi người đều biết nhau vì số lượng người ít và hầu như họ đã quen biết nhau từ trước. Không có gì khó khǎn trong việc ghi nhớ tên và nhận dạng của các thành viên trong một nhóm nhỏ. Nhưng với một câu lạc bộ có hàng trǎm thành viên thì chắc chắn cần phải có thẻ hội viên. Các thành viên mới có thể chứng minh họ là ai khi họ xuất trình thẻ hội viên. Với "hạ tầng" như vậy, hai người hoàn toàn không quen biết có thể nhận dạng và tin cậy nhau đơn giản là vì họ tin vào thẻ hội viên của nhau. Tương tự như vậy, hai đầu cuối VPN có thể nhận thực nhau thông qua giấy chứng nhận điện tử - Một loại "thẻ hội viên điện tử" không thể thiếu trong các mạng VPN lớn. Vậy tại sao hiện nay không phải mạng VPN lớn nào cũng sử dụng chứng nhận điện tử? Bởi vì việc triển khai mạng lớn không chỉ đòi hỏi chứng nhận điện tử mà yêu cầu xây dựng một hạ tầng hoàn thiện bao gồm: khối cung cấp chứng nhận điện tử, phương cách bảo đảm để khởi tạo và phân phối chúng, cách thức truy xuất dễ dàng để xác nhận tính hợp lệ. Nói một cách ngắn gọn, đó chính là cơ sở hạ tầng mã khoá công khai - PKI. Khoá công khai là gì và tác dụng? Để hiểu được yêu cầu và các đòi hỏi của PKI, chúng ta cần biết một số kiến thức sơ lược về khoá mật mã công khai. Hệ thống này xây dựng trên cơ sở một cặp khoá mã có liên hệ toán học với nhau trong đó một khoá sử dụng để mã hoá thông điệp và chỉ có khoá kia mới giải mã được thông điệp và ngược lại. Khi đó chúng ta có thể công khai hoá một khoá trong cặp khoá này. Nếu ai cần gửi cho chúng ta các thông điệp bảo đảm, họ sẽ có thể sử dụng khoá đã được cung cấp công khai này để mã hoá thông điệp trước khi gửi đi và bởi vì chúng ta đã giữ bí mật khoá mã còn lại nên chỉ chúng ta mới có thể giải mã được thông điệp bảo đảm đó. Cặp khoá này còn dùng để xác nhận thông điệp. Người gửi sẽ tạo một đoạn mã bǎm (hash) của thông điệp - một dạng rút gọn của thông điệp nguyên bản - với một số thuật toán (ví dụ như MD5, SHA-1 ). Người gửi sẽ mã hoá đoạn mã bǎm bằng khoá riêng của mình và người nhận sẽ dùng khoá công khai của người gửi để giải đoạn mã bǎm của người gửi, sau đó so sánh với đoạn mã bǎm của thông điệp nhận được (được tạo bằng cùng một thuật toán). Nếu trùng nhau thì người nhận có thể tin rằng thông điệp nhận được không bị thay đổi trong quá trình truyền tải trên mạng và xuất phát từ người gửi xác định. Cách thực hiện này được gọi là chữ ký điện tử. Nhưng cần nhắc lại là chúng ta yêu cầu không chỉ chữ ký - chúng ta cần một thẻ hội viên điện tử. Chính vì thế mà xuất hiện khái niệm giấy chứng nhận điện tử. Một chứng nhận điện tử gắn tên của hội viên hay thiết bị với một cặp khoá, tương tự như thẻ hội viên gắn tên của hội viên với chữ ký và ảnh của họ. Để đảm bảo giấy chứng nhận là hợp lệ, chúng ta thường yêu cầu giấy chứng nhận phải được cấp do một tổ chức tin cậy. Đối với giấy chứng nhận điện tử, tổ chức này được gọi là hệ thống cung cấp chứng nhận (CA-Certification Authority) Các mạng VPN sử dụng chứng nhận điện tử như thế nào? Khi đường ngầm IP đã được khởi tạo, các điểm kết cuối sẽ nhận thực lẫn nhau thông qua chứng nhận điện tử. Ví dụ cổng bảo mật X sẽ tự chứng nhận và ký (điện tử) thông điệp bằng khoá mã riêng của nó. Cổng bảo mật Y sẽ nhận chúng nhận điện tử của X và sử dụng khoá công khai của X để kiểm tra chữ ký điện tử. Nếu đúng thì cổng bảo mật X được xác nhận vì chữ ký điện tử chỉ có thể được tạo ra bằng khoá mã riêng được gắn liền với chứng nhận điện tử của X. Tại sao giấy chứng nhận điện tử lại có tính mở rộng hơn kiểu chia sẻ khoá bảo mật chung? Rõ ràng chúng ta không còn cần phải cung cấp những cặp mã khoá chia sẻ cho mỗi cặp thiết bị VPN. Mỗi thiết bị VPN chỉ cần một giấy chứng nhận điện tử. Và chúng ta cũng không cần phải thiết lập lại cấu hình của tất cả các điểm đã có của VPN mỗi khi chúng ta mở thêm một điểm mới. Thay vào đó, chúng ta có thể chứng nhận cho mỗi thiết bị thông qua hệ thống thư mục công cộng - ví dụ như qua LDAP. Cao hơn nữa, chúng ta có thể kết hợp hai mạng VPN sẵn có thông qua việc cộng tác giữa hai CA trong trao đổi cơ sở dữ liệu và trong việc phát hành giấy chứng nhận. Điều đó cũng tương tự như việc công nhận hộ chiếu của một nước khác như là một giấy chứng minh hợp lệ vậy. Cũng như hộ chiếu, mỗi giấy chứng nhận điện tử cũng phải có thời hạn hợp lệ và có thể bị nơi phát hành thu hồi khi cần thiết. Xuất trình chữ ký điện tử liên quan đến một giấy chứng nhận điện tử không hợp lệ, không tồn tại hay đã bị thu hồi sẽ dẫn đến việc truy nhập không thành công. Vấn đề này có thể trở nên phức tạp nếu người kiểm tra (nơi nhận) không thường xuyên kiểm tra tình trạng hợp lệ của giấy chứng nhận tại nơi phát hành giấy chứng nhận (CA). Thậm chí, nếu việc kiểm tra được thực hiện thì có thể danh sách các giấy chứng nhận điện tử bị thu hồi cũng đã "lạc hậu". Vậy thì cần phải kiểm tra các danh sách này hàng tháng, hàng tuần hay hàng ngày, hàng giờ? đó là vấn để của thực tế khi áp dụng các chính sách bảo mật của mỗi nhà quản trị mạng cụ thể. . Mã khoá công khai trong mạng riêng ảo (PKI và VPN) Hiện nay nhiều mạng riêng ảo (VPN) đang thể hiện sự hạn chế bởi chính hệ thống bảo mật quá. số các mạng riêng ảo ngày nay đang được khai thác không sử dụng sự hỗ trợ của cơ sở hạ tầng mã khoá công khai (PKI) . Các điểm kết cuối của các mạng VPN