Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin, internet đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó, các mối đe dọa an ninh mạng cũng ngày càng gia tăng. Để bảo vệ dữ liệu truyền trên mạng khỏi các cuộc tấn công, người ta đã phát triển giao thức IPSec. Cùng tìm hiểu chi tiết IPSec là gì cũng như đặc điểm của nó trong bài viết dưới đây.
1. IPSec là gì?
IPSec là viết tắt của Internet Protocol Security, một giao thức bảo mật lớp mạng được thiết kế để bảo vệ dữ liệu truyền qua mạng IP. IPSec hoạt động ở lớp 3 của mô hình OSI, hoạt động trên lớp giao vận của giao thức mạng TCP/IP.
IPSec cung cấp các dịch vụ bảo mật như mã hóa, xác thực và bảo vệ tính toàn vẹn dữ liệu. Các gói tin được mã hóa và xác thực trước khi được gửi qua mạng. Người nhận sau khi nhận được sẽ giải mã và xác thực trước khi xử lý dữ liệu.
2. Chức năng của IPSec là gì?
Chức năng chính của IPSec là mã hóa dữ liệu trước khi truyền trên mạng, sau đó giải mã dữ liệu khi dữ liệu đến nơi nhận. Bên cạnh đó, IPSec còn cung cấp các chức năng sau:
- Xác thực nguồn dữ liệu để đảm bảo rằng dữ liệu được gửi đến từ đúng nơi.
- Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu để đảm bảo rằng dữ liệu không bị thay đổi trong quá trình truyền.
- Cung cấp dịch vụ bảo mật dữ liệu để đảm bảo dữ liệu không bị tiết lộ cho những người không được phép.
3. Cách thức hoạt động của IPSec
IPSec hoạt động bằng cách sử dụng các phương pháp mã hóa và xác thực để bảo vệ dữ liệu. Khi dữ liệu được truyền tải qua mạng, IPSec mã hóa nó để ngăn chặn người lạ đọc được thông tin. Nó cũng sử dụng cơ chế xác thực để đảm bảo rằng dữ liệu chỉ được truyền tải giữa các bên hợp pháp.
4. Các thành phần của IPSec
IPSec bao gồm các thành phần chính sau:
- Tiêu đề bảo mật (Security header): Tiêu đề bảo mật là một phần mở rộng của tiêu đề IP được sử dụng để chứa thông tin bảo mật, chẳng hạn như khóa mã hóa và thuật toán mã hóa.
- Đuôi bảo mật (Security trailer): Đuôi bảo mật là một phần mở rộng của gói IP được sử dụng để chứa thông tin bảo mật, chẳng hạn như mã xác thực thông báo.
- Chế độ mã hóa (Encryption mode): IPSec hỗ trợ nhiều chế độ mã hóa khác nhau, chẳng hạn như chế độ mã hóa theo khối, chế độ mã hóa luồng và chế độ mã hóa bằng mã khóa công khai.
- Thuật toán mã hóa (Encryption algorithm): IPSec hỗ trợ nhiều thuật toán mã hóa khác nhau, chẳng hạn như AES, DES và 3DES.
- Phương thức xác thực (Authentication method): IPSec hỗ trợ nhiều phương thức xác thực khác nhau, chẳng hạn như xác thực bằng chữ ký số, xác thực bằng khóa chia sẻ chung và xác thực bằng chứng chỉ kỹ thuật số.
5. Giao thức được sử dụng trong IPSec
IPSec sử dụng hai giao thức chính là AH (Authentication Header) và ESP (Encapsulating Security Payload).
- AH: AH là giao thức cung cấp dịch vụ xác thực dữ liệu. AH thêm một tiêu đề bảo mật vào gói IP để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu.
- ESP: ESP là giao thức cung cấp dịch vụ mã hóa dữ liệu. ESP thêm một tiêu đề và một đuôi bảo mật vào gói IP để mã hóa dữ liệu.
6. IPsec sử dụng cổng nào?
IPsec không sử dụng một cổng cụ thể nào, vì nó là một giao thức lớp mạng hoạt động ở các địa chỉ IP. IPsec hoạt động bằng cách xác thực các gói dữ liệu và mã hóa chúng trước khi gửi đi. Khi các gói dữ liệu đến địa chỉ đích, chúng sẽ được giải mã và xác thực lại trước khi được chuyển đến lớp trên của mô hình TCP/IP.
Nhờ cơ chế này, IPsec có thể bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải trên mạng, ngay cả khi dữ liệu đi qua các mạng công cộng hoặc không bảo mật. IPsec thường được sử dụng để bảo vệ các kết nối VPN, kết nối từ xa và các kết nối mạng khác.
7. Ứng dụng của IPsec
IPSec có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như:
- Bảo vệ mạng riêng ảo (VPN).
- Bảo vệ dữ liệu được truyền giữa hai máy tính hoặc giữa hai mạng.
- Bảo vệ dữ liệu được truyền trên internet.
- Bảo vệ dữ liệu được lưu trữ trên các máy tính.
8. Cơ chế vận hành của IPsec
IPSec hoạt động bằng cách sử dụng một bộ các thuật toán mã hóa và xác thực để bảo vệ dữ liệu. Khi một gói dữ liệu được gửi đi, IPSec sẽ tiến hành mã hóa dữ liệu đó bằng thuật toán mã hóa đã được lựa chọn. Sau đó, IPSec sẽ thêm một tiêu đề bảo mật vào gói dữ liệu này. Tiêu đề bảo mật này chứa thông tin về thuật toán mã hóa đã được sử dụng, thông tin về khóa mã hóa và các thông tin khác liên quan đến bảo mật.
Khi gói dữ liệu đến nơi nhận, IPSec sẽ sử dụng khóa mã hóa và thuật toán mã hóa đã được chỉ định trong tiêu đề bảo mật để giải mã dữ liệu. Sau khi dữ liệu đã được giải mã, IPSec sẽ tiến hành xác thực dữ liệu đó bằng thuật toán xác thực đã được lựa chọn. Nếu dữ liệu được xác thực thành công, IPSec sẽ chuyển dữ liệu đó đến tầng trên để xử lý.
9. Phân biệt IPsec và SSL
Bảng so sánh IPsec và SSL:
| Tiêu chí | IPsec | SSL |
|---|---|---|
| Lớp hoạt động | Lớp mạng (layer 3) | Lớp ứng dụng (layer 7) |
| Giao thức mã hóa | Mã hóa đối xứng (DES, AES) và mã hóa khóa công khai (RSA, DH) | Mã hóa khóa công khai (RSA, DH) và mã hóa đối xứng (AES, RC4) |
| Đối tượng bảo vệ | Toàn bộ lưu lượng giữa hai thiết bị mạng | Dữ liệu giữa trình duyệt web và máy chủ web |
| Mục đích sử dụng | Bảo vệ VPN, kết nối mạng từ xa | Bảo mật trang web thương mại điện tử, trang web yêu cầu thông tin cá nhân |
| Ưu điểm | Bảo mật cao, hoạt động ở chế độ trong suốt | Dễ cài đặt, tương thích với nhiều ứng dụng |
| Nhược điểm | Có thể làm chậm hiệu suất mạng | Có thể không tương thích với một số ứng dụng |
>>> Xem thêm: Chứng chỉ SSL là gì? Phân loại và lợi ích của SSL với website
