LUẬN VĂN:XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG TÀNG THƯ ADN CỦA CÔNG AN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chia sẻ: Sunflower Sunflower_1 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

258
lượt xem 88
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung luận văn bao gồm: Chương 1: Tổng quan về an toàn thông tin Chương này cung cấp những thông tin khái quát về thông tin, các thuộc tính của thông tin, an toàn thông tin và những yếu tố ảnh hưởng đến an toàn thông tin, một số giải pháp đảm bảo an toàn thông tin. Chương 2: Xác thực và bảo đảm toàn vẹn dữ liệu dựa trên chữ kí số Chương này nghiên cứu về xác thực, chữ kí số, các loại kí số và ứng dụng chữ kí...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN:XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG TÀNG THƯ ADN CỦA CÔNG AN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHẠM THỊ THU XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG TÀNG THƯ ADN CỦA CÔNG AN THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2009
2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 03 LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... 04 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ............................................................................................ 05 ............................................................................................................. 06 MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN .................................................... 09 1.1 Định nghĩa về thông tin và an toàn thông tin ........................................................ 09 1.1.1 Định nghĩa về thông tin .......................................................................... 09 1.1.2 Các thuộc tính của thông tin ...................................................................09 1.1.3 An toàn thông tin .................................................................................... 11 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn thông tin ........................................... 11 1.2 Ý nghĩa của việc đảm bảo an toàn thông tin ......................................................... 14 1.3 Các yêu cầu đảm bảo an toàn thông tin ................................................................ 15 1.4 Một số giải pháp đảm bảo an toàn thông tin ......................................................... 15 1.4.1 Bảo vệ nội dung thông tin trên máy tính ................................................. 15 1.4.2 Bảo vệ an toàn thông tin khi trao đổi qua mạng bằng mã hoá.................. 17 Chương 2: XÁC THỰC VÀ BẢO ĐẢM TOÀN VẸN DỮ LIỆU DỰA TRÊN CHỮ KÝ SỐ ... 24 2.1 Bảo đảm an toàn thông tin bằng phương pháp nhận diện và xác thực (I&A) ........ 24 2.1.1 I&A dựa trên một số điều mà người dùng biết ........................................ 25 2.1.2 I&A dựa trên một số cái mà người dùng có ............................................ 26 2.1.3 I&A dựa trên một số thuộc tính hay nét đặc trưng của người dùng ......... 27 2.2 Chữ kí số ............................................................................................................. 28 2.2.1 Khái niệm về chữ kí số ........................................................................... 28 2.2.2 Các ưu điểm của chữ kí số ......................................................................29 2.2.3 Sơ đồ chữ kí số ....................................................................................... 29 2.2.3.1 Định nghĩa ................................................................................ 29 2.2.3.2 Phân loại sơ đồ chữ kí số ........................................................... 30 2.3 Ứng dụng chữ kí số để xác thực tính toàn vẹn của nội dung .................................34 2.3.1 Xác thực tính toàn vẹn của nội dung thông tin ........................................ 34 2.3.2 Sơ đồ chữ kí RSA ................................................................................... 35 2.3.2.1 Giới thiệu về mã hoá khoá công khai ......................................... 35 2.3.2.2 Mã hoá khoá công khai RSA ..................................................... 36 2.3.2.3 Hàm băm SHA-1 .......................................................................38 2.3.2.4 Sơ đồ chữ kí RSA......................................................................42 Chương 3: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG TÀNG THƯ ADN CỦA CÔNG AN THÀNH PHỐ HÀ NỘI ................................. 47 3.1 Đánh giá thực trạng .............................................................................................. 47 3.2 Yêu cầu đảm bảo an toàn thông tin trong hệ thống tàng thư ADN của Công an Thành phố Hà Nội .....................................................................................................47
3 3.3 Thành phần, chức năng và dữ liệu của hệ thống tàng thư ADN ............................ 50 3.4 Xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin trong hệ thống tàng thư ADN của Công an Thành phố Hà Nội ....................................................................................... 53 3.4.1 Kiểm soát lối vào ra của thông tin........................................................... 54 3.4.2 Bảo đảm tính toàn vẹn của thông tin trong CSDL tàng thư ADN bằng chữ kí số ............................................................................................................. 55 3.5 Xác thực người dùng ............................................................................................ 57 3.6 Sử dụng chữ kí số đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin trong CSDL tàng thư ADN của Công an Thành phố Hà Nội ................................................................................. 58 3.6.1 Phân tích mô hình kí và xác thực nội dung thông tin trong hệ thống .......58 3.6.2 Xây dựng hệ thống bảo đảm tính toàn vẹn của dữ liệu trên tàng thư ADN của Công an thành phố Hà Nội ........................................................................ 60 3.6.2.1 Quá trình người dùng nhập dữ liệu và kí ...................................60 3.6.2.2 Quá trình Giám định viên kiểm tra thông tin đối tượng và kí .....61 3.6.2.3 Quá trình Lãnh đạo phòng kiểm tra thông tin đối tượng và kí ....62 3.7 Hoạt động của hệ thống bảo vệ toàn vẹn dữ liệu trong hệ thống quản lý tàng thư ADN dựa trên chữ kí số ............................................................................................. 63 3.7.1 Đăng nhập vào hệ thống ......................................................................... 63 3.7.2 Người dùng nhập thông tin đối tượng và kí trên nội dung thông tin đó ...64 3.7.3 Giám định viên kiểm tra xác thực nội dung thông tin người dùng nhập và kí xác nhận nội dung thông tin đó bằng chữ kí số ..................................65 3.7.4 Lãnh đạo phòng kiểm tra xác thực nội dung thông tin đối tượng và kí duyệt xác nhận nội dung thông tin đó bằng chữ kí số ............................ 67 KẾT LUẬN ............................................................................................................. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 71
4 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Hồ Văn Canh, người thầy đã định hướng cho tôi trong việc lựa chọn đề tài, đưa ra những nhận xét quý báu và trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ths Lê Văn Toàn và các cán bộ phòng 4 - Cục E15- Tổng cục VI- Bộ Công an đã giúp đỡ tôi trong quá trình xây dựng, tích hợp, kiểm thử chương trình. Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô, bạn bè cùng khoá đã dìu dắt, giúp đỡ tôi tiến bộ trong suốt những năm học qua. Xin cảm ơn gia đình và bè bạn, những người luôn khuyến khích và giúp đỡ tôi trong mọi hoàn cảnh khó khăn. Tôi xin cảm ơn toàn thể tập thể anh chị em đồng nghiệp tại phòng Hồ sơ nghiệp vụ cảnh sát- Công an Thành phố Hà nội, nơi tôi đang công tác, đã giúp đỡ, chia sẻ và tạo điều kiện cho tôi tham gia khoá học và hoàn thành luận văn này. Luận văn này chắc chắn còn nhiều khiếm khuyết. Tôi xin cảm ơn những thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp đã và sẽ có những góp ý chân tình cho nội dung của luận văn để tôi có thể tiếp tục đi sâu tìm hiểu và ứng dụng chữ kí số vào thực tiễn công tác. Hà nội, ngày 20 tháng 06 năm 2009 Phạm Thị Thu
5 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân, không sao chép lại của người khác. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày hoặc là của cá nhân hoặc là được sự tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định theo lời cam đoan của mình. Hà nội ngày 20 tháng 06 năm 2009 Phạm Thị Thu
6 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ACL: Access Control List ADN: Deoxyribonucleic acid ATM: Automatic Teller Machine CSDL: Cơ sở dữ liệu DSS: Digital Signature Standard GĐV: Giám định viên I&A: Identification & Authentication LĐP: Lãnh đạo phòng NIST: National Institute of Standards and Technology PIN: Personal Identification Number UID: User Identification XOR: Exclusive-Or
7 MỞ ĐẦU Kỹ thuật gen (ADN) trong khoa học hình sự đã được áp dụng từ cuối những năm 1980 và đang ngày càng phổ biến trên thế giới với những ưu điểm lớn như phong phú về chủng loại dấu vết bởi tất cả các dấu vết, mẫu vật từ cơ thể người (lông, tóc, dịch, máu, mô…) đều có thể là nguồn giám định gen, lượng dấu vết cần cho giám định ít, độ nhạy và tính chính xác cao. Giám định gen được dùng để truy nguyên cá thể người, xác định quan hệ huyết thống, xác định hài cốt và người chết chưa rõ tung tích, đạt hiệu quả rất cao trong truy tìm tội phạm, xác định tung tích nạn nhân, giúp rút ngắn thời gian điều tra, xác minh, sàng lọc dấu vết thu được ở hiện trường và chia sẻ dữ liệu quốc tế. Hiện nay, đã có hơn 60 nước trên thế giới áp dụng công nghệ này trong đấu tranh phòng chống tội phạm. Một số nước như Anh, Australia, Trung Quốc, Singapore, Mỹ, Hà Lan, Nhật Bản… đã xây được hệ thống tàng thư gen tội phạm rất hiện đại và quy mô. Tại Việt Nam, từ năm 1999, Viện Khoa học hình sự - Bộ Công an đã sử dụng công nghệ giám định gen, phục vụ đắc lực công tác điều tra phá án, trong đó nhiều vụ án quan trọng giám định gen là chìa khóa duy nhất để phá án. Điều này đã đặt ra yêu cầu cấp bách về việc nước ta cần có một tàng thư gen quốc gia phục vụ công tác đấu tranh phòng chống tội phạm và các mục đích công khác. Hệ thống thông tin quản lý tàng thư ADN được hình thành trên cơ sở đề tài nghiên cứu“Bước đầu xây dựng tàng thư ADN nhận dạng cá thể tại địa bàn thành phố Hà Nội” do Công an TP Hà nội thực hiện nhằm phục vụ cho công tác quản lý tái phạm của các đối tượng có tiền án tiền sự, nâng cao hiệu quả điều tra khám phá án trong tình hình diễn biến của các loại tội phạm ngày càng phức tạp. Đồng thời, hệ thống này cũng làm tiền đề cho việc xây dựng một Hệ thống quản lý tàng thư ADN phục vụ công tác giám định hình sự dựa trên ADN. Đây là một hệ thống được xây dựng mới hoàn toàn ở nước ta do việc ứng dụng thành tựu khoa học vào trong công tác nghiệp vụ nên việc phân tích, thiết kế hệ thống được thực hiện trên cơ sở mục tiêu, yêu cầu đối với hệ thống của đề tài, kỹ thuật và công nghệ được áp dụng để phân tích ADN, các yêu cầu về mặt pháp lý đối với việc sử dụng tàng thư ADN để giám định hình sự. Việc xây dựng tàng thư gen tội phạm thực chất là xây dựng cơ sở dữ liệu riêng về các đối tượng là tội phạm và các đối tượng có hành vi vi phạm pháp luật khác, cụ thể là xây dựng một ngân hàng dữ liệu gen tội phạm của các đối tượng có tiền án, các loại tội phạm xâm phạm tính mạng, sức khỏe, danh dự, nhân phẩm và các loại tội đặc biệt nghiêm trọng khác, xây dựng ngân hàng dữ liệu gen các dấu vết ở hiện trường, mẫu gen của người chết chưa rõ tung tích, để phục vụ công tác đấu
8 tranh phòng chống tội phạm, cùng với tàng thư vân tay, tàng thư ADN sẽ là sự bổ sung quan trọng vào kho thông tin của lực lượng Công an nhân dân trong cuộc đấu tranh phòng chống tội phạm, bảo vệ an ninh quốc gia, giữ gìn trật tự an toàn xã hội. Như vậy có thể nhận thấy rằng hệ thống tàng thư ADN tội phạm là một hệ thống thông tin quan trọng, đòi hỏi phải đảm bảo tính khách quan, chính xác của dữ liệu lưu trữ. Trong ngành Công an hiện có một số hệ thống thông tin phục vụ công tác lưu trữ, khai thác, quản lý đối tượng phạm tội như hệ thống quản lý đối tượng, hệ thống quản lý vân tay... Tuy nhiên, các hệ thống này đều là hệ thống mang tính quản lý thông tin dữ liệu, chưa gắn với tác nghiệp nghiệp vụ và chưa quan tâm đến các yếu tố pháp lý trong kết quả tra cứu trả ra. Vì vậy, thông tin kết quả vẫn còn thiếu tính pháp lý, khi sử dụng cần có sự quyết định thêm của con người. Đối với việc giám định dựa trên vân tay, việc kiểm tra kết quả tra cứu có thể thực hiện dễ dàng bằng mắt và không tốn kém. Tuy nhiên, các hệ thống thông tin phục vụ công tác giám định hiện nay vẫn chưa thể xác định được kết quả tra cứu là hoàn toàn khách quan, không bị can thiệp bằng yếu tố chủ quan hoặc nguyên nhân khách quan khác. Trên cơ sở những nhận định trên nền việc phân tích, thiết kế Hệ thống thông tin quản lý tàng thư ADN của Công an thành phố Hà Nội cũng như các yêu cầu về mặt pháp lý đối với việc sử dụng tàng thư ADN để giám định hình sự, được sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn và được sự đồng ý của trường Đại học Công nghệ, tôi đã mạnh dạn nghiên cứu và chọn đề tài “Xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin trong hệ thống tàng thư ADN của Công an Thành phố Hà Nội” làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp của mình. Trên cơ sở tìm hiểu các biện pháp bảo đảm an toàn thông tin, luận văn đi sâu vào tìm hiểu chữ kí số và ứng dụng chữ kí số trong việc đảm bảo tính toàn vẹn thông tin trong hệ thống thông tin quản lý tàng thư ADN. Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung luận văn bao gồm: Chương 1: Tổng quan về an toàn thông tin Chương này cung cấp những thông tin khái quát về thông tin, các thuộc tính của thông tin, an toàn thông tin và những yếu tố ảnh hưởng đến an toàn thông tin, một số giải pháp đảm bảo an toàn thông tin. Chương 2: Xác thực và bảo đảm toàn vẹn dữ liệu dựa trên chữ kí số Chương này nghiên cứu về xác thực, chữ kí số, các loại kí số và ứng dụng chữ kí số vào đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin. Chương 2 cũng đi sâu vào nghiên cứu sơ đồ chữ kí RSA là sơ đồ chữ kí được sử dụng để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trong Hệ thống thông tin quản lý tàng thư ADN.
9 Chương 3: Xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin trong hệ thống tàng thư ADN của Công an Thành phố Hà Nội Chương này đi sâu nghiên cứu thực trạng về Hệ thống tàng thư ADN, các vấn đề an toàn đặt ra đối với Hệ thống tàng thư ADN của Công an Thành phố Hà Nội. Từ đó xây dựng giải pháp để đảm bảo an toàn thông tin lưu trữ trong hệ thống. Đây là một đề tài có tính ứng dụng trong thực tiễn, tuy nhiên khả năng của học viên còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong các thầy cô giúp đỡ, góp ý để luận văn hoàn thiện hơn nữa nhằm đưa đề tài luận văn áp dụng thành công vào dự án, đổi mới công tác nghiệp vụ của Công an Thành phố Hà Nội.
10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN 1.1 Định nghĩa về thông tin và an toàn thông tin 1.1.1 Định nghĩa về thông tin Theo định nghĩa một cách chung nhất thì thông tin là những hiểu biết, tri thức của con người về một đối tượng, một thực thể, một sự kiện trong thế giới khách quan. Thông tin có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau (chữ viết, âm thanh, hình ảnh hoặc chuỗi những chữ số). Chính vì thế thông tin cũng có thể trao đổi được dưới nhiều hình thức khác nhau, trong đó hình thức trao đổi thông tin dưới dạng thông tin số đang là một hình thức tiện lợi và được áp dụng vào hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống ngày nay. Thông tin thường rất đa dạng, phong phú, mỗi một thông tin khác nhau sẽ có giá trị khác nhau. Giá trị của thông tin phụ thuộc vào nội dung của thông tin đó. 1.1.2 Các thuộc tính của thông tin Các thuộc tính của thông tin bao gồm: - Tính bí mật (Confidentiality): mỗi người chỉ có thể có được những loại thông tin cho phép. Thông tin khó có thể bị truy cập bởi những người không có thẩm quyền. - Tính sở hữu hay tính kiểm soát (Possession or Control): giả sử một kẻ ăn trộm được một phong bì đóng kín có chứa một thẻ tín dụng và trong đó có cả mật mã (số PIN: Personal Identification Number). Thậm chí nếu kẻ trộm không mở phong bì đó ra thì nạn nhân cũng lo lắng rằng kẻ trộm có thể mở phong bì ra bất cứ khi nào hắn ta muốn mà không cần phải có sự cho phép của người chủ sở hữu phong bì đó (nạn nhân). Điều này minh họa cho việc mất tính sở hữu hoặc kiểm soát thông tin nhưng không bao gồm sự xâm phạm tính bí mật. - Tính toàn vẹn (Integrity): tham chiếu tới khía cạnh chính xác hoặc ph ù hợp với trạng thái của thông tin mong muốn. Bất kỳ sự thay đổi không được phép thông tin nào dù là vô tình hay cố ý đều xâm phạm đến tính toàn vẹn của thông tin. - Tính xác thực (Authenticity): tham chiếu đến nhãn hoặc quyền hạn chính xác của thông tin. Ví dụ một tên tội phạm giả mạo phần đầu một bức thư điện tử (email header) làm cho mọi người tưởng là một người vô tội khác để gửi thư đe dọa. Ở đây không có sự xâm phạm tính bí mật (vì tên tội phạm sử dụng tài khoản email của chính hắn), tính sở hữu hay kiểm soát (không có thông tin nào vượt ra ngoài tầm điều khiển của nạn nhân), và cũng không xâm phạm tính toàn vẹn (bức thư
11 điện tử được gửi đi đúng như tên tội phạm mong muốn). Cái bị xâm phạm ở đây là tính xác thực: thư điện tử đó được quy cho một người khác. Tương tự việc lạm dụng một trường trong cơ sở dữ liệu để lưu trữ những thông tin không đúng nhãn là xâm phạm tính xác thực. - Tính sẵn sàng (Availability): có nghĩa là sự truy cập tới thông tin đúng lúc. Ví dụ một sự cố về đĩa hoặc một cuộc tấn công từ chối dịch vụ đều xâm phạm đến tính sẵn sàng. Bất cứ một sự trễ nào vượt quá mức độ phục vụ mong đợi của hệ thống đều có thể được coi như sự xâm phạm tính sẵn sàng. - Tính hữu dụng (Utility): ví dụ một người nào đó mã hóa dữ liệu trên đĩa để ngăn ngừa việc truy cập trái phép hoặc thay đổi không lường trước được và sau đó làm mất khóa giải mã. Đó là sự xâm phạm tính hữu dụng. Dữ liệu vẫn còn tính bí mật, điều khiển, toàn vẹn, xác thực, sẵn sàng. Nó chỉ không hữu dụng trong dạng đó mà thôi. Tính hữu dụng thường bị nhầm lẫn với tính sẵn sàng bởi vì những sự xâm phạm đến tính hữu dụng thường phải mất thời gian để chuyển đổi định dạng dữ liệu. Tuy nhiên hai khái niệm hữu dụng và sẵn sàng là hoàn toàn khác nhau. Hình 1.1 Sơ đồ 6 thuộc tính cơ bản của thông tin Những thuộc tính này của thông tin mang tính chất của nguyên tử, tức là chúng không thể bị chia nhỏ hơn nữa. Hơn nữa, chúng cũng không trùng lặp với nhau bởi mỗi thuộc tính này đều tham chiếu đến một khía cạnh duy nhất của thông tin. Bất kỳ sự xâm phạm an ninh thông tin nào cũng có thể được mô tả
12 như sự ảnh hưởng đến một hoặc nhiều trong số những thuộc tính cơ bản này của thông tin. 1.1.3 An toàn thông tin An toàn thông tin là quá trình đảm bảo những thuộc tính của thông tin. Hay nói cách khác, an toàn thông tin là việc bảo vệ thông tin khỏi các truy cập trái phép, sử dụng, tiết lộ, phá hủy, sửa đổi, phá hoại không được phép. Các thuật ngữ an toàn thông tin, an toàn máy tính, bảo đảm thông tin thường xuyên được sử dụng thay thế cho nhau. Các thuật ngữ này có liên hệ với nhau và chúng cùng chia sẻ mục đích chung là bảo vệ tính bí mật, tính toàn vẹn, tính sẵn sàng của thông tin. Tuy nhiên có sự khác biệt tinh tế giữa chúng. Những khác nhau này chủ yếu nằm trong cách tiếp cận vấn đề, phương pháp luận và trọng tâm của mỗi khái niệm. An toàn thông tin tập trung vào các thuộc tính: bí mật, toàn vẹn, sở hữu hay kiểm soát, xác thực, tính hữu dụng, tính sẵn sàng của thông tin mà không để ý đến các dạng thông tin như: dạng lưu trữ trong máy tính, dạng in trên giấy… 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến an toàn thông tin An toàn thông tin được đảm bảo dựa trên 4 yếu tố cơ bản là: chính sách, con người, quy trình và công nghệ. Những yếu tố này cần được thiết lập để thực thi có hiệu quả mục tiêu đảm bảo an toàn đối với một tổ chức hay một quốc gia. a. Chính sách (Policy) Chính sách an ninh an toàn là một kế hoạch ở mức cao, cung cấp định hướng để thực hiện các quyết định nhất định. Nó là nền tảng để phát triển các hướng dẫn về an ninh an toàn và các thủ tục mà người sử dụng, người quản trị hệ thống phải thực hiện. Chính sách an ninh an toàn là tài liệu có tính định hướng chiến lược. Mục đích của chính sách : + Cung cấp tổng quan các yêu cầu bảo mật của hệ thống và mô tả cách thức điều khiển hoặc mô tả các kế hoạch để thỏa mãn các yêu cầu đó. + Quy định trách nhiệm và các ứng xử được phép của từng người truy cập hệ thống. b. Con người (People) Con người là yếu tố tạo nên an toàn thông tin nhưng chính con người cũng chịu ảnh hưởng của an toàn thông tin. Con người có thể góp phần thực hiện tốt các chính sách an ninh bằng nhiều cách như: nhận dạng các đoạn mã hiểm độc, thông báo những sự thay đổi của thông tin, phát hiện ra những hành động đáng ngờ nhằm chiếm quyền sử dụng, v.v… Nhưng mặt khác, con người cũng được coi là mắt xích yếu nhất trong vấn đề đảm bảo an toàn thông tin. Việc
13 con người không tuân thủ theo những chính sách an toàn thông tin chính là một nguyên nhân lớn nhất gây ra các lỗ hổng bảo mật bên trong nội bộ của một tổ chức, một quốc gia. Việc đảm bảo an toàn thông tin là cả một quá trình, trong đó đòi hỏi việc triển khai một chính sách an ninh tốt, phù hợp với điều kiện thực tế, và yếu tố con người là một phần chính trong quá trình đó. c. Quy trình ( Process): Quy trình đảm bảo an toàn là phương pháp mà các tổ chức dùng để thực thi và đạt được mục tiêu an toàn của chúng. Quy trình được thiết kế để xác định, giới hạn, quản lý và kiểm soát các nguy cơ đối với hệ thống và dữ liệu, đảm bảo tính sẵn sàng, tính bí mật và tính toàn vẹn của dữ liệu, đồng thời đảm bảo trách nhiệm giải trình của hệ thống. Phạm vi quy trình bao gồm 5 vấn đề sau: + Đánh giá nguy cơ đảm bảo an toàn: Là tiến trình nhằm xác định các hiểm họa, tính dễ bị tổn thương, bị tấn công, mọi khả năng xuất hiện sự cố và hậu quả xảy ra. + Chiến lược đảm bảo an toàn: Là kế hoạch nhằm làm giảm bớt các nguy cơ, trong đó kết hợp các yếu tố về công nghệ, chính sách, thủ tục và sự huấn luyện. Kế hoạch đó nên được xem trước và được sự đồng ý của ban lãnh đạo. Các chiến lược bảo đảm an toàn thông tin bao gồm:  Cấp quyền tối thiểu (Least Privilege): nguyên tắc cơ bản trong an toàn nói chung là “hạn chế sự ưu tiên”. Mỗi đối tượng sử dụng hệ thống ( người quản trị mạng, người sử dụng…) chỉ được cấp phát một số quyền hạn nhất định đủ dùng cho công việc của mình.  Phòng thủ theo chiều sâu (Defense in Depth): nguyên tắc tiếp theo trong an toàn nói chung là “bảo vệ theo chiều sâu”. Cụ thể là tạo lập nhiều lớp bảo vệ khác nhau cho hệ thống: / / / / / Thông tin Access rights Login/Password Data Encryption Physical protection Firewall + Thi hành quyền kiểm soát an ninh: tiếp nhận và thao tác công nghệ, ấn định những nhiệm vụ và trách nhiệm đặc biệt cho những người lãnh đạo và các nhân viên, triển khai sự kiểm soát các nguy cơ một cách thích hợp, và đảm bảo rằng người lãnh đạo cũng như nhân viên phải hiểu được trách nhiệm của họ, phải có kiến thức, kĩ năng và động lực cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ của họ. + Kiểm tra sự an toàn: Việc sử dụng những phương pháp khác nhau để thu thập và đảm bảo những nguy cơ đó được đánh giá và giảm nhẹ. Những phương pháp kiểm tra này cần phải kiểm chứng rằng những kiểm soát quan trọng đó có hiệu quả và được thực hiện như dự định.
14 + Sự kiểm soát và cập nhật: Quá trình liên tục tập hợp và phân tích thông tin về các nguy cơ mới, sự tấn công thực tế tại một cơ quan hay những tổ chức cùng hợp tác. Thông tin này được dùng để cập nhật đánh giá rủi ro, chiến lược và việc kiểm soát. Việc theo dõi và cập nhật làm quá trình được liên tục. d.Công nghệ (Technology): Công nghệ chính là vấn đề sử dụng các kỹ thuật cả về phần cứng và phần mềm nhằm đảm bảo an toàn thông tin, một trong những yếu tố quyết định đến sự thành công trong bảo đảm an toàn của một hệ thống. Công nghệ hiện nay bao gồm những sản phẩm như Firewall, IDS (hệ thống phát hiện xâm nhập), phần mềm phòng chống virus, giải pháp mật mã, chữ kí số, sản phẩm mạng, hệ điều hành và những ứng dụng như: trình duyệt Internet và phần mềm nhận Email từ máy trạm.v.v... Qua phân tích 4 yếu tố của an toàn thông tin kể trên, có thể đưa ra một số nhận định như sau : Trong thực tế, các sản phẩm công nghệ được xem là có vị trí quan trọng nhất. Bởi vì, chúng ta cần các công cụ để đánh giá tính dễ bị tấn công và xử lý các lỗ hổng bảo mật. Nếu không có các công nghệ bảo mật thì chúng ta không thể ngăn chặn được các cuộc tấn công gây mất an toàn thông tin. Nhưng với cách chúng ta thực hiện các thao tác lệnh hàng ngày, chúng lại có một tác động rất lớn đến vấn đề an toàn. Bởi vì có những thao tác chúng ta tưởng là vô hại, nhưng lại có thể gây mất an toàn cho hệ thống (như việc tải các chương trình hay phần mềm trong đó lại chứa các đoạn mã hiểm độc). Các chính sách và thủ tục chính là cái quy định chúng ta nên làm gì và làm như thế nào để đảm bảo an toàn cho hệ thống. Mặt khác, con người cũng được coi là yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến các yếu tố khác. Nếu như có một chính sách và quy trình khá hoàn hảo, áp dụng các công nghệ tiên tiến và hiện đại, nhưng con người lại không được hướng dẫn cụ thể về kỹ năng, hay không tuân thủ theo quy tắc đã đề ra thì việc đảm bảo an toàn thông tin cho hệ thống là không thể thành công. Như vậy, 4 yếu tố đó có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, hỗ trợ và bổ sung cho nhau. Một hệ thống muốn bảo mật thành công thì phải coi trọng cả 4 yếu tố đó. Bởi vì, thời gian, tiền bạc, và đội ngũ nhân viên là những nguồn tài nguyên có hạn. Nhưng các nguồn nguy cơ thì không bao giờ có giới hạn, chúng luôn luôn xuất hiện với những hình thức mới, và chỉ có khả năng giảm tải chứ không thể khắc phục hoàn toàn. 1.2 Ý nghĩa của việc đảm bảo an toàn thông tin. Ta phải quan tâm tới an toàn thông tin vì những lý do sau:
15 - Trên mạng máy tính, thông tin được lưu giữ trên các thiết bị vật lý như ổ đĩa, băng từ ... hoặc được truyền trên đường truyền. Những thông tin có giá trị luôn chịu những mối đe doạ của những người không được uỷ quyền, họ có thể là những kẻ tấn công bất hợp pháp hoặc những người trong nội bộ cơ quan, tổ chức có thông tin cần bảo vệ. Do đó việc bảo đảm an toàn thông tin là rất cần thiết. - Trong một mạng thì việc truy cập các thông tin không có quyền vô cùng dễ dàng nhưng việc phát hiện truy cập lại vô cùng khó. - Sự dùng chung: Chính vì sự chia sẻ tài nguyên và các khối lượng công việc trên mạng đã làm tăng số người sử dụng có khả năng truy cập tới các hệ thống được nối mạng, việc bảo vệ tài nguyên đó tất yếu sẽ phức tạp hơn so với trường hợp một máy tính đơn lẻ. - Có quá nhiều mục tiêu tấn công: Khi một tệp được lưu trữ trong một máy chủ ở xa, người sử dụng phải qua rất nhiều máy mới có thể sử dụng đ ược tệp đó. Mặc dù người quản trị của một host có thể thi hành các chính sách an ninh thật chặt chẽ nhưng người đó lại không thể làm gì khác với các host khác trong mạng. Người sử dụng phải phụ thuộc vào cơ chế điều khiển truy cập của tất cả các hệ thống này. Ngay cả khi người sử dụng không lưu trữ bất kỳ một thông tin có giá trị nào thì máy tính của họ cũng có thể là một mắt xích yếu giúp kẻ xâm nhập có thể truy cập các thông tin không có quyền. Các thông tin thường bị khai thác: + Phần cứng và phần mềm mà hệ thống sử dụng + Cấu hình hệ thống + Kiểu kết nối mạng + Số điện thoại + Các thủ tục xác thực và truy cập + Các thông tin liên quan đến bảo mật của một hệ thống: passwords, các khóa và file điều khiển truy cập, các thông tin cá nhân và các thuật toán mã hóa. Có thể thấy hầu hết các thông tin đều có thể bị lợi dụng để xâm phạm an ninh an toàn trong quá trình bảo mật lưu trữ. Hậu quả gây ra rất lớn: + Mất nhiều thời gian để khôi phục. + Giảm năng suất sản phẩm. + Tiêu tốn rất nhiều tiền của. + Phá hoại việc trao đổi thương mại trên mạng. + Làm ngừng trệ các hoạt động kinh doanh.
16 1.3 Các yêu cầu bảo đảm an toàn thông tin Mục tiêu của bảo đảm an toàn thông tin trong công nghệ thông tin là nhằm giải quyết các yêu cầu sau cả về mặt lý thuyết lẫn thực tế: + Yêu cầu về tính bí mật (Confidentiality): đảm bảo chỉ những người có thẩm quyền với thông tin đó mới có thể truy capaj và biết nội dung của thông tin. Từ Confidentiality cũng đồng nghĩa với thuật ngữ Privacy hay Secrecy. Có rất nhiều cách tiếp cận nhằm đưa ra biện pháp bảo mật file, từ bảo vệ ở mức vật lý đến các thuật toán mã hóa biến dữ liệu trở nên khó hiểu. + Yêu cầu về toàn vẹn (Integrity): yêu cầu này có nghĩa là hệ thống phải có khả năng phát hiện được các thao tác đối với dữ liệu của những người không có thẩm quyền. Những thao tác đó có thể là chèn thêm dữ liệu, xóa dữ liệu hoặc thay đổi dữ liệu,… + Yêu cầu về tính sẵn sàng(Availability): Thông tin luôn sẵn sàng để đáp ứng sử dụng cho người có thẩm quyền. + Yêu cầu về sự không thể từ chối (Non-repudiation): là một chức năng ngăn một thực thể phủ nhận những hành động hoặc lời cam kết của mình trước đó. Khi có những cuộc tranh cãi do một thực thể phủ nhận mình không thực hiện một hành động nào đó thì một biện pháp xác minh để giải quyết tình huống này là cần thiết. + Yêu cầu về xác thực (Authentication): là một chức năng liên quan tới sự nhận dạng. Chức năng này áp dụng cho cả thực thể có thông tin lẫn bản thân thông tin. Hai người đang giao tiếp với nhau có thể nhận dạng lẫn nhau. Thông tin truyền trên các kênh cũng cần được xác thực nguồn gốc, ngày tháng, nội dung dữ liệu, thời gian gửi….Vì những lý do trên mà lĩnh vực này được chia thành 2 nhóm chính: xác thực thực thể và xác thực dữ liệu gốc. Xác thực dữ liệu gốc cũng chứa yêu cầu về tính toàn vẹn dữ liệu. Để bảo đảm được những yêu cầu trên, cần phải hiểu được các nguy cơ bị xâm hại đối với thông tin và dữ liệu, từ đó lựa chọn đưa ra các biện pháp thích hợp nhất để ngăn chặn một cách có hiệu quả đối với các nguy cơ này. 1.4 Một số giải pháp đảm bảo an toàn thông tin. 1.4.1 Bảo vệ nội dung thông tin trên máy tính. Các máy tính (thông thường là các PC) phải được bảo vệ nhằm chống lại các đe doạ xuất phát từ phần mềm hoặc dữ liệu được tải xuống máy tính từ Internet. a. Giám sát Active content Các trình duyệt Navigator của Netscape và Internet Explorer của Microsoft được trang bị để nhận biết các trang Web có chứa active content
17 chuẩn bị được tải xuống. Khi bạn tải về và chạy các chương trình được nhúng vào các trang Web, bạn muốn đảm bảo rằng các chương trình này đến từ một nguồn bạn biết và tin cậy, và kiểm soát được nội dung thông tin khi tải về không bị thêm bớt trên đường truyền. b. Đối phó với các cookie Cookie được lưu giữ trong máy trạm, hoặc được tạo ra, sử dụng và huỷ bỏ trong một lần duyệt Web. Ta có thể cho phép đặt ra thờ i gian tồn tại từ 10, 20 hoặc 30 ngày. Một cookie có chứa nhiều thông tin, chẳng hạn như tên của Website phát hành nó, các trang mà ta đã truy cập vào, tên người sử dụng và mật khẩu, các thông tin về thẻ tín dụng và địa chỉ. Chỉ có site tạo ra các cookie mới có thể lấy lại các cookie này, các cookie thu thập và lưu giữ các thông tin không nhìn thấy được. Chính vì thế ta không phải nhập lại tên người sử dụng, mật khẩu cho lần truy cập tiếp theo. Các phiên bản trình duyệt ban đầu cho phép các site lưu giữ các cookie không có chú thích. Ngày nay, các trình duyệt cho phép lưu giữ các cookie mà không cần sự cho phép, hoặc cảnh báo cho biết một cookie chuẩn bị được lưu giữ, hoặc không cho phép vô điều kiện tất cả các cookie. Internet Explorer 5 có các tuỳ chọn để thiết lập sự kiểm soát các cookie. c. Sử dụng phần mềm chống virus Không một máy khách nào có thể phòng thủ tốt nếu thiếu phần mềm chống virus. Các phần mềm chống virus bảo vệ máy tính khỏi bị các virus đã được tải xuống tấn công. Vì vậy, chống virus là một chiến lược phòng thủ. Nó chỉ hiệu quả khi tiếp tục lưu giữ các file dữ liệu chống virus hiện hành. Các file chứa thông tin nhận dạng virus được sử dụng để phát hiện các virus trên máy tính. Do các virus mới được sinh ra rất nhiều, cần đề phòng và cập nhật các file dữ liệu chống virus một cách định kỳ, mới có thể phát hiện và loại trừ các virus mới nhất. d. Kiểm soát của hệ điều hành Hầu hết các hệ điều hành (trừ các hệ điều hành chạy trên các máy tính nhỏ) sử dụng tên người dùng và mật khẩu cho hệ thống xác thực. Hệ thống này cung cấp một cơ sở hạ tầng an toàn cho máy chủ Web (chạy trên máy tính host). Hiện nay, hệ điều hành UNIX (và các biến thể của nó) là hệ điều hành nền chủ đạo cho các máy chủ Web. UNIX có một số cơ chế bảo vệ nhằm ngăn chặn khám phá trái phép và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu. e. Bức tường lửa Bức tường lửa được sử dụng như một hàng rào giữa một mạng (cần được bảo vệ) và Internet hoặc mạng khác (có khả năng gây ra mối đe doạ). Mạng và
18 các máy tính cần được bảo vệ nằm bên trong bức tường lửa, các mạng khác nằm ở bên ngoài. Các bức tường lửa có các đặc điểm sau đây: - Tất cả các luồng thông tin từ trong ra ngoài, từ ngoài vào trong đều phải chịu sự quản lý của nó. - Chỉ có các luồng thông tin được phép (do chính sách an toàn cục bộ xác định) đi qua nó. - Bức tường lửa tự bảo vệ mình. Các mạng bên trong bức tường lửa được gọi là các mạng tin cậy, các mạng bên ngoài được gọi là các mạng không tin cậy. Đóng vai trò như một bộ lọc, bức tường lửa cho phép các thông báo (có chọn lọc) đi vào, hoặc ra khỏi các mạng được bảo vệ. Ví dụ, một chính sách an toàn cho phép tất cả các luồng thông tin HTTP (Web) vào ra, nhưng không cho phép các yêu cầu FTP hoặc Telnet vào, hoặc ra khỏi các mạng được bảo vệ. Bức tường lửa ngăn chặn, không cho phép truy nhập trái phép vào các mạng bên trong bức tường lửa. 1.4.2 Bảo vệ an toàn thông tin khi trao đổi qua mạng bằng mã hóa. 1.4.2.1 Mã hóa là gì? Có rất nhiều tài liệu viết về mã hóa (encryption) và khái niệm mã hóa. Dưới đây là một vài định nghĩa về mã hóa: - Charles P. Pfleeger (trong cuốn Security in computing) đã định nghĩa như sau: “Mã hóa là quá trình mã một đoạn tin sao cho nghĩa của đoạn tin đó trở nên khó hiểu, còn giải mã là quá trình ngược lại”. [14] - Oli Cooper viết trong tài liệu “Cryptography”: “Mã hóa là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp cho phép thông tin được gửi đi dưới hình thức bảo mật mà chỉ người nhận hợp lệ có thể khôi phục lại được đoạn tin này”. - Trong cuốn “Handbook of Applied Cryptography”, A. Menezes, P. van Oorschot và S. Vanstone đã đưa ra định nghĩa: “Mã hóa là ngành khoa học nghiên cứu các thuật toán có liên quan đến an toàn thông tin như: tính tin cậy, tính toàn vẹn dữ liệu, tính xác thực thực thể và xác thực dữ liệu gốc”. [15] Mặc dù có nhiều cách định nghĩa khác nhau, song tất cả những định nghĩa trên đều có chung nguyên tắc cơ bản: sử dụng thuật toán để biến đoạn tin dưới dạng bản rõ thành một đoạn tin mà nghĩa của nó trở nên khó hiểu nhằm đảm bảo chỉ có người nhận hợp thể mới đọc được bản tin rõ. Khái niệm mã hóa được mô tả dưới dạng toán học như sau: Hệ mã hóa được định nghĩa là bộ năm (P, C, K, E, D), trong đó: - P là tập hữu hạn các bản rõ có thể. - C là tập hữu hạn các bản mã có thể - K là tập hữu hạn các khóa có thể
19 - E là tập các hàm lập mã. - D là tập các hàm giải mã. Với khóa lập mã ke є K, có hàm lập mã eke є E, eke: P C Với khóa giải mã kd є K, có hàm giải mã dkd є D, dkd: C P Sao cho dkd (eke(x)) = x, với mọi x є P ở đây x được gọi là bản rõ, eke (x) được gọi là bản mã. Quá trình mã hóa C = EK(P) Quá trình giải mã P = DK(C) 1.4.2.2 Bảo vệ thông tin bằng mã hóa Có hai cách tiếp cận để bảo vệ thông tin bằng mã hóa là theo đường truyền (link-oriented security) và từ điểm - đến - điểm (end-to-end). Hình 1.2 Bảo vệ thông tin bằng mã hóa theo đường truyền a.Tiếp cận theo đường truyền Trong cách tiếp cận thứ nhất, thông tin được mã hoá để bảo vệ trên đường truyền giữa hai nút không quan tâm đến nguồn và đích của thông tin đó. Ư u điểm của cách tiếp cận này là có thể bí mật được luồng thông tin giữa nguồn và đích và có thể ngăn chặn được toàn bộ các vi phạm nhằm phân tích lưu thông
20 trên mạng. Nhược điểm của nó là thông tin chỉ được mã hoá trên đường truyền nên đòi hỏi các nút phải được bảo vệ tốt. Hình 1.3: Bảo vệ thông tin bằng mã hóa từ điểm đến điểm b. Tiếp cận End - To - End. Trong cách tiếp cận thứ hai, thông tin được bảo vệ trên toàn đường đi từ nguồn đến đích. Thông tin được mã hoá ngay khi mới được tạo ra và chỉ được giải mã khi đến đích. Ưu điểm chính của cách tiếp cận này là một người sử dụng hoặc máy chủ (host) có thể dùng nó mà không ảnh hưởng đến người sử dụng hoặc máy chủ khác. Nhược điểm của phương pháp này là chỉ có dữ liệu người sử dụng được mã hoá, còn thông tin điều khiển thì phải giữ nguyên để xử lý tại các nút. Mã hóa dữ liệu được thực hiện theo quy trình mô tả trong hình sau đây: Hình 1.4 Sơ đồ quy trình mật mã. Trong đó: C là bản mã (Ciphertext) E là hàm mã hoá (Encryption Function) D là hàm giải mã (Decryption Function) Khoá KE được dùng để mã hoá còn khoá KD được dùng để giải mã. 1.4.2.3 Các phương pháp mã hóa. Hiện có 2 loại mã hóa chính : mã hóa khóa bí mật và mã hóa khóa công khai. a. Mã hoá khoá bí mật (khoá đối xứng).