IPSEC Là Gì? Bật Mí Công Dụng Và Cách Hoạt Động Của IPSEC

IPSEC là gì? Khi Internet ngày càng phát triển, an ninh mạng đã trở thành một vấn đề nhức nhối hàng đầu. Sự xuất hiện mạnh mẽ của các mối đe dọa mạng đã làm cho việc đảm bảo an toàn cho dữ liệu ngày một khó khăn hơn. Tuy nhiên, sự xuất hiện của IPSEC (Internet Protocol Security) đã là vơi đi phần nào những khó khăn đó. 

Vậy, các bạn hãy cùng chúng tôi tìm hiểu sâu hơn về IPSEC cũng như cách nó bảo vệ thông tin của bạn trên không gian mạng nhé!

IPSEC là gì?

IPSEC hay Internet Protocol Security là một nhóm giao thức được sử dụng để bảo vệ kết nối giữa các thiết bị. IPSEC giúp đảm bảo an toàn cho dữ liệu được gửi qua các mạng công cộng. Internet Engineering Task Force hay IETF đã phát triển các giao thức IPSEC vào giữa những năm 1990 để cung cấp an ninh ở tầng IP thông qua xác thực và mã hóa gói tin mạng IP.

Ban đầu, IPSEC xác định hai giao thức để bảo vệ các gói tin IP: Authentication Header (AH) và Encapsulating Security Payload (ESP). Trong đó, AH cung cấp tính toàn vẹn dữ liệu và dịch vụ chống phát lại, trong khi ESP mã hóa và xác thực dữ liệu.

IPSEC thường được sử dụng để thiết lập các VPN, nó hoạt động bằng cách mã hóa gói tin IP, cùng với việc xác thực nguồn gốc của các gói tin.

Vì sao IPSEC quan trọng?

Tìm hiểu về IPSEC là gì, ta thấy các giao thức an ninh như IPSEC cực kỳ cần thiết vì các phương thức kết nối mạng thường được mặc định mã hóa.

Ví dụ: Khi gửi thư qua dịch vụ bưu điện, một người thường không viết nội dung tin nhắn trực tiếp trên bề mặt của phong bì. Thay vào đó, họ đặt tin nhắn vào bên trong phong bì để những người xử lý thư giữa người gửi và người nhận không thể đọc được nội dung. 

Vì các bộ giao thức mạng như TCP/IP chỉ quan tâm đến kết nối và giao hàng và các thông điệp được gửi không được che giấu. Bất kỳ ai ở giữa có thể đọc chúng. IPSEC và các giao thức khác mã hóa dữ liệu, về cơ bản tạo ra một phong bì xung quanh dữ liệu khi nó đi qua các mạng, giữ cho nó an toàn.

Công dụng của IPSEC

IPSEC được sử dụng để bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, như giao dịch tài chính, hồ sơ y tế và thông tin liên lạc doanh nghiệp, khi chúng được truyền qua mạng. Nó cũng được sử dụng để bảo vệ các mạng riêng ảo (VPNs), trong đó IPSEC tunneling mã hóa tất cả dữ liệu được gửi giữa hai điểm cuối. IPSEC cũng có thể mã hóa dữ liệu ở tầng ứng dụng và cung cấp bảo mật cho các router gửi dữ liệu định tuyến qua Internet công cộng. 

IPSEC cũng có thể được sử dụng để cung cấp xác thực mà không có mã hóa (ví dụ, để xác thực rằng dữ liệu xuất phát từ một người gửi đã biết).

Cách thức hoạt động của IPSEC là gì?

Trao đổi khóa: Khóa cần thiết cho quá trình mã hóa; một khóa là một chuỗi ký tự ngẫu nhiên có thể được sử dụng để “khóa” (mã hóa) và “mở khóa” (giải mã) thông điệp. IPSEC thiết lập các khóa thông qua một quá trình trao đổi khóa giữa các thiết bị được kết nối, để mỗi thiết bị có thể giải mã các thông điệp của thiết bị khác.

Tiêu đề và đoạn giới thiệu gói: Tất cả dữ liệu được gửi qua mạng được chia thành các phần nhỏ gọi là gói tin. Gói tin chứa cả tải trọng hoặc hoặc dữ liệu thực tế được gửi cũng như tiêu đề hoặc thông tin về dữ liệu đó để các máy tính nhận gói biết phải làm gì với chúng. IPSEC thêm một số tiêu đề vào gói dữ liệu chứa thông tin xác thực và mã hóa. IPSEC cũng bổ sung thêm các đoạn giới thiệu, đi sau tải trọng của mỗi gói tin thay vì trước đó.

Xác thực: IPSEC cung cấp xác thực cho mỗi gói tin, giống như một dấu chứng thực trên một vật phẩm sưu tập. Điều này đảm bảo rằng các gói tin đến từ một nguồn tin cậy mà không phải từ một kẻ tấn công.

Mã hóa: Hiểu IPSEC là gì, ta thấy IPSEC mã hóa các tải trọng trong mỗi gói và tiêu đề IP của mỗi gói (trừ khi sử dụng transport mode thay vì tunnel mode). Điều này giữ cho dữ liệu được gửi qua IPSEC an toàn và riêng tư.

Truyền tải: Các gói tin IPSEC đã được mã hóa di chuyển qua một hoặc nhiều mạng đến đích của chúng bằng một giao thức truyền tải. Tại giai đoạn này, lưu lượng IPSEC khác lưu lượng IP thông thường ở chỗ nó chủ yếu sử dụng UDP làm giao thức truyền, thay vì TCP. 

TCP hay Transmission Control Protocol, thiết lập các kết nối dành riêng giữa các thiết bị và đảm bảo rằng tất cả các gói tin đều đến. UDP hay User Datagram Protocol, không thiết lập các kết nối dành riêng. IPSEC sử dụng UDP vì điều này cho phép gói tin IPSEC vượt qua tường lửa.

Giải mã: Tại bên kia của giao tiếp, các gói tin được giải mã và các ứng dụng có thể sử dụng dữ liệu được gửi.

Giao thức nào được dùng trong IPSEC?

Tìm hiểu IPSEC là gì, bạn nên biết trong mạng, giao thức là một cách định dạng dữ liệu cụ thể để mọi máy tính kết nối mạng có thể diễn giải dữ liệu. IPSEC không phải là một giao thức duy nhất, mà là một bộ giao thức. Các giao thức sau đây tạo nên bộ giao thức IPSEC:

Authentication Header (AH): Giao thức AH đảm bảo rằng các gói tin dữ liệu đến từ nguồn tin cậy và dữ liệu không bị thay đổi, giống như một con dấu chống giả mạo của một sản phẩm tiêu dùng. Các tiêu đề này không cung cấp bất kỳ mã hóa nào; chúng không giúp che giấu dữ liệu khỏi những kẻ tấn công.

Encapsulating Security Protocol (ESP): ESP mã hóa tiêu đề IP và tải trọng cho mỗi gói tin – trừ khi sử dụng transport mode thay vì tunnel mode, trong trường hợp này nó chỉ mã hóa tải trọng. ESP thêm tiêu đề và đoạn giới thiệu vào mỗi gói dữ liệu.

Security Association (SA): SA đề cập đến một số giao thức được sử dụng để đàm phán về khóa và thuật toán mã hóa. Một trong những giao thức SA phổ biến nhất là Internet Key Exchange (IKE).

Cuối cùng, mặc dù Internet Protocol (IP) không phải là một phần của bộ giao thức IPSEC, nhưng IPSEC chạy trực tiếp trên IP.

Sự khác biệt giữa IPSEC tunnel và IPSEC transport

Biết IPSEC là gì, đừng quên IPSEC tunnel mode được sử dụng giữa hai router chuyên dụng, với mỗi router hoạt động như một đầu của một “tunnel” ảo thông qua một mạng công cộng. Trong IPSEC tunnel mode, tiêu đề IP gốc của gói sẽ được mã hóa, ngoài tải trọng gói. Để thông báo cho các router trung gian nơi chuyển tiếp gói tin, IPSEC thêm vào một tiêu đề IP mới. Ở mỗi đầu của tunnel, các router giải mã tiêu đề IP để phân phối các gói đến đích của chúng.

Trong transport mode, tải trọng của mỗi gói được mã hóa, nhưng tiêu đề IP gốc thì không. Do đó, các router trung gian có thể xem địa chỉ đích cuối cùng của mỗi gói – trừ khi sử dụng một tunneling protocol  riêng biệt (như GRE).

Lời kết

Hy vọng bài viết trên đã giúp các bạn hiểu hơn về IPSEC là gì, cách nó hoạt động và vì sao nó lại quan trọng đến vậy. Tóm lại, với tính năng xác thực, tính toàn vẹn và mã hóa, IPSEC đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thông tin và người dùng trên môi trường mạng ngày nay.

Hãy tiếp tục truy cập vào Website hoặc Fanpage của chúng tôi để xem thêm những bài viết bổ ích khác nhé!