Tăng cường Bảo mật cho mạng IP

Bảo mật mạng là một vấn đề rất rộng, có thể được xem xét ở mức dữ liệu (nơi mà những vấn đề về trộm gói tin và mã hóa dữ liệu có thể xảy ra), ở mức giao thức, và ở mức ứng dụng.
Ngày càng có nhiều người kết nối Internet và các công ty ngày càng mở rộng mạng,
vấn đề bảo mật cho mạng nội bộ trở nên khó khăn hơn. Công ty phải xác định khu vực
nào của mạng nội bộ cần bảo vệ, tìm cách hạn chế người dùng truy cập tới những khu
vực đó, xác định loại dịch vụ mạng nào cần sàng lọc để ngăn chặn những lỗ
hổng bảo mật.
Cisco Systems cung cấp rất nhiều tính năng ở tầng giao thức (protocol hay network layer) để tăng cường bảo mật cho mạng IP. Những tính năng này bao gồm điều khiển hạn chế truy cập tới routers và servers bằng console port, Telnet, Simple Network Management Protocol (SNMP),
Terminal Access Control System (TACACS), thẻ chứa mã người dùng và danh sách truy cập
Việc thiết lập kiến trúc của một firewal cũng sẽ được nói tới. Bài viết này chỉ nói đến những vấn đề bảo mật ở mức network-layer, nhưng nếu bỏ qua những vấn đề bảo mật ở mức host-level cũng sẽ rất nguy hiểm. Về những biện pháp bảo mật ở host-level bạn hãy xem hướng dẫn về các ứng dụng của bạn, và danh sách liệt kê ở cuối bài viết này.

Tìm hiểu cách tiếp cận của Cisco với vấn đề bảo mật mạng

Khi người ta nói tới bảo mật, họ muốn chắc chắn rằng người dùng chỉ thực hiện được những việc được cho phép, chỉ nhận được những thông tin được cho phép, và không thể gây ra hư hại với dữ liệu, ứng dụng hay hệ điều hành của hệ thống
Từ bảo mật còn bao hàm nghĩa bảo vệ khỏi những tấn công ác ý từ bên ngoài. Bảo mật cũng liên quan đến điều khiển hiệu ứng của các lỗi và sự cố thiết bị. Những gì có thể bảo vệ chống lại những tấn công được tính toán kỹ lưỡng thì cũng ngăn chặn được những rủi ro ngẫu nhiên. Bài viết này cung cấp những việc mà bạn có thể làm để tăng cường bảo mật cho mạng của bạn. Trước khi đi vào chi tiết, sẽ rất có ích nếu bạn hiểu những khái niệm cơ bản không thể thiếu với bất cứ hệ thống nào
Biết rõ kẻ thù
Ở đây muốn nói tới những kẻ tấn công. Hãy tìm hiểu xem ai muốn vượt qua các biện pháp bảo mật của bạn, xác định động lực thúc đẩy họ. Xác định họ muốn làm gì và những hư hại họ có thể gây ra cho hệ thống của bạn.
Các biện pháp bảo mật không thể ngăn chặn tuyệt đối các hành động không được phép, mà chỉ khiến việc đó trở nên khó khăn hơn. Mục tiêu là khiến sự bảo mật của mạng vượt qua khả năng hay động lực thúc đẩy kẻ tấn công.
Tính toán chi phí
Các biện pháp bảo mật hầu hết đều làm giảm đi sụ tiện lợi. Bảo mật có thể khiến công việc đình trệ và tạo thêm chi phí đào tạo và quản trị. Nó có thể đòi hỏi nhiều tài nguyên quan trọng cũng như những phần cứng chuyên dụng.
Khi thiết kế các biện pháp bảo mật, bạn cần hiểu được chi phí của chúng, so sánh với lợi ích có thể có. Để làm được như vậy bạn phải hiểu chi phí cho bản thân các biện pháp và chi phí cho những lỗ hổng bảo mật có thể có.
Những giả định của bạn
Mỗi hệ thống bảo mật đều có những giả định của nó. Ví dụ, bạn có thể giả sử rằng kẻ tấn công biết ít hơn bạn, rằng họ dùng những phần mềm tiêu chuẩn. Hãy kiểm tra và đánh giá cẩn thận các giả định của bạn. Mỗi giả định chưa được xem xét sẽ là một lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn.
Điều khiển các thông tin bí mật
Hầu hết bảo mật là dựa trên các thông tin bí mật, chẳng hạn như password và các khóa mã hóa. Điều quan trọng nhất là hiểu được khu vực bạn cần bảo vệ. Những kiến thức nào sẽ giúp ai đó vượt qua hệ thống của bạn ? Bạn phải bảo vệ cẩn thận với kiến thức đó. Càng nhiều thông tin bí mật, càng khăn cho việc bảo vệ tất cả chúng. Hệ thống bảo mật chỉ nên thiết kế cho một giới hạn nhất định thông tin cần giữ.
Hãy nhớ đến yếu tố con người
Rất nhiều phương pháp bảo mật thất bại vì những người thiết kế không để ý đến việc người dùng nghĩ gì. Ví dụ, do chúng rất khó nhớ, password tạo 1 cách tự động thường thấy được ghi ở mặt dưới bàn phím.Nếu các biện pháp bảo mật gây trở ngại cho việc sử dụng thiết yếu của hệ thống, những biện pháp đó sẽ bị bỏ qua. Để đạt được ý muốn, bạn phải chắc chắn rằng người dùng có thể hoàn thành công việc của họ, bạn phải làm cho họ hiểu được và chấp nhận sự cần thiết của bảo mật.
Người dùng nên có một sự hợp tác với hệ thống bảo mật, ít nhất ở mức độ nào đó.Password, chẳng hạn, có thể nhận được bằng cách đơn giản gọi điên đến người dùng, giả làm người quản trị. Nếu người dùng của bạn hiểu những vấn đề bảo mật và nếu họ hiểu lý do những biện pháp của bạn, họ sẽ không khiến cho kẻ xâm nhập cảm thấy dễ dàng. Ít nhất, người dùng nên được hướng dẫn không bao giờ đưa password hay thông tin bí mật qua đường điện thoại hay email không được bảo vệ, cảnh giác với những câu hỏi qua điện thoại. Một vài công ty đã lập ra những chương trình đào tạo về bảo mật thông thường cho nhân viên, nhân viên không được truy cập Internet khi chưa hoàn thành chương trình này.
Biết điểm yếu của bạn
Mọi hệ thống đều có điểm yếu. Bạn cần hiểu các điểm yếu trong hệ thống của bạn và cách khai thác những điểm yếu đó. Bạn cũng nên biết khu vực có nguy cơ cao nhất và ngăn chặn sự truy cập đến đó. Hiểu được những điểm yếu là bước đầu tiên đưa chúng thành những khu vực an toàn.
Giới hạn phạm vi truy cập
Bạn nên đặt những giới hạn thích hợp trong hệ thống sao cho nếu kẻ xâm nhập có thể truy cập đến một phần hệ thống, họ không thể tự động có quyền truy cập đến phần còn lại của hệ thống.
Hiểu môi trường làm việc của bạn
Hiểu hệ thông của bạn hoạt động ra sao, biết được cái gì được mong đợi và cái gì không, quen với việc các thiết bị thường được sử dụng thế nào, sẽ giúp bạn phát hiện những vấn đề bảo mật. Chú ý đến những sự kiện không bình thường giúp bạn phát hiện kẻ xâm nhập trước khi chúng phá hoại hệ thống. Những công cụ giám sát có thể giúp bạn phát hiện những sự kiện không bình thường đó.
Giới hạn sự tin tưởng
Bạn nên biết chính xác bạn phần mềm nào bạn tin tưởng, và hệ thống bảo mật của bạn không nên dựa trên giả định rằng tất cả các phần mềm không có lỗi
Nhớ đến physical security
Truy cập một cách trực tiếp vào 1 máy tính ( hay một router ), một người kinh nghiệm có thể chiếm toàn bộ điều khiển trên đó.Sẽ chẳng có ý nghĩa gì nếu cài đặt những phần mềm bảo mật khi quyền sử dụng trực tiếp phần cứng không được quan tâm.
Bảo mật ở khắp nơi
Hầu hết những thay đổi trong hệ thống của bạn có thể có ảnh hưởng đến bảo mật. Điều này đặc biệt đúng khi một dịch vụ mới được tạo ra. Những nhà quản trị, lập trình, và người dùng phải luôn để ý đến vấn đề bảo mật trong mỗi thay đổi họ tạo ra. Hiểu được khía cạnh bảo mật của mỗi thay đổi đòi hỏi thực hành, khám phá mỗi dịch vụ có thể được sử dụng theo những cách nào.

Điều khiển truy cập tới Cisco Routers

Việc điều khiển truy cập tới Cisco routers của bạn là rất quan trọng. Bạn có thể điều khiển truy cập tới routers sử dụng các phương pháp sau :
- Truy cập console
- Truy cập telnet
- Truy cập bằng Simple Network Management Protocol (SNMP)
- Điều khiển truy cập tới servers có những file cấu hình hệ thống
Bạn có thể bảo vệ 3 phương pháp đầu tiên bằng cách sử dụng tính năng của phần mềm router. Với mỗi phương pháp, bạn có thể cho phép privileged access (truy cập với đặc quyền ) hay nonprivileged access (truy cập thông thường) đối với mỗi người dùng (hay nhóm người dùng). Nonprivileged access cho phép người dùng theo dõi router nhưng không được thay đổi router. Privileged access cho người dùng toàn quyền thay đổi cấu hìnhcho router. Với truy cập qua console port và Telnet, bạn có thể thiết lập 2 loại password. Loại thứ nhất là password đăng nhập, cho phép nonprivileged access. Sau khi truy cập vào router, người dùng có thể chuyển sang chế độ privileged bằng cách nhập password phù hợp. Ở chế độ privileged người dùng có toàn quyền thay đổi thiết lập
Truy cập SNMP cho phép bạn đặt những chuỗi SNMP khác nhau cho cả nonprivileged và privileged access.
Nonprivileged access cho phép người dùng ở 1 host gửi đến router những thông điệp SNMP get-request và SNMP get-next-request. Những thông điệp này được dùng để lấy thông tin từ router. Privileged access cho phép người dùng gửi những thông điệp SNMP set-request để thay đổi cấu hìnhvà trạng thái hoạt động của router.


Truy cập Console


Console là thiết bị đầu cuối gắn trực tiếp với router qua cổng console. Việc bảo mật được áp dụng với console bằng cách buộc người dùng xác nhận bản thân qua password. Theo mặc định, không có password đi kèm với console access.

Password cho chế độ nonprivileged
Bạn thiết lập password cho chế độ nonprivileged bằng cách đánh dòng lệnh sau vào file cấu hìnhcủa router.
Password phân biệt chữ hoa, chữ thường. Ở ví dụ, password là "1forAll" line console 0
login password 1forAll
Khi bạn đăng nhập vào router, sẽ nhận được thông báo login như sau
User Access Verification
Password:
Bạn phải nhập password "1forAll" để có quyền nonprivileged access đến router. Router sẽ trả lời như sau :
router>Dấu nhắc > báo hiệu đây là chế độ nonprivileged. Bây giờ bạn có thể dùng rất nhiều lệnh để xem thông tin về hoạt động của router. Không bao giờ dùng "cisco", hay những biến thể khác như "pancho" cho password của Cisco router. Đó sẽ là những password đầu tiên kẻ xâm nhập thử khi họ nhìn thấy dấu đăng nhập Cisco.

Password cho chế độ privileged
Thiết lập password cho chế độ privileged bằng cách đưa dòng lệnh sau vào file cấu hìnhcủa router. Trong ví dụ này password là "san-tran". enable-password san-fran
Để truy cập chế độ privileged, đánh lệnh sau:
router> enable
Password:
Gõ password "san-fran" để được privileged access tới router. Router trả lời như sau :
router#
Dấu nhắc # báo hiệu chế độ privileged. Ở chế độ privileged, bạn có thể đánh tất cả các lệnh để xem thông tin và cấu hìnhcho router.

Giới hạn thời gian phiên làm việc
Đặt password đăng nhập và password enable có thể chưa đủ an toàn trong 1 số trường hợp. Giới hạn thời gian cho một console không được điều khiển ( mặc định 10 phút ) cung cấp thêm một biện pháp an toàn.Bạn có thể thay đổi giới hạn này bằng lệnh exec-timeout mm ss trong đó mm là số phút, ss là số giây. Lệnh sau thay đổi giới hạn thành 1 phut 30 giây line console 0 exec-timeout 1 30

Mã hóa password
Tất cả password trên router đều có thể xem được bằng lệnh xem cấu hìnhcủa router trong chế độ privileged.
Nếu bạn có quyền truy cập ở chế độ privileged , bạn có thể xem tất cả password ở dạng cleartext, theo mặc định. Có một cách để giấu cleartext password. Lệnh password-encryption lưu các password dưới dạng mã hóa.Tuy nhiên, nếu bạn quên password, để lấy lại quyền truy cập, bạn phải có quyền truy cập trực tiếp (physical access) đối với router.


Truy cập bằng Telnet

Bạn có thể truy cập theo chế độ nonprivileged hoặc privileged tới router thông qua Telnet. Giống như với Console, sự bảo mật với Telnet có được khi người dùng xác nhận bản thân bằng password. Thực tế, rất nhiều khái niệm tương tự mô tả ở phần "Console Access" ở trên cũng áp dụng cho truy cập Telnet.
Bạn phải nhập password để chuyển từ chế độ nonprivileged sang privileged, có thể mã hóa password, đặt giới hạn thời gian cho phiên làm việc.

Password cho chế độ nonprivileged
Mỗi cổng Telnet của router được coi như một thiệt bị đầu cuối "ảo" ( virtual terminal ). Có tối đa 5 cổng dành cho virtual terminal (VTY) trên router , cho phép 5 phiên làm việc Telnet đồng thời. Trên router, các này đánh số từ 0 đến 4. Bạn có thể đặt nonprivileged password cho các cổng với lệnh cấu hình sau.Trong ví dụ này, cổng virtual terminal từ 0 đến 4 sử dụng password "marin" :
line vty 0 4
login
password marin
Khi người dùng telnet đến IP của router, router trả lời tương tự như sau :
% telnet router
Trying ...
Connected to router
Escape character is '^]'
User Access Verification
Password:
Nếu người dùng nhập đúng nonprivileged password, dấu nhắc sau sẽ xuất hiện:
router>
Password cho chế độ privileged
Bây giờ người dùng đã có nonprivileged access và có thể chuyển sang chế độ privileged bằng cách gõ lệnh enable giống như đối với Console Access.

Hạn chế truy cập Telnet đối với những địa chỉ IP cụ thể
Nếu bạn muốn chỉ những IP nhất định có thể dùng Telnet truy cập router, bạn phải dùng lệnh access-class nn in để xác định danh sách truy cập (từ 1 đến 99). Lệnh cấu hình sau cho phép truy cập Telnet đến router từ các host trong mạng 192.85.55.0:
access-list 12 permit 192.85.55.0 0.0.0.255
line vty 0 4
access-class 12 in

Hạn chế truy cập Telnet đối với các sản phẩm Cisco thông qua cổng TCP
Có thể truy cập tới 1 sản phẩm của Cisco thông qua Telnet đến những cổng TCP nhất định. Kiểu truy cập
Telnet thay đổi tùy theo những phiên bản phần mềm Cisco:
- Software Release 9.1 (11.4) và cũ hơn, 9.21 (3.1) và cũ hơn
- Software Release 9.1 (11.5) , 9.21 (3.2), 10.0 và mới hơn
Với Software Release 9.1 (11.4) và cũ hơn, 9.21 (3.1) và cũ hơn, có thể , theo mặc định, thiết lập kết nối TCP
tới sản phẩm của Cisco thông qua các cổng TCP trong Bảng 3-1

Bảng 3-1 : Cổng TCP truy cập Telnet tới các sản phẩm Cisco ( các phiên bản cũ)
Cổng TCP Phương thức truy cập
7 Echo
9 Discard
23 Telnet ( tới cổng VTY theo kiểu quay vòng)
79 Finger
1993 SNMP thông qua TCP
2001-2999 Telnet tới cổng hỗ trợ (auxiliary - AUX ), cổng terminal (TTY), và cổng virtual terminal (VTY)
3001-3999 Telnet tới những cổng quay vòng ( chỉ có thể khi đã được cấu hình với lệnh rotary )
4001-4999 Telnet ( stream mode ) , mirror của các cổng trong khoảng 2000
5001-5999 Telnet ( stream mode), mirror của khoảng 3000 ( chỉ khi đã cấu hình rotary)
6001-6999 Telnet (binary mode), mirror của khoảng 2000
7001-7999 Telnet (binary mode), mirror của khoảng 300 ( chỉ khi đã cấu hình rotary)
8001-8999 Xremote ( chỉ với communication servers)
9001-9999 Reverse Xremote ( chỉ với communication servers)
10001-19999 Reverse Xremote rotary (chỉ với communication servers, khi đã cấu hình rotary trước)

Chú ý : Vì Cisco routers không có đường TTY, thiết lập truy cập ( trên communicaiton servers) tới các cổng 2002,2003,2004 và lớn hơn có thể cung cấp truy cập tới VTY (trên routers) tới các cổng tương ứng. Để cung cấp truy cập tới các cổng TTY, bạn có thể tạo danh sách truy cập trong đó hạn chế truy cập đối với VTYs.
Khi thiết lập những nhóm quay vòng, luôn nhớ rằng có thể truy cập đến bất cứ cổng nào trong nhóm (trừ khi có danh sách giới hạn truy cập).
Sau đây là ví dụ minh họa một danh sách truy cập từ chối truy cập đến cổng hỗ trợ (AUX) và chỉ cho phép truy cập
telnet từ địa chỉ 192.32.6.7 :
access-class 51 deny 0.0.0.0 255.255.255.255
access-class 52 permit 192.32.6.7
line aux 0
access-class 51 in
line vty 0 4
Chú ý : nếu lệnh ip alias được cho phép trên sản phẩm Cisco, mọi kết nối TCP tới bất cứ cổng nào cũng được coi là hợp lệ. Có thể bạn sẽ muốn vô hiệu hóa lệnh này
Có thể bạn muốn tạo danh sách truy cập hạn chế truy cập tới sản phẩm Cisco qua cổng TCP. đến router.
Với Software Release 9.1 (11.5), 9.21 (3.2), và bất cứ phiên bản nào của Software Release 10, những cải tiến sau đã được thực hiện :
- Truy cập trực tiếp đến virtual terminal lines (VTYs) qua cổng trong các khoảng 2000,4000 và 6000 đã được vô hiệu hóa theo mặc định
- Kết nối tới cổng echo và discard (7 và 9) có thể được vô hiệu hóa với lệnh no service tcp-small-servers
- Tất cả sản phẩm Cisco cho phép kết nối tới IP alias chỉ với cổng 23
Với những phiên bản sau này, Cisco router chấp nhận kết nối TCP qua các cổng mặc định trong Bảng 3-2

Bảng 3-2 : Cổng TCP cho truy cập Telnet tới các sản phẩm Cisco ( những phiên bản sau )

Cổng TCP Phương thức truy cập
7 Echo
9 Discard
23 Telnet
79 Finger
1993 Cổng hỗ trợ (AUX)
4001 Cổng AUX (stream)
6001 Cổng AUX (binary)

Truy cập qua cổng 23 có thể bị hạn chế bằng cách tạo danh sách truy cập và gán nó cho một đường virtual terminal.
Truy cập qua cổng 79 có thể vô hiệu hóa bằng lệnh no service finger. Truy cập qua cổng 1993 có thể được kiểm soát bằng danh sách truy cập SNMP. Truy cập qua cổng 2001,4001 và 6001 có thể được kiểm soát bằng 1 danh sách truy cập đặt ở 1 cổng hỗ trợ (AUX)


Terminal Access Conroller Access Control System ( TACACS)


Password chế độ nonprivileged và privileged được áp dụng cho mỗi người dùng truy cập router từ console port hay Telnet. Ngoài ra, Terminal Access Controller Access Control System (TACACS) cung cấp 1 cách xác nhận mỗi người dùng dựa trên từng cơ sở riêng biệt trước khi họ có thể có quyền truy cập vào router hay communication
server. TACACS được xây dựng ở Bộ quốc phòng mỹ và được mô tả trong Request For Comments (RFC) 1492.
TACACS được Cisco sử dụng để cho phép quản lý tốt hơn, xem ai có quyền truy cập tới router trong chế độ nonprivileged và privileged .
Với TACACS enabled, router nhắc người dùng nhập username và password. Sau đó, router gọi TACACS server để xác định password có đúng không. Một TACACS server thường chạy trên một trạm làm việc UNIX. Domain TACACS servers có thể nhận được thông qua anonymous ftp đến ftp.cisco.com trong thư mục /pub. Sử dụng /pub/README để tim tên file. Một server hỗ trợ TACACS đầy đủ có kèm trong CiscoWorks Version 3.
Lệnh cấu hình tacacs-server host xác định UNIX host chạy một TACACS server sẽ xác nhận lại yêu cầu gửi từ routers.
Bạn có thể đánh lệnh tacacs-server host nhiều lần để chỉ ra nhiều TACACS server cho một router.

Nonprivileged Access
Nếu tất cả server đều không sẵn sàng, bạn có thể bị khóa đối với router. Lúc này, lệnh cấu hình tacacs-server last resort [password | succeed] cho phép bạn xác định xem có cho người dùng đăng nhập không cần password
( từ khóa succeed) hay buộc người dùng cung cấp password chuẩn ( từ khóa password)
Các lệnh sau chỉ ra một TACACS server và cho phép đăng nhập nếu server gặp sự cố:
tacacs-server host 129.140.1.1
tacacs-server last-resort succeed
Buộc người dùng truy cập qua Telnet xác nhận bản thân qua lệnh cấu hìnhsau :
line vty 0 4
login tacacs

Privileged Access (truy cập với đặc quyền)
Phương pháp kiểm tra password này cũng có thể áp dụng với chế độ privileged dùng lệnh enable use-tacacs.
Nếu tất cả server đều không sẵn sàng tiếp nhận, lệnh cấu hìnhenable last-resort [succeed | password] cho biết có để người dùng đăng nhập không cần password hay không. Nếu bạn dùng lệnh enable use-tacacs, bạn cũng phải dùng lệnh tacacs-server authenticate enable. Lệnh tacacs-server extended cho phép thiết bị Cisco chạy chế độ TACACS mở rộng. Hệ thống UNIX phải chạy extended TACACS daemon, có thể nhận được bằng anonymous ftp tới ftp.cisco.com, tên file là xtacacsd.shar. Daemon này cho phép communication servers và những thiết bị khác giao tiếp với hệ thống UNIX và cập nhật thông tin mà thiết bị đó gửi.
Lệnh username password [0 | 7] cho phép bạn lưu một danh sách user và password trong thiết bị Cisco thay vì trên một TACACS server. Số 0 lưu password dạng cleartext trong file cấu hình. Số 7 lưu ở dạng mã hóa. Nếu bạn không có một TACACS server và vẫn muốn xác định từng user bạn có thể dùng những
lệnh cấu hìnhsau :
username steve password 7 steve-pass
username allan password 7 allan-pass
Token Card Access ( truy cập bằng thẻ )
Sử dụng TACACS cho routers và communication server, có thể hỗ trợ các loại key devices , hay token card.
Mã của TACACS server có thể thay đổi để hỗ trợ việc này mà không cần thay đổi cấu hình của router hay communication server. Sự thay đổi này không thể trực tiếp từ Cisco
Hệ thống token card dựa trên một tấm thẻ bạn phải có để xác nhận bản thân. Bằng cách móc nối ( hook ) với mã của TACACS server, các công ty thứ 3 ( third-party) có thể cung cấp những dịch vụ này. Một trong những sản phẩm như vậy là Enigma Logic SafeWord, ngoài ra còn có Security Dynamics SmartCard.