TLS là gì? Tìm hiểu chức năng và nguyên lý hoạt động chuẩn xác của TLS

TLS được ứng dụng trong công thức bảo mật quyền sử dụng internet. Với sự bùng nổ công nghệ hiện đại như ngày nay cần đến rất nhiều cơ chế bảo mật toàn diện. Kết nối giao thức TLS cho phép người dùng thiết lập nền tảng an ninh chặt chẽ. Để tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động và chức năng của nó, mời bạn cùng FPT Shop theo dõi. 

Giới thiệu giao thức TLS là gì ? 

Giao thức TLS (Transport Layer Security) là một giao thức bảo mật được sử dụng để thiết lập một kết nối an toàn giữa hai bên trong một mạng máy tính. Giao thức này hỗ trợ việc mã hóa dữ liệu và xác thực để đảm bảo tính bảo mật và toàn vẹn của thông tin được truyền qua mạng.

TLS được sử dụng rộng rãi để bảo vệ các giao dịch trực tuyến. Điển hình như giao dịch mua sắm trực tuyến, truyền tải dữ liệu nhạy cảm như mật khẩu và thông tin tài khoản, và truyền tải email và tin nhắn.

Giao thức TLS hoạt động dựa trên mô hình client-server, trong đó máy chủ (server) và máy khách (client) thiết lập kết nối an toàn. Quá trình này bao gồm các bước như đàm phán phiên bản giao thức, mở rộng hỗ trợ, xác thực chứng chỉ, chọn ciphersuite và khóa mã hóa, và cuối cùng là thiết lập kết nối bảo mật.

TLS được sử dụng để thay thế giao thức SSL (Secure Sockets Layer) và hiện nay phiên bản phổ biến nhất của TLS là TLS 1.3. Việc sử dụng TLS giúp đảm bảo rằng thông tin được truyền qua mạng sẽ không bị đánh cắp hoặc bị thay đổi bởi những kẻ tấn công.

Xác định tầm quan trọng của TLS giao thức

Giao thức TLS (Transport Layer Security) là một phần quan trọng của hệ thống bảo mật hiện đại và có tầm quan trọng rất lớn. Dưới đây là một số tầm quan trọng của TLS giao thức:

Bảo mật thông tin

TLS giao thức giúp bảo vệ thông tin được truyền qua mạng tránh bị đánh cắp hoặc bị thay đổi bởi kẻ tấn công. Công nghệ sử dụng dữ liệu hóa mã hóa biện pháp để đảm bảo rằng chỉ có người nhận biết chính xác mới có thể đọc thông tin.

Xác thực và phân quyền

TLS đảm bảo rằng người dùng kết nối với máy chủ thực sự và không phải là máy chủ giả mạo. Tiện ích sử dụng chứng chỉ kỹ thuật số để xác định danh tính và yêu cầu chứng chỉ từ một cơ sở tin cậy. Ngoài ra, TLS còn cung cấp tiện ích để xác định quyền truy cập và phân quyền cho người dùng.

Bảo vệ tấn công trung gian

Giao thức TLS ngăn chặn các cuộc tấn công trung gian khai thác các ổ trong mạng. Từ đó tạo ra khả năng cung cấp các cơ chế để phát hiện và tấn công trong phòng như Man-in-the-Middle (MITM).

Giao thức bảo mật

TLS cung cấp tính bảo mật cho kết nối giao thức, giúp ngăn chặn hoạt động giả mạo. Hoặc có thể làm gián đoạn hoặc thay đổi dữ liệu gửi qua mạng. Giao thức bảo vệ toàn bộ tính năng và độ tin cậy của dữ liệu.

Tuân thủ các tiêu chuẩn an ninh

Giao thức TLS kèm thủ các tiêu chuẩn an ninh nghiêm ngặt và được cập nhật liên tục để hỗ trợ các mối đe dọa bảo mật mới nhất. Công nghệ cung cấp các tính năng như sử dụng mã hoá mạnh, hạn chế việc sử dụng các thuật toán cũ yếu và tặng thủ các quy tắc bảo mật quốc tế.

Nguyên tắc hoạt động của giao thức TLS

TLS hoạt động theo mô hình client-server để thiết lập kết nối an toàn giữa hai bên trong một mạng máy tính. Trong phần tiếp theo giới thiệu các bước chính trong quá trình hoạt động của TLS:

Đàm phán phiên bản TLS

Quá trình bắt đầu bằng việc client và server trao đổi thông tin về phiên bản TLS được hỗ trợ. Cả hai bên cần thống nhất và chọn phiên bản TLS tương thích.

Giao tiếp mở rộng 

Nếu cần thiết, client và server cung cấp thông tin mở rộng để thể hiện các tính năng bổ sung mà chúng hỗ trợ. Các thông tin này có thể bao gồm các thuật toán mã hóa, cấu hình bảo mật, hoặc yêu cầu sử dụng các tiện ích khác như nén dữ liệu.

Xác thực chứng chỉ

Server gửi chứng chỉ kỹ thuật số của mình cho client, xác minh danh tính của mình. Client kiểm tra xem chứng chỉ có hợp lệ không bằng cách kiểm tra chữ ký và xác thực với một cơ quan tin cậy. Nếu chứng chỉ hợp lệ thì quá trình tiếp tục diễn ra.

Giao tiếp khóa

Client tạo một khóa ngẫu nhiên và mã hóa nó bằng khóa công khai từ chứng chỉ của server. Sau đó, client gửi khóa đã mã hóa đến server. Server sử dụng khóa riêng tư của mình để giải mã khóa và sử dụng nó như một phần của việc khởi tạo khóa chung.

Xác thực Client (tùy chọn)

Trong một số trường hợp, server yêu cầu client xác thực bằng cách yêu cầu chứng chỉ kỹ thuật số của client. Quá trình này tương tự như xác thực server.

Thiết lập kết nối bảo mật

Với thông tin xác thực và khóa chung, client và server sử dụng các thuật toán mã hóa đồng thuận để thiết lập kết nối an toàn. Quá trình này bao gồm chọn một ciphersuite để sử dụng trong việc mã hóa và giải mã dữ liệu.

Truyền dữ liệu mã hóa

Khi kết nối an toàn được thiết lập, dữ liệu truyền giữa client và server sẽ được mã hóa và giải mã bằng cách sử dụng các khóa và thuật toán đã thỏa thuận. Khi hoàn thành quá trình truyền dữ liệu, client và server có thể chọn đóng kết nối hoặc tiếp tục truyền dữ liệu trong cùng một đối tác hoặc tạo kết nối mới.

Tìm hiểu quá trình bắt tay giao thức TLS 

Quá trình bắt tay TLS (TLS handshake) là quá trình khởi tạo và thiết lập kết nối an toàn giữa máy khách (client) và máy chủ (server) khi sử dụng giao thức . Dưới đây là các bước chi tiết trong quá trình bắt tay TLS:

• Bước 1: Client gửi thông điệp clienthello cho server. Thông điệp này bao gồm phiên bản TLS được hỗ trợ, danh sách các mở rộng (extensions) và một chuỗi ngẫu nhiên (random) để bảo mật.
• Bước 2: Server nhận thông điệp clienthello và gửi lại thông điệp serverhello. Thông điệp này bao gồm phiên bản TLS được chọn, một chuỗi ngẫu nhiên và thông tin về chứng chỉ kỹ thuật số của server.
• Bước 3: Server gửi chứng chỉ kỹ thuật số của mình cho client. Chứng chỉ này xác nhận danh tính của server và được ký bởi một cơ quan xác thực (CA). Client sẽ kiểm tra tính hợp lệ của chứng chỉ.
• Bước 4: Client kiểm tra tính hợp lệ của chứng chỉ. Nếu chứng chỉ hợp lệ, client sẽ tạo một chuỗi ngẫu nhiên khác và sử dụng chứng chỉ của server để mã hóa chuỗi này, sau đó gửi chuỗi đã mã hóa tới server.
• Bước 5: Server nhận chuỗi ngẫu nhiên đã mã hóa từ client và giải mã nó bằng cách sử dụng khóa riêng tư tương ứng với chứng chỉ. Sau đó, server và client sử dụng cùng một chuỗi ngẫu nhiên này để tạo khóa chung (session key).

• Bước 6: Client và server sử dụng session key để mã hóa và giải mã thông tin gửi đi và đến.
• Bước 7: Nếu client yêu cầu xác thực từ server, client sẽ gửi một thông điệp Certificate Verify để xác minh danh tính của mình.
• Bước 8: Nếu xác thực thành công, client sẽ gửi thông điệp Finished để xác nhận rằng quá trình bắt tay đã hoàn tất.
• Bước 9: Server cũng gửi thông điệp Finished để xác nhận rằng quá trình bắt tay đã hoàn tất.
• Sau khi quá trình bắt tay TLS hoàn tất, mã hóa và giải mã thông tin được thực hiện bằng cách sử dụng session key và các thuật toán mã hóa đã thỏa thuận.

Những chức năng chính của giao thức TLS

Giao thức TLS (Transport Layer Security) có các chức năng chính sau đây:

Mã hóa dữ liệu

TLS sử dụng các thuật toán mã hóa công khai và mã hóa bí mật để bảo vệ dữ liệu khi truyền qua mạng. Quá trình mã hóa đảm bảo rằng dữ liệu chỉ có thể được đọc bởi người nhận đích thực và không thể bị đánh cắp hoặc hiểu được bởi những kẻ tấn công.

Xác thực

 TLS hỗ trợ xác thực danh tính của máy chủ và máy khách trong quá trình thiết lập kết nối. Máy chủ sẽ sử dụng chứng chỉ kỹ thuật số để chứng minh danh tính và sự tin cậy của mình cho máy khách. Quá trình này đảm bảo rằng máy khách đang giao tiếp với máy chủ đúng và không bị giả mạo.

Xác thực ngược 

TLS cung cấp khả năng xác thực nhận dạng hai chiều, cho phép cả máy chủ và máy khách xác minh danh tính của nhau. Điều này làm tăng tính bảo mật và ngăn chặn các cuộc tấn công như tấn công giả mạo máy chủ.

Bảo vệ dữ liệu

 TLS sử dụng mã hóa để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Điều này đảm bảo rằng dữ liệu không thay đổi hoặc bị chỉnh sửa trong quá trình truyền tải. Nếu bất kỳ thay đổi nào xảy ra, quá trình bắt tay sẽ thất bại và kết nối sẽ bị hủy.

Quản lý phiên

TLS quản lý các phiên kết nối an toàn giữa máy chủ và máy khách. Công nghệ sử dụng session key để mã hóa và giải mã dữ liệu trong suốt cuộc trò chuyện. Quá trình này giúp tăng cường hiệu suất và đảm bảo tính bảo mật của các phiên kết nối sau này.

Chống lại tấn công

TLS cung cấp các cơ chế để bảo vệ chống lại các cuộc tấn công như tấn công Man-in-the-Middle (MITM), tấn công giả mạo chứng chỉ (certificate forgery) và tấn công phá mã (cipher attacks). Giao thức sử dụng các thuật toán mã hóa và kỹ thuật tiên tiến để giảm thiểu nguy cơ bị tấn công.

Tổng hợp các phiên bản TLS hiện hành

Trên thị trường hiện có một số phiên bản chính của giao thức TLS (Transport Layer Security), bao gồm:

TLS 1.0

Phiên bản này được phát hành vào năm 1999 và được xem là phiên bản ban đầu của TLS. Đây là sự cải tiến của giao thức SSL 3.0 và cung cấp tính năng mã hóa dữ liệu, xác thực và bảo vệ tính toàn vẹn.

TLS 1.1

Phiên bản này được phát hành vào năm 2006 như một sự nâng cấp của TLS 1.0. Công nghệ giới thiệu một số cải tiến bảo mật, bao gồm cải thiện thuật toán xác thực, quản lý danh sách từ chối và hạn chế ủy quyền.

TLS 1.2

Phiên bản này được phát hành vào năm 2008 và là một phiên bản quan trọng của giao thức TLS. Giao thức bổ sung nhiều tính năng bảo mật, bao gồm hỗ trợ các thuật toán mã hóa mạnh hơn, xác thực mã băm mở rộng (Extended Master Secret), và các cải tiến khác nhau để ngăn chặn các cuộc tấn công như BEAST và CRIME.

TLS 1.3

Phiên bản này được phát hành vào năm 2018 và là phiên bản mới nhất của TLS. TLS 1.3 tập trung vào việc tăng cường tính bảo mật và hiệu suất. Trong tiện ích loại bỏ các thuật toán được coi là không an toàn, giảm bớt số lượng giao tiếp mạng và cải thiện tốc độ thiết lập kết nối. TLS cũng bổ sung các tính năng mới như mã hóa Forward Secrecy và Zero Round Trip Time resumption.

Tạm kết

TLS là gì? Giao thức TLS đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong công việc bảo vệ thông tin và đảm bảo an toàn cho các giao dịch trên mạng. Hy vọng những chia sẻ trong bài viết trên đã giúp bạn đọc hiểu hơn về chủ đề này. 

Bên cạnh đó, FPT Shop cung cấp nhiều loại điện thoại và laptop chất lượng. Đảm bảo khi bạn mua hàng sẽ có chính sách ưu đãi tốt nhất. 

Mời bạn xem thêm: 

3 cách kẻ chéo ô trong Word đơn giản chỉ sau vài phút, thao tác nhanh gọn, dễ nhớ

Cách vẽ biểu đồ trong Word đơn giản nhất, chi tiết nhất dành cho nhân viên văn phòng