OpenVPN là gì? Tìm hiểu về giao thức kết nối mã nguồn mở, cách cài đặt và cấu hình trên CentOS 7

Hiện OpenVPN đã được tích hợp vào một số hệ thống khác nhau, như trong DD-WRT, một phần mềm firmware cho các thiết bị mạng không dây, có thể thiết lập máy chủ OpenVPN để tạo ra kết nối VPN trên router. SoftEther VPN cũng là một ví dụ khác, là một máy chủ VPN đa giao thức hỗ trợ nhiều giao thức khác nhau, trong đó có cả giao thức OpenVPN.

OpenVPN là gì?

OpenVPN là một phần mềm VPN (Virtual Private Network) và cũng là một giao thức mã hóa mạng VPN mã nguồn mở. Nó cung cấp một phương tiện an toàn để kết nối các thiết bị, mạng thông qua Internet hoặc mạng công cộng khác nhau, tạo ra một mạng riêng ảo để truyền thông tin, truy cập dữ liệu riêng tư, từ point-to-point đến site-to-site.

Với việc sử dụng các phương pháp mã hóa hay xác thực mạnh mẽ, OpenVPN tạo ra một “đường hầm” an toàn giữa người dùng và máy chủ, bảo vệ dữ liệu khỏi bị đánh cắp hoặc bị can thiệp từ bên ngoài. Nó cho phép các bên xác thực lẫn nhau thông qua pre-shared key, certificates, hoặc tên người dùng/mật khẩu.

OpenVPN hỗ trợ cấu hình multiclient-server, cho phép máy chủ phát hành một chứng thư xác thực cho mỗi client. Điều này tạo điều kiện cho việc quản lý truy cập linh hoạt, hiệu quả hơn.

Đặc biệt, OpenVPN sử dụng các giao thức truyền tải UDP và TCP để tạo kết nối. UDP thường được sử dụng mặc định vì khả năng tốc độ kết nối nhanh hơn, trong khi TCP cung cấp khả năng kiểm soát dữ liệu truyền tải đầy đủ hơn, mặc dù tốc độ kết nối có thể chậm hơn.

Các thành phần của OpenVPN

Dù là một trong những giao thức mã hóa bảo mật nhất, OpenVPN vẫn cần phụ thuộc vào một số thành phần quan trọng để đảm bảo tính an toàn và bảo mật của kết nối:

1. Mật mã (Encryption): Mật mã là thuật toán được sử dụng để mã hóa dữ liệu, và là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sức mạnh của giao thức VPN. OpenVPN thường sử dụng các mật mã như AES (Advanced Encryption Standard) và Blowfish để bảo vệ dữ liệu.
2. Các kênh mã hóa (Encryption Channels): OpenVPN sử dụng hai kênh mã hóa chính là kênh dữ liệu và kênh điều khiển:
   • Kênh dữ liệu (Data Channel): Đây là kênh được sử dụng để truyền dữ liệu giữa người dùng với máy chủ. Nó bao gồm mật mã (Encryption) và xác thực hash (Hash Authentication).
   • Kênh điều khiển (Control Channel): Đây là kênh được sử dụng để quản lý kết nối VPN, trao đổi thông tin điều khiển. Nó bao gồm mật mã (Encryption), mã hóa handshake TLS (TLS Handshake Encryption), xác thực hash (Hash Authentication) và có thể bao gồm Perfect Forward Secrecy (PFS).
3. Mã hóa handshake (Handshake Encryption): Đây là quá trình sử dụng để bảo mật trao đổi key TLS (Transport Layer Security). OpenVPN thường sử dụng các thuật toán như RSA, DHE (Diffie-Hellman Ephemeral), hoặc ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman) để thực hiện mã hóa handshake.
4. Xác thực hash (Hash Authentication): Một hàm hash mật mã được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu truyền qua kênh. OpenVPN thường sử dụng HMAC SHA (Hash-based Message Authentication Code using Secure Hash Algorithm) để thực hiện xác thực hash.
5. Perfect Forward Secrecy (PFS): PFS là một tính năng quan trọng, trong đó mỗi phiên kết nối có một bộ key mã hóa riêng tư duy nhất. Điều này đảm bảo rằng mỗi phiên kết nối chỉ được sử dụng một lần và sau đó bộ key sẽ biến mất.

Các cài đặt tối thiểu được đề xuất cho các kết nối OpenVPN bao gồm sử dụng mật mã AES-128-CBC cho kênh dữ liệu và kênh điều khiển, kết hợp với xác thực hash HMAC SHA1 cùng quá trình trao đổi key RSA-2048 hoặc ECDH-385. Việc sử dụng PFS cũng được khuyến khích để tăng cường tính bảo mật của kết nối VPN.

Vai trò của OpenVPN

Giao thức OpenVPN đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ VPN (Virtual Private Network) an toàn, hiệu quả. Dưới đây là các vai trò chính mà OpenVPN đảm nhận:

• Xác thực và quản lý người dùng: OpenVPN cho phép các bên xác thực lẫn nhau thông qua những phương tiện như pre-shared key, xác thực tên người dùng/mật khẩu hoặc sử dụng chứng thư xác thực. Nó đảm bảo các thiết bị và người dùng chỉ có thể truy cập vào mạng VPN khi đã được xác thực.
• Quản lý client và server: Trong cấu hình multi-client server, OpenVPN cho phép máy chủ phát hành một chứng thư xác thực duy nhất cho mỗi client, tạo điều kiện cho việc quản lý truy cập thuận tiện.
• Sử dụng thư viện mã hóa: OpenVPN sử dụng thư viện mã hóa OpenSSL hay TLS để đảm bảo tính an toàn cho dữ liệu được truyền qua mạng VPN.
• Tính linh hoạt, bảo mật cao: OpenVPN sở hữu nhiều tính năng kiểm soát, bảo mật thông qua việc sử dụng hai giao thức là UDP và TCP. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất kết nối, tăng tính linh hoạt trong việc quản lý mạng VPN.
• Hỗ trợ kết nối nhanh và đáng tin cậy: OpenVPN hỗ trợ kết nối nhanh hơn thông qua UDP, cho phép giao tiếp trực tiếp, hiệu quả giữa các thiết bị và máy chủ VPN.
• Kiểm soát dữ liệu truyền tải: OpenVPN cung cấp các tính năng kiểm soát dữ liệu trong quá trình truyền tải, để thông tin được truyền đạt đầy đủ và chi tiết, không bị mất hay thay đổi trong quá trình truyền qua mạng VPN.

Khi nào nên sử dụng OpenVPN?

Trong thời đại công nghệ số, việc sử dụng OpenVPN trở nên vô cùng cần thiết trong nhiều trường hợp khác nhau. OpenVPN đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu, đồng thời cung cấp các giải pháp đa dạng cho người dùng.

Một trong những lý do chính khiến OpenVPN trở nên quan trọng là khi bạn cần một giao thức bảo mật có khả năng cung cấp kết nối Internet ổn định, mức mã hóa tuyệt vời mà không quá tốn kém chi phí. Đặc biệt đối với môi trường doanh nghiệp, các tập đoàn lớn, cơ quan chính phủ hay các tổ chức giáo dục đều cần phải có một mạng VPN riêng tư để người dùng từ xa có thể truy cập vào mạng riêng của họ an toàn.

Ngoài ra, OpenVPN cũng được sử dụng rộng rãi trong việc tăng tốc độ truy cập mạng và cung cấp tính “ẩn danh” khi sử dụng Internet. Điều này hỗ trợ người dùng cá nhân có thể truy cập vào các trang web bị chặn hoặc bị hạn chế truy cập tại các vùng/khu vực nhất định, không cần lo lắng việc bị kiểm soát từ các mạng wifi công cộng.

OpenVPN cũng cung cấp khả năng quản lý truy cập dữ liệu linh hoạt. Chỉ những client được cấp tài khoản VPN mới có thể truy cập vào hệ thống dữ liệu, cũng như mạng Internet của công ty hoặc cơ quan, tăng cường tính bảo mật và ngăn chặn bị hacker xâm nhập vào hệ thống.

Cuối cùng, OpenVPN là một giải pháp vô cùng linh động. Nó không giới hạn về vị trí hay thiết bị đăng nhập, cho phép người dùng truy cập từ bất kỳ đâu và bằng bất kỳ thiết bị nào mà không gặp phải hạn chế, cản trở.

Ưu và nhược điểm của OpenVPN

Ưu điểm

OpenVPN xứng đáng được lựa chọn sử dụng khi nó sở hữu nhiều ưu điểm nổi trội:

• Khả năng bảo mật tốt: OpenVPN đảm bảo rằng mọi thông tin dữ liệu được truyền dẫn qua mạng đều được bảo vệ an toàn. Dữ liệu được mã hóa mạnh mẽ, ngăn chặn bị xâm nhập hoặc bị đánh cắp trong quá trình truyền tải.
• Khả năng mã hóa mạnh mẽ: OpenVPN sử dụng các thuật toán mã hóa như AES để tạo ra một lớp bảo vệ tốt, chống lại các cuộc tấn công từ bên ngoài. Điều này giúp cho dữ liệu truyền tải được bảo vệ trước mọi mục tiêu tấn công, mang lại sự yên tâm cho người dùng khi sử dụng OpenVPN để truy cập Internet hoặc các tài nguyên mạng khác.
• Tính tương thích với mọi hệ điều hành: OpenVPN có khả năng hoạt động trên nhiều nền tảng khác nhau như Windows, macOS, Linux, Android và iOS. Nó giúp đơn vị triển khai và quản lý mạng VPN có thể an tâm hơn về việc tích hợp, sử dụng giao thức VPN trên các hệ thống hoạt động khác nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng OpenVPN trong môi trường đa nền tảng, đa thiết bị.

Nhược điểm

Tuy nhiên, OpenVPN cũng còn tồn tại một số nhược điểm có thể gây khó khăn cho người dùng không có chuyên môn, làm giảm sự thuận tiện và tính hiệu quả của việc triển khai OpenVPN trong một số trường hợp sử dụng:

• Tốc độ truyền tải chậm: Một trong những nhược điểm của OpenVPN là tốc độ truyền tải có thể khá chậm so với một số giao thức VPN khác. Do quá trình mã hóa và giải mã dữ liệu diễn ra phức tạp, đặc biệt là khi sử dụng các cấu hình bảo mật cao, OpenVPN có thể làm giảm hiệu suất kết nối mạng, làm chậm tốc độ truyền dẫn dữ liệu.
• Thiết lập thủ công phức tạp: OpenVPN thường yêu cầu việc thiết lập thủ công, và quá trình cấu hình có thể khá phức tạp đối với người dùng không có kiến thức chuyên môn về hệ thống mạng hay bảo mật. Người sử dụng cần phải có hiểu biết đáng kể về OpenVPN, bao gồm các khái niệm và cấu hình liên quan để triển khai cũng như quản lý giao thức hiệu quả.
• Yêu cầu ứng dụng bên thứ ba: Để sử dụng OpenVPN, người dùng thường cần phải cài đặt, sử dụng các ứng dụng bên thứ ba như phần mềm OpenVPN Client. Việc này có thể khá cồng kềnh và gây lãng phí tài nguyên, đặc biệt là đối với các máy tính cũng như thiết bị có tài nguyên hạn chế.

Dù có những nhược điểm nhất định, nhưng không thể phủ nhận vai trò quan trọng của OpenVPN trong việc bảo mật thông tin, bảo mật dữ liệu khi truyền qua Internet cho người dùng.

Hướng dẫn cách cài đặt và cấu hình OpenVPN trên CentOS 7

Chuẩn bị:

1. Một máy chủ CentOS 7.
2. Quyền truy cập root.

Để cài đặt và cấu hình OpenVPN trên CentOS 7, bạn cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Cài đặt EPEL repository

Bước 2: Cài đặt OpenVPN

Bước 3: Cài đặt Easy RSA

Bước 4: Cấu hình OpenVPN

Bạn tiến hành sao chép file cấu hình mẫu.

Tiếp tục mở và chỉnh sửa file cấu hình.

Sau đó, thực hiện các điều chỉnh như bỏ comment các dòng, thay đổi tên tệp dh thành dh2048.pem, cung cấp thông tin DNS Server, và thay đổi User và Group.

Bước 5: Tạo Keys và Certificates

Hãy tạo thư mục và sao chép generation script.

Tiến hành chỉnh sửa file vars.

Hãy thực hiện việc tạo keys và certificates.

Tiếp tục copy keys và certificates.

Bước 6: Routing và Firewall

Bạn cài đặt iptable và disable firewalld.

Thêm rule vào iptables và enable IP Forwarding.

Bước 7: Khởi động OpenVPN

Bước 8: Cấu hình Client

Cuối cùng, bạn copy các file ca.crt, client.crt, và client.key từ máy chủ sang máy client. Tiến hành tạo file cấu hình client.ovpn với thông tin kết nối và đường dẫn đến các keys, certificates. Sử dụng file client.ovpn trên máy client để kết nối vào máy chủ OpenVPN là hoàn thành.

Tạm kết

Hy vọng rằng với những thông tin được chia sẻ trong bài, bạn sẽ có thêm kiến thức hữu ích về OpenVPN – một giải pháp cần thiết đáp ứng được nhu cầu kết nối an toàn qua mạng Internet công cộng của người dùng. Chúc bạn thành công!

FPT Shop đang có các chương trình ưu đãi đặc biệt đối với các sản phẩm công nghệ cao như điện thoại, máy tính bảng, laptop,… với mức giá hợp lý và chất lượng hàng đầu hiện nay. Đừng bỏ lỡ nhé!  Dưới đây là danh sách các sản phẩm điện thoại iPhone được ưa chuộng của cửa hàng:

• iPhone

Xem thêm:

• Openstack: Nền tảng đám mây mã nguồn mở hoạt động linh hoạt với tính năng vượt trội
• Khám phá chi tiết về TunnelBear: Bạn có nên sử dụng dịch vụ VPN này để fake IP hay không?