Deep packet inspection là gì? Cách hoạt động và ứng dụng của DPI

Deep packet inspection (DPI) là công cụ chẳng còn xa lạ với những ai thường xuyên sử dụng máy tính và Internet. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ hoạt động, cách dùng DPI hiệu quả. Trong bài viết dưới đây, BKHOST sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về DPI.

Deep Packet Inspection (DPI) là gì?

Deep Packet Inspection (DPI – Phân tích sâu các gói) là một phương pháp tiên tiến bậc nhất hiện nay để kiểm tra và quản lý lưu lượng mạng, đây là hình thức lọc gói để định vị, phân loại, định tuyến lại hoặc chặn những gói có trọng tải dữ liệu hoặc mã cụ thể mà cách lọc gói thông thường không phát hiện được. DPI hoạt động như một phần chức năng của tường lửa, kiểm tra các gói tin sâu ở lớp ứng dụng trong mô hình OSI.

DPI hoạt động như thế nào?

DPI kiểm tra nội dung các gói đi qua một điểm kiểm tra. Sau đó, hệ thống sẽ quyết định thời gian thực tùy thuộc vào việc gói đó chứa gì và dựa vào quy tắc được các doanh nghiệp, nhà quản lý mạng, nhà cung cấp dịch vụ Internet chỉ định.

Những phương pháp lọc gói trước đây chỉ xem thông tin tiêu đề gói giống như việc chỉ đọc địa chỉ in trên phong bì chứ không hề biết về nội dung bên trong. Đây là một trong những hạn chế lớn nhất của công nghệ cũ.

Thời gian gần đây, tương lửa đã không còn sức mạnh cần thiết để kiểm tra sâu hơn với một khối lượng lớn lưu lượng truy cập trong thời gian thực. Vì thế, công nghệ mới ra đời đã cho phép DPI kiểm tra nâng cao bao gồm kiểm tra cả tiêu đề lẫn dữ liệu của gói.

DPI có thể kiểm tra nội dung tin nhắn và xác định ứng dụng hoặc dịch vụ đã gửi đến. Bên cạnh đó, bộ lọc này còn được lập trình để tìm kiếm và định tuyến lại lưu lượng mạng từ một loạt địa chỉ IP cụ thể hoặc một dịch vụ trực tuyến như Facebook hoặc Twitter.

Ứng dụng phổ biến của DPI

DPI được sử dụng bởi các tường lửa có tính năng phát hiện xâm nhập. Ngoài ra, các Hệ thống Phát hiện Xâm nhập (IDS) cũng sử dụng công cụ này để phát hiện các cuộc tấn công và bảo vệ mạng.

DPI cũng có thể hoạt động như một công cụ an ninh mạng để phát hiện và ngăn chặn virus, phần mềm gián điệp cùng mọi hình thức xâm nhập và cài đặt độc hại khác. Dù vậy, DPI cũng có thể được dùng cho những mục đích đặc biệt hơn như nghe trộm hay kiểm duyệt do nhà nước bảo trợ.

DPI cũng rất hữu ích cho việc quản lý mạng và thực thi các chính sách để ngăn chặn rò rỉ thông tin, hợp lý hóa hoặc sửa luồng lưu lượng mạng trong những trường hợp cụ thể. Đơn cử như một tin nhắn được gắn thẻ ưu tiên cao sẽ được chuyển đến sớm hơn các tin hoặc gói tin ít quan trọng hơn.

Bên cạnh đó, công cụ cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh việc truyền dữ liệu nhằm ngăn chặn tình trạng lạm dụng mạng ngang hàng và cải thiện hiệu suất mạng. Ngoài ra, DPI còn có thể xác định người khởi tạo hoặc người nhận nội dung có chứa các gói cụ thể. Điều này gây ra nhiều tranh cãi giữa những người ủng hộ quyền riêng tư và người phản đối tính bình đẳng trên Internet.

Những hạn chế của DPI

Dù mang lại nhiều lợi ích nhưng DPI vẫn còn không ít hạn chế.

• Dù cung cấp công cụ chống lại các lỗ hổng nhưng DPI lại tạo ra những lỗ hổng mới trong mạng. Chính hiệu quả chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ và loại bỏ các phần mềm độc hại lại khiến DPI bị khai thác ngược lại để tạo ra các cuộc tấn công kể trên.
• Công cụ tăng thêm tính phức tạp và độ khó sử dụng của tường lửa cùng một số phần mềm bảo mật khác. Tuy nhiên, để duy trì tối ưu hiệu quả, DPI phải được cập nhật và sửa đổi định kỳ.
• DPI làm giảm tốc độ và hiệu suất mạng vì đây chính là nguyên nhân làm tắc nghẽn mạng. Ngoài ra, công cụ cũng làm tăng gánh nặng cho bộ xử lý tường lửa trong việc giải mã dữ liệu và kiểm tra nội tuyến.

Mặc dù còn nhiều hạn chế thì DPI vẫn là ưu tiên của nhiều nhà quản trị mạng để loại bỏ những mối đe dọa đến từ Internet.

Kỹ thuật sử dụng ở DPI

Dưới đây là ba kỹ thuật chính được sử dụng trong công cụ kiểm tra và phân tích các gói tin sâu DPI này.

• Đối chiếu mẫu và chữ ký: Tường lửa với hệ thống IDS phân tích từng gói dữ liệu từ các cuộc tấn công mạng trước đó. Công cụ có thể tìm kiếm và nhận biết mẫu độc hại, ngăn chặn lưu lượng truy cập nếu tìm thấy mẫu tương tư. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có hạn chế là phải cập nhật mẫu thường xuyên thì mới có hiệu quả. Ngoài ra, kỹ thuật này chỉ giúp DPI chặn được những mối đe dọa hoặc cuộc tấn công đã biết.
• Giao thức bất thường: Hệ thống sẽ từ chối mặc định những nội dung/lưu lượng nào tường lửa lọc ra dựa theo định nghĩa giao thức. Ở đây, không cần phải đối chiếu mẫu nên sẽ bảo vệ được thiết bị khỏi những cuộc tấn công không xác định.
• Hệ thống ngăn chặn xâm nhập (IPS): Ngăn chặn các cuộc tấn công phát hiện trong thời gian thực bằng cách phát hiện và từ chối các gói dữ liệu độc hại. Tuy nhiên, kỹ thuật này cũng có hạn chế là phải cập nhật thường xuyên thông tin về những mối đe dọa mới. Bên cạnh đó, nguy cơ báo động giả cũng có thể xảy ra nhưng hoàn toàn có thể giảm thiểu được bằng cách thiết lập các bước cơ bản cho các thành phần mạng, lên danh sách thận trọng và ngưỡng cảnh báo.

Tổng kết về Deep packet inspection

Deep packet inspection (DPI) có thể giúp tường lửa khắc phục nhiều thiếu sót, giúp giám sát và bảo vệ mạng toàn diện hơn. Hy vọng với bài viết này, người dùng sẽ sử dụng công cụ này tốt hơn.

Nếu còn gặp bất cứ vướng mắc gì về DPI, hãy để lại ở bên bình luận bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.