TLS là gì? Chức năng và Hoạt động như thế nào?

Giao thức TLS là một công cụ quan trọng để bảo mật các kết nối mạng trực tuyến. Nó được sử dụng rộng rãi trên Internet để bảo vệ các giao tiếp dữ liệu giữa các máy tính và máy chủ, bao gồm cả trang web, email và các dịch vụ mạng khác. TLS là một phiên bản mới của giao thức SSL. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cơ chế hoạt động và lợi ích của TLS.

Giao thức TLS

Giao thức TLS là gì?

TLS viết tắt của Transport Layer Security là một giao thức mạng được sử dụng để bảo mật các kết nối mạng đối với các giao tiếp dữ liệu trực tuyến. Nó được sử dụng rộng rãi trên Internet để bảo mật các kết nối giữa các máy tính và các máy chủ, bao gồm cả các trang web, email và các dịch vụ mạng khác.

Giao thức TLS phiên bản v1.0 (TLS v1.0) do tổ chức Internet Engineering Task Force (IETF) công bố tại RFC 2246 tháng 01/1999. Có thể nói rằng giao thức TLS v1.0 được phát triển dựa trên giao thức SSL v3.0 nhưng giữa chúng có những điểm khác biệt, và khác biệt nhất là sự không tương thích giữa chúng.

Cơ chế hoạt động của TLS

Giao thức TLS hoạt động bằng cách sử dụng private key và cơ chế xác thực để bảo vệ dữ liệu truyền đi trên mạng. Để hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động của TLS, ta có thể phân tích quá trình bảo mật kết nối mạng theo các bước sau:

Khởi tạo kết nối: Trong quá trình khởi tạo kết nối, hai bên kết nối (ví dụ máy tính của người dùng và máy chủ web) sẽ trao đổi các thông tin cơ bản như phiên bản của TLS, các thuật toán mã hóa và các chứng chỉ bảo mật.
Xác thực chứng chỉ: Sau khi hai bên đã trao đổi các thông tin cơ bản, máy chủ sẽ gửi một chứng chỉ bảo mật đến máy tính của người dùng. Máy tính của người dùng sẽ kiểm tra chứng chỉ này bằng cách sử dụng các chứng chỉ của tổ chức xác thực đã được lưu trữ trong hệ thống của mình. Nếu chứng chỉ được xác thực, kết nối sẽ được tiếp tục. Nếu không, kết nối sẽ bị ngắt.
Mã hóa dữ liệu: Sau khi chứng chỉ đã được xác thực, hai bên sẽ sử dụng các private key để mã hóa dữ liệu trước khi gửi đi. Những khóa này được tạo ra từ quá trình trao đổi thông tin cơ bản ban đầu và sẽ khác nhau giữa hai bên. Khi dữ liệu được gửi đi, nó sẽ được mã hóa bằng các khóa này và chỉ người nhận dữ liệu mới có thể giải mã nó bằng các khóa bí mật của họ. Nhờ việc mã hóa dữ liệu, người dùng có thể yên tâm rằng dữ liệu của họ sẽ không bị truy cập bởi bất kỳ ai khác ngoài người nhận dữ liệu.
Gửi dữ liệu: Sau khi dữ liệu đã được mã hóa, nó có thể được gửi đi an toàn qua mạng. Nếu có bất kỳ ai khác cố gắng truy cập dữ liệu này, họ sẽ không thể đọc được nội dung của nó vì nó đã được mã hóa bằng các khóa bí mật khác.
Giải mã dữ liệu: Khi dữ liệu đến tại người nhận, nó sẽ được giải mã bằng các khóa bí mật của người nhận để trở thành dữ liệu đọc được. Sau đó, người nhận có thể sử dụng dữ liệu này để thực hiện các thao tác cần thiết.

Như vậy, giao thức TLS hoạt động bằng cách sử dụng private key và cơ chế xác thực để bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền đi trên mạng. Nó giúp ngăn chặn các tấn công mạng và uy tín của doanh nghiệp trong mắt khách hàng và đối tác.

Chức năng của giao thức TLS là gì?

Chức năng chính của giao thức TLS là cung cấp sự riêng tư bảo đảm sự nguyên vẹn cho dữ liệu giữa hai ứng dụng trong môi trường mạng.

Vì TLS là giao thức được phát triển từ giao thức SSL nên giao thức TLS cũng theo mô hình client-server.

Trong mô hình TCP/IP thì giao thức TLS gồm có hai lớp: Lớp Record Layer và lớp Handshake Layer. Với Record layer là lớp thấp nhất gồm TLS record protocol (trên tầng giao vận như giao thức điều khiển truyền tải TCP, giao thức truyền vận không tin cậy UDP).

Tính năng kết nối riêng tư: ứng dụng mã hoá đối xứng được sử dụng để mã hoá dữ liệu (mã hoá AES…). Các khoá để mã hoá đối xứng được sinh ra trong mỗi lần thực hiện kết nối, được thỏa thuận bí mật của giao thức khác (ví dụ TLS). Nhờ vậy mà giao thức TLS có thể được sử dụng mà không cần mã hoá.

Tính năng kết nối đáng tin cậy: Một thông điệp vận chuyển thông báo sẽ bao gồm kiểm tra tính toàn vẹn (sử dụng hàm Băm ví dụ SHA-1).

Không chỉ có vậy, giao thức TLS còn có thể sử dụng để đóng gói, mã hóa dữ liệu, phân mảnh, hỗ trợ các máy chủ nhận ra nhau để từ đó tiến hành thỏa thuận mã hóa.

Các phiên bản của TLS

Giao thức TLS đã có nhiều phiên bản khác nhau trong quá trình phát triển của nó. Một số phiên bản phổ biến của TLS bao gồm:

TLS 1.0: Phiên bản đầu tiên của TLS, ra mắt vào năm 1999. TLS 1.0 đã được nâng cấp nhiều lần để khắc phục các lỗ hổng bảo mật, nhưng vẫn còn được sử dụng trên một số hệ thống cũ hơn.
TLS 1.1: Phiên bản thứ hai của TLS, ra mắt vào năm 2006. TLS 1.1 đã khắc phục một số lỗ hổng bảo mật của TLS 1.0 và có sự cải tiến về hiệu năng.
TLS 1.2: Phiên bản thứ ba của TLS, ra mắt vào năm 2008. TLS 1.2 là phiên bản được sử dụng rộng rãi hiện nay và đã khắc phục nhiều lỗ hổng bảo mật của TLS 1.0 và 1.1.
TLS 1.3: Phiên bản mới nhất của TLS, ra mắt vào năm 2018. TLS 1.3 được coi là phiên bản bảo mật nhất và có sự cải tiến về hiệu năng so với các phiên bản trước.

Ứng dụng giao thức TLS

Giao thức TLS được sử dụng rộng rãi trên Internet cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm:

Truyền dữ liệu trên mạng: Giao thức TLS được sử dụng để bảo vệ các kết nối mạng trong quá trình truyền thông dữ liệu giữa hai máy tính hoặc hệ thống mạng khác nhau.
Truy cập các trang web an toàn: Giao thức TLS được sử dụng để bảo vệ các kết nối truy cập trang web qua giao thức HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure). Khi người dùng truy cập vào một trang web qua HTTPS, dữ liệu của họ sẽ được mã hóa.
Gửi và nhận email: Giao thức TLS cũng được sử dụng để bảo vệ các kết nối gửi và nhận email qua giao thức SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) và IMAP (Internet Mail Access Protocol). Khi người dùng gửi hoặc nhận email qua một máy chủ email an toàn, dữ liệu được mã hóa bằng TLS để bảo vệ khỏi các tấn công mạng.
Truy cập các dịch vụ trực tuyến: Giao thức TLS cũng được sử dụng để bảo vệ các kết nối truy cập các dịch vụ trực tuyến, như ngân hàng trực tuyến, bảo hiểm trực tuyến và y tế trực tuyến.

Tổng kết về giao thức TLS

Thông qua bài viết này, BKHOST cung cấp đến các bạn những thông tin liên quan đến TLS là gì, mức độ quan trọng của giao thức TLS. Hãy nhớ đón đọc thêm các bài viết khác trên blog của BKHOST nhé!