Mã hóa tiêu chuẩn TLS là gì? Chức năng & cơ chế hoạt động

TLS là gì và vì sao được xem là tiêu chuẩn bảo mật quan trọng trong môi trường số? Trước sự gia tăng của các mối đe dọa mạng, giao thức TLS giúp mã hóa dữ liệu, xác thực danh tính và bảo vệ toàn vẹn thông tin khi truyền tải qua Internet. Bài viết dưới đây, TopOnTech sẽ giải thích rõ mã hóa tiêu chuẩn TLS là gì, điểm khác biệt với SSL, cách thức hoạt động. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp bảo mật hiệu quả cho hệ thống hoặc website của mình, đừng bỏ qua những kiến thức quan trọng dưới đây.

Mã hóa tiêu chuẩn TLS là gì?

TLS là gì? TLS viết tắt của cụm từ Transport Layer Security là một giao thức bảo mật được thiết kế để mã hóa và bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải qua Internet. Đây là phiên bản nâng cấp của SSL (Secure Sockets Layer), cung cấp các cơ chế mã hóa mạnh mẽ và xác thực đáng tin cậy. 

TLS cho phép mã hóa và xác thực dữ liệu giữa các ứng dụng, máy chủ, người dùng và hệ thống, đảm bảo thông tin trao đổi không bị truy cập trái phép và đánh cắp. Giao thức này đặc biệt được ứng dụng trong việc thiết lập kết nối an toàn thông qua HTTPS – thường được biểu thị bằng biểu tượng ổ khóa trên thanh địa chỉ trình duyệt khi một phiên giao tiếp an toàn được thiết lập. 

Nhờ vào tính bảo mật cao và khả năng triển khai linh hoạt, TLS được sử dụng rộng rãi trong các trình duyệt web, dịch vụ email, nền tảng thanh toán và nhiều hệ thống trực tuyến khác.

>> Xem thêm:

• 2FA là gì? Hướng dẫn lấy mã & xác thực hai yếu tố
• SSO là gì? Phân loại và cách đăng nhập SSO – Đăng nhập 1 lần
• PCI DSS là gì? Vai trò và 12 yêu cầu tuân thủ bảo mật PCI DSS

Mã hóa tiêu chuẩn TLS bảo vệ dữ liệu truyền qua Internet một cách an toàn (Nguồn: Internet)

Sự khác nhau giữa SSL và TLS là gì?

SSL và TLS là hai giao thức bảo mật quan trọng, tuy có nhiều điểm tương đồng nhưng cũng tồn tại các khác biệt cơ bản. Việc hiểu rõ những điểm giống và khác này sẽ giúp bạn lựa chọn và áp dụng đúng công nghệ bảo mật phù hợp cho hệ thống của mình. Dưới đây là phân tích chi tiết về điểm tương đồng và khác nhau giữa SSL và TLS.

Điểm tương đồng

Cả SSL (Secure Sockets Layer) và TLS (Transport Layer Security) đều là các giao thức bảo mật được sử dụng để mã hóa dữ liệu trong quá trình truyền tải giữa máy chủ, ứng dụng, người dùng và các hệ thống. Chúng giúp xác thực danh tính hai bên đang giao tiếp qua mạng, đảm bảo dữ liệu được truyền đi một cách an toàn và riêng tư.

SSL được phát triển bởi Taher Elgamal, với phiên bản SSL 2.0 ra mắt công chúng vào năm 1995, nhằm mục đích tạo ra một phương thức giao tiếp bảo mật cho World Wide Web. Trải qua nhiều phiên bản cải tiến, đến năm 1999, hai chuyên gia Tim Dierks và Christopher Allen đã phát triển giao thức TLS 1.0 được xem là phiên bản kế nhiệm của SSL 3.0.

Thuật ngữ và sự thay thế

TLS là giao thức kế nhiệm trực tiếp của SSL và hiện đã thay thế hoàn toàn SSL, vốn không còn được khuyến nghị sử dụng do các lỗ hổng bảo mật. Tuy nhiên, trong thực tế, nhiều người vẫn quen gọi TLS là “SSL” hoặc “TLS/SSL”. Trong hầu hết các trường hợp, hai thuật ngữ này thường được dùng để chỉ cùng một giao thức: TLS và chứng chỉ TLS.

Mục đích sử dụng

TLS và SSL đều được thiết kế nhằm đảm bảo an toàn cho các kết nối internet bằng cách mã hóa và xác thực thông tin. Chúng sử dụng chứng chỉ số (digital certificates) để thiết lập quá trình “bắt tay” (handshake), cho phép trình duyệt và máy chủ thiết lập một kênh giao tiếp được mã hóa và tin cậy.

Vai trò trong HTTPS

HTTP là giao thức giúp máy khách và máy chủ giao tiếp với nhau qua mạng. Tuy nhiên, HTTP thông thường không có cơ chế bảo mật. Khi thêm lớp mã hóa bằng TLS/SSL, giao thức này trở thành HTTPS, cung cấp khả năng bảo mật cao hơn.

Trước khi truy cập một trang web, trình duyệt của bạn sẽ sử dụng TLS để kiểm tra chứng chỉ bảo mật của trang đó. Nếu chứng chỉ hợp lệ và kết nối được mã hóa thành công, địa chỉ trang web sẽ hiển thị dưới dạng https:// thay vì http://. Chữ “s” ở cuối chính là viết tắt của “secure” cho thấy kết nối đang được bảo vệ.

Điểm giống nhau của hai giao thức SSL và TLS (Nguồn: Internet)

Điểm khác nhau

Dưới đây là bảng so sánh chi tiết những điểm khác biệt chính giữa SSL và TLS giúp bạn dễ dàng nhận biết.

>> Xem thêm:

• HTTPS là gì? Điểm khác nhau giữa HTTP và HTTP? Tại sao nên sử dụng HTTPS?
• DNS over HTTPS là gì? Cách kích hoạt 
• Vulnerability assessment là gì? Giải pháp rà quét và quản lý lỗ hổng bảo mật

6 Chức năng chính của giao thức TLS

Không chỉ đơn thuần là một giao thức mã hóa, TLS cung cấp một loạt chức năng bảo mật quan trọng để đảm bảo an toàn cho dữ liệu trong quá trình truyền tải. Dưới đây là 6 chức năng chính của TLS:

Mã hóa dữ liệu

TLS sử dụng mã hóa để bảo vệ dữ liệu khỏi việc bị đọc trộm hoặc thay đổi trong quá trình truyền tải. Trong quá trình bắt tay (handshake), TLS thiết lập một khóa phiên (session key) sử dụng mã hóa bất đối xứng, sau đó sử dụng mã hóa đối xứng để truyền dữ liệu một cách hiệu quả và an toàn.

Xác thực

TLS xác thực danh tính của máy chủ thông qua chứng chỉ số được cấp bởi các tổ chức chứng nhận (CA). Điều này giúp người dùng đảm bảo rằng họ đang kết nối với máy chủ hợp lệ, ngăn chặn các cuộc tấn công giả mạo.

Xác thực ngược

Ngoài việc xác thực máy chủ, TLS còn hỗ trợ xác thực ngược, tức là xác thực danh tính của khách hàng (client) đối với máy chủ. Điều này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống yêu cầu bảo mật cao, như ngân hàng trực tuyến hoặc các dịch vụ doanh nghiệp.

Bảo vệ dữ liệu

TLS đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu bằng cách sử dụng mã xác thực thông điệp (MAC). Điều này giúp phát hiện bất kỳ sự thay đổi nào đối với dữ liệu trong quá trình truyền tải, ngăn chặn các cuộc tấn công như sửa đổi dữ liệu hoặc chèn dữ liệu độc hại.

Quản lý phiên

TLS quản lý các phiên kết nối an toàn giữa máy khách và máy chủ. Nó hỗ trợ cơ chế tái sử dụng phiên (session resumption), cho phép giảm thời gian thiết lập kết nối cho các phiên tiếp theo, cải thiện hiệu suất và trải nghiệm người dùng.

Chống lại tấn công

TLS được thiết kế để chống lại nhiều loại tấn công mạng, bao gồm tấn công trung gian (Man-in-the-Middle), tấn công phát lại (replay attacks), và các lỗ hổng bảo mật khác. Phiên bản mới nhất, TLS 1.3, đã loại bỏ các thuật toán cũ không an toàn và cải thiện hiệu suất, tăng cường khả năng bảo vệ dữ liệu.

Chức năng bảo mật chính của giao thức TLS (Nguồn: Internet)

>> Xem thêm:

• HSTS là gì? Nguyên lý hoạt động, cách bật, tắt của cơ chế bảo mật HSTS
• React Native là gì? Cách lập trình ứng dụng iOS & Android
• PKI là gì? Tổng quan về Public Key Infrastructure

Cơ chế hoạt động của giao thức TLS

Nếu bạn còn băn khoăn TLS là gì và hoạt động như thế nào, nội dung dưới đây sẽ giúp bạn hình dung rõ hơn về quá trình thiết lập một kết nối an toàn thông qua giao thức này.

Đàm phán phiên bản TLS

Client và server trao đổi thông tin để xác định phiên bản TLS mà cả hai hỗ trợ. Họ sẽ thống nhất dùng phiên bản mới nhất và an toàn nhất để bảo vệ kết nối.

Giao tiếp mở rộng

Tùy theo nhu cầu, client và server có thể gửi thêm các thông tin mở rộng nhằm thể hiện những tính năng bổ sung được hỗ trợ. Ví dụ như thuật toán mã hóa ưa dùng, cấu hình bảo mật mong muốn, hay yêu cầu nén dữ liệu.

Xác thực chứng chỉ

Server sẽ gửi chứng chỉ số để chứng minh danh tính của mình. Client sẽ kiểm tra tính hợp lệ của chứng chỉ này thông qua chữ ký số và xác minh với tổ chức cấp chứng chỉ (CA). Khi chứng chỉ được xác nhận hợp lệ, quá trình sẽ tiếp tục diễn ra.

Giao tiếp khóa

Client tạo một khóa ngẫu nhiên (pre-master key), sau đó mã hóa khóa này bằng khóa công khai trong chứng chỉ của server. Khóa mã hóa này được gửi tới server, nơi nó sẽ được giải mã bằng khóa riêng tương ứng. Cả hai bên sau đó sử dụng thông tin này để tạo ra khóa phiên chung, phục vụ cho việc mã hóa dữ liệu.

Xác thực Client

Trong một số tình huống yêu cầu bảo mật cao, server cũng có thể yêu cầu client cung cấp chứng chỉ để xác minh danh tính. Quy trình xác thực tương tự như bước xác thực server.

Thiết lập kết nối bảo mật

Khi việc xác thực hoàn tất và khóa chung được thiết lập, client và server sẽ thỏa thuận chọn một bộ thuật toán mã hóa (cipher suite) để sử dụng trong suốt phiên giao tiếp. Từ đây, một kênh truyền dữ liệu an toàn được thiết lập.

Truyền dữ liệu mã hóa

Dữ liệu được truyền đi giữa client và server sẽ được mã hóa bằng các khóa và thuật toán đã được thống nhất trước đó. Khi quá trình truyền kết thúc, hai bên có thể chọn đóng kết nối hoặc tiếp tục sử dụng cho các phiên giao tiếp khác.

Cơ chế hoạt động của giao thức TLS (Nguồn: Internet)

Quá trình khởi động phiên giao tiếp sử dụng TLS

Để hiểu rõ hơn về quy trình bắt tay TLS, trước tiên cần nhớ lại khái niệm TLS là gì – một giao thức bảo mật giúp bảo vệ dữ liệu truyền qua mạng. Trong quá trình này, client và server sẽ trao đổi thông tin để thiết lập thông số bảo mật và chia sẻ khóa mã hóa để bảo vệ dữ liệu truyền tải. 

Dưới đây là các bước diễn ra trong quá trình bắt tay TLS:

Bước 1: Client mở đầu bằng cách gửi thông điệp ClientHello tới server. Thông điệp này chứa phiên bản TLS mà client hỗ trợ, danh sách các tính năng mở rộng (extensions) và một chuỗi số ngẫu nhiên dùng cho việc mã hóa.

Bước 2: Server tiếp nhận yêu cầu và phản hồi với ServerHello, trong đó có phiên bản TLS được chọn, chuỗi ngẫu nhiên riêng của server và các thông tin cần thiết để tiếp tục quá trình bảo mật.

Bước 3: Server gửi chứng chỉ số (TLS/SSL certificate) cho client. Đây là minh chứng cho danh tính của server, được cấp bởi tổ chức chứng thực uy tín (CA).

Bước 4: Client kiểm tra độ tin cậy và tính hợp lệ của chứng chỉ. Nếu hợp lệ, client sẽ tạo một chuỗi ngẫu nhiên mới (pre-master key), mã hóa nó bằng khóa công khai trong chứng chỉ của server và gửi lại cho server.

Bước 5: Server nhận pre-master key đã mã hóa, giải mã bằng khóa riêng tư và cùng client tạo ra khóa phiên chính là chìa khóa bảo mật cho toàn bộ phiên làm việc sau đó.

Bước 6: Cả client và server giờ đã có cùng một session key, họ sử dụng khóa này để mã hóa và giải mã toàn bộ dữ liệu được truyền qua lại trong suốt phiên kết nối.

Bước 7: Nếu yêu cầu xác thực client, phía client sẽ gửi thông điệp Certificate Verify để chứng minh danh tính của mình với server.

Bước 8: Sau khi hoàn tất xác thực và thiết lập khóa, client gửi thông điệp Finished như một tín hiệu kết thúc quá trình bắt tay.

Bước 9: Cuối cùng, server gửi lại Finished, xác nhận rằng cả hai bên đã hoàn tất quá trình bắt tay và sẵn sàng truyền dữ liệu một cách an toàn.

TLS thiết lập phiên giao tiếp an toàn giữa hai thiết bị (Nguồn: Internet)

>> Xem thêm:

• CSP là gì? Tổng hợp thông tin chính sách bảo mật nội dung từ A – Z
• Chứng chỉ SSL là gì? Giải pháp bảo mật tối ưu cho website & dữ liệu người dùng
• CSRF là gì? Kỹ thuật tấn công và cách phòng chống CSRF hiệu quả

Các phiên bản của giao thức TLS

Giao thức TLS đã trải qua nhiều phiên bản, mỗi phiên bản đều mang lại những cải tiến về bảo mật và hiệu suất. Dưới đây là tóm tắt các phiên bản chính của TLS:

TLS 1.0

Phát hành năm 1999, TLS 1.0 là phiên bản đầu tiên của giao thức TLS, kế thừa từ SSL 3.0. Mặc dù đã cung cấp các tính năng bảo mật cơ bản, nhưng phiên bản này hiện không còn được xem là an toàn do các lỗ hổng bảo mật đã được phát hiện.

TLS 1.1

Ra mắt năm 2006, TLS 1.1 cải thiện một số lỗ hổng của phiên bản trước và hỗ trợ các thuật toán mã hóa mạnh hơn. Tuy nhiên, nó vẫn tồn tại những vấn đề bảo mật và không được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hiện đại.

TLS 1.2

Phát hành năm 2008, TLS 1.2 mang đến nhiều cải tiến đáng kể, bao gồm hỗ trợ các thuật toán mã hóa mạnh mẽ hơn và cải thiện tính toàn vẹn dữ liệu. Phiên bản này đã trở thành tiêu chuẩn trong nhiều ứng dụng web hiện đại và vẫn được sử dụng rộng rãi.

TLS 1.3

Ra mắt năm 2018, TLS 1.3 là phiên bản mới nhất với nhiều cải tiến về bảo mật và hiệu suất. Phiên bản này loại bỏ các thuật toán cũ không an toàn, giảm số lượng bước trong quá trình bắt tay, và hỗ trợ các tính năng bảo mật tiên tiến như Forward Secrecy.

TLS 1.3 là phiên bản cập nhật mới nhất, mang đến những nâng cấp đáng kể về khả năng bảo mật và tốc độ xử lý (Nguồn: Internet)

>> Xem thêm:

• MFA là gì? Tìm hiểu xác thực đa yếu tố & vai trò trong bảo mật hiện đại
• XSS là gì? Kỹ thuật tấn công XSS, cách kiểm tra và ngăn chặn hiệu quả

Một số câu hỏi thường gặp

Chứng chỉ TLS là gì?

Chứng chỉ TLS là một tệp kỹ thuật số xác thực danh tính của một trang web hoặc dịch vụ trực tuyến. Tệp này được phát hành bởi các tổ chức chứng nhận (CA) và chứa thông tin như tên miền, tổ chức sở hữu, và khóa công khai. Chứng chỉ TLS cho phép trình duyệt xác minh rằng họ đang kết nối với trang web chính thức, không phải một trang web giả mạo.

TLS 1.2 là gì?

TLS 1.2 là phiên bản của giao thức Transport Layer Security, được phát hành năm 2008, dùng để mã hóa và bảo mật dữ liệu truyền qua mạng, hỗ trợ các thuật toán mã hóa mạnh và xác thực an toàn.

Tại sao mã hóa TLS lại quan trọng?

Mã hóa TLS rất quan trọng vì giao thức này bảo vệ sự an toàn và tính riêng tư của dữ liệu khi truyền qua mạng bằng cách mã hóa các dữ liệu đó. Điều này sẽ khiến đối tượng truy cập trái phép không thể đánh cắp các thông tin nhạy cảm của khách hàng như thông tin tài khoản, mật khẩu ngân hàng hay các thông tin cá nhân khác của khách hàng.

Với khả năng mã hóa, xác thực và bảo vệ toàn diện, TLS đang là tiêu chuẩn bảo mật không thể thiếu trong hầu hết các hệ thống mạng hiện nay. Dù bạn là người dùng cá nhân hay tổ chức doanh nghiệp, việc hiểu rõ mã hóa tiêu chuẩn TLS là gì sẽ giúp bạn chủ động hơn trong việc bảo vệ dữ liệu và thông tin số, cũng như tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn thông tin quốc tế ngày càng khắt khe.

TopOnTech là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực chuyển đổi số toàn diện, cung cấp các giải pháp thiết kế website, phát triển ứng dụng, và xây dựng hệ thống quản trị tối ưu cho doanh nghiệp.

TopOnTech nổi bật với các gói dịch vụ linh hoạt, cá nhân hóa theo từng nhu cầu cụ thể, giúp doanh nghiệp dễ dàng tiếp cận công nghệ, tối ưu vận hành và nâng cao trải nghiệm khách hàng. Với định hướng “Công nghệ vì con người”, TopOnTech không chỉ mang lại hiệu quả kỹ thuật mà còn tạo kết nối cảm xúc giữa thương hiệu và người dùng.

Khách hàng quan tâm đến các giải pháp số của TopOnTech có thể tìm hiểu thêm tại trang Tin tức.

ĐẶT LỊCH TƯ VẤN VÀ NHẬN GÓI AUDIT WEBSITE MIỄN PHÍ NGAY HÔM NAY tại: https://topon.tech/en/contact/

Thông tin liên hệ TopOnTech:

• Hotline: 0906 712 137
• Email: long.bui@toponseek.com
• Địa chỉ: 31 Hoàng Diệu, Phường 12, Quận 4, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam