nghiên cứu giải pháp lọc nội dung internet tại máy tính cá nhân và xây dựng phần mềm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Phạm Tiến Dũng

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP

LỌC NỘI DUNG INTERNET TẠI MÁY TÍNH CÁ NHÂN

VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2009

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Phạm Tiến Dũng

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP

LỌC NỘI DUNG INTERNET TẠI MÁY TÍNH CÁ NHÂN

VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM

Ngành : Công nghệ Thông tin

Chuyên ngành : Hệ thống Thông tin

Mã số : 60 48 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS. TS. HÀ QUANG THỤY

Hà Nội - 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan nội dung bản luận văn chưa từng được công bố hay xuất bản

dưới bất kỳ hình thức nào và cũng không được sao chép từ bất kỳ một công trình

nghiên cứu nào.

Toàn bộ ứng dụng thử nghiệm đều do tôi tự thiết kế và xây dựng.

Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Hà Nội, tháng 08 năm 2009

Người cam đoan

Phạm Tiến Dũng

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong khoa Công nghệ

thông tin và các cán bộ, nhân viên phòng Đào tạo Sau đại học, trường Đại học

Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã luôn nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt

nhất cho em trong quá trình học tập tại trường.

Xin chân thành cảm ơn các anh, chị và các bạn học viên lớp Cao học K12T3 -

trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã luôn động viên, giúp đỡ

và nhiệt tình chia sẻ với em những kinh nghiệm học tập, công tác trong suốt khoá

học.

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS. Hà Quang

Thụy đã tận tình giúp đỡ em định hướng xây dựng, nghiên cứu phát triển và hoàn

chỉnh luận văn.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song bài luận văn không tránh khỏi những khiếm

khuyết do sự hạn hẹp về thời gian và điều kiện nghiên cứu. Em chân thành mong

nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo nhằm giúp đề tài

của luận văn ngày một hoàn thiện và có tính phổ dụng trong tương lai.

MỤC LỤC

MỤC LỤC.........................................................................................................................i

DANH SÁCH HÌNH VẼ................................................................................................. ii

MỞ ĐẦU........................................................................................................................ iii

Chương 1 - TỔNG QUAN LỌC NỘI DUNG INTERNET ...............................................1

1.1. Đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ...............................................1

1.1.1. Thế giới ...........................................................................................................1

1.1.2. Tại Việt Nam...................................................................................................3

1.2. Thực trạng lọc nội dung truy cập hiện nay..............................................................4

Chương 2 - MỘT SỐ NỘI DUNG CƠ BẢN VỀ PHƯƠNG PHÁP LỌC INTERNET......7

2.1. Biện pháp lọc .........................................................................................................7

2.2. Phương pháp lọc.....................................................................................................8

2.2.1. Lọc địa chỉ IP...................................................................................................8

2.2.2. Lọc địa chỉ URL ..............................................................................................9

2.2.3. Lọc từ khóa......................................................................................................9

2.2.4. Lọc cụm từ.....................................................................................................10

2.2.5. Lọc ảnh..........................................................................................................10

2.3. Vị trí thực hiện lọc................................................................................................11

2.3.1. Lọc tại cổng Internet quốc gia ........................................................................11

2.3.2. Lọc tại cổng Internet mạng LAN....................................................................11

2.3.3. Lọc thông qua bên thứ ba...............................................................................12

2.3.4. Lọc tại máy tính cá nhân ................................................................................12

Chương 3 - GIẢI PHÁP LỌC NỘI DUNG INTERNET.................................................13

3.1. Giải pháp tại cổng Internet quốc gia .....................................................................13

3.1.1. Kiến trúc hệ thống..........................................................................................13

3.1.2. Hoạt động ......................................................................................................15

3.1.3. Phân tích các thành phần................................................................................16

3.2. Giải pháp tại cổng Internet của mạng LAN...........................................................19

3.2.1. Kiến trúc tổng quan........................................................................................19

3.2.2. Giải thuật và cơ chế hoạt động .......................................................................19

3.3. Giải pháp trực tiếp trên máy tính cá nhân .............................................................24

3.3.1. User mode: lấy nội dung từ lớp ứng dụng (Application).................................25

3.3.2. User Mode: lấy nội dung từ lớp phiên (Session).............................................29

3.3.3. Kernel mode: lấy nội dung từ lớp mạng (IP) ..................................................32

3.3.4. Kernel mode: cơ chế nghe lén (sniffer) ..........................................................35

3.4. Đề xuất giải pháp..................................................................................................36

3.4.1. Đánh giá giải pháp trực tiếp ...........................................................................36

3.4.2. Đề xuất ..........................................................................................................37

Chương 4 - GIẢI PHÁP LỌC NỘI DUNG VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM TẠI MÁY

TÍNH CÁ NHÂN............................................................................................................39

4.1. Giải thuật..............................................................................................................39

4.2. Hoạt động.............................................................................................................40

4.3. Phân tích các thành phần ......................................................................................41

4.3.1. Thành phần lấy dữ liệu...................................................................................41

4.3.2. Thành phần phân tích nội dung gói tin ...........................................................45

4.3.3. Thành phần tách, tổng hợp gói tin thành phiên giao dịch................................48

4.3.4. Thành phần lọc cụ thể, lọc loại trừ .................................................................51

4.3.5. Thành phần lọc nội dung................................................................................52

4.3.6. Thành phần quản lý ứng dụng........................................................................54

4.3.7. Thành phần ghi log truy cập...........................................................................56

4.3.8. Thành phần quản lý luật truy cập ...................................................................56

4.4. Chương trình thử nghiệm .....................................................................................57

4.4.1. Kết quả chương trình thử nghiệm...................................................................57

4.4.2. So sánh với chương trình cùng loại ................................................................58

KẾT LUẬN ....................................................................................................................60

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................61

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1. Lọc tại cổng Internet quốc gia .........................................................................11

Hình 2.2. Lọc thông qua bên thứ ba ................................................................................12

Hình 2.3. Lọc tại máy tính cá nhân .................................................................................12

Hình 3.1. Hệ thống tưởng lửa hiện tại của các ISP ..........................................................14

Hình 3.2. Kiến trúc hệ thống lọc nội dung Internet tại ISP ..............................................15

Hình 3.3. Gateway Filter lọc cho một mạng LAN...........................................................19

Hình 3.4. Sơ đồ giải thuật lọc cho mạng LAN 1..............................................................20

Hình 3.5. Sơ đồ giải thuật lọc cho mạng LAN 2..............................................................22

Hình 3.6. Sơ đồ giải thuật lọc cho mạng LAN 3..............................................................23

Hình 3.7. Sơ đồ giải thuật lọc cho mạng LAN 4..............................................................24

Hình 3.8. Nội dung kiểm soát lấy từ cửa sổ trình duyệt...................................................26

Hình 3.9. Sơ đồ giải thuật User mode (lấy nội dung lớp ứng dụng).................................27

Hình 3.10. Hook Firewall ở User Mode ..........................................................................30

Hình 3.11. Sơ đồ giải thuật User mode (lấy nội dung lớp phiên).....................................31

Hình 3.12. Các chế độ Hook Firewall trên Windows ......................................................33

Hình 3.13. Sơ đồ giải thuật Kernel mode (lấy nội dung lớp IP).......................................34

Hình 4.1. Sơ đồ giải thuật lọc nội dung trực tiếp trên máy tính cá nhân...........................39

Hình 4.2. Phân lớp xử lý gói tin ......................................................................................41

Hình 4.3. Sơ đồ xử lý tổng quát giải pháp lọc nội dung...................................................42

Hình 4.4. Quy trình ghi log truy cập ...............................................................................42

Hình 4.5. Cấu trúc dữ liệu tầng Transport .......................................................................43

Hình 4.6. Cấu trúc dữ liệu tầng Network.........................................................................44