Bảo vệ mạng gia đình hay môi trường lab tại nhà là yếu tố cốt lõi để giữ an toàn cho dữ liệu cá nhân và thiết bị riêng tư của bạn. Mặc dù nhiều người lựa chọn các giải pháp tường lửa phần cứng có sẵn, việc tự xây dựng một tường lửa tùy chỉnh (custom firewall) vẫn là phương pháp phổ biến để kiểm thử plugin hay các cấu hình mạng mới. Đây là một cách tuyệt vời để học hỏi các nguyên tắc bảo mật mạng, hiểu cách thức hoạt động của hệ thống phát hiện và ngăn chặn xâm nhập (IDS/IPS) trong việc nhận diện lưu lượng truy cập trái phép, cũng như nắm vững kiến thức nền tảng về mạng.
Tuy nhiên, mức độ kiểm soát và tính linh hoạt cao này cũng tiềm ẩn những rủi ro đáng kể nếu nằm trong tay người thiếu kinh nghiệm hoặc với các thiết lập sai. Không có ý định ngăn cản bất kỳ ai, bởi lẽ việc cài đặt một hệ điều hành định tuyến chuyên dụng hay xây dựng router từ một hệ điều hành Linux tối giản mang lại rất nhiều kiến thức quý giá về bảo mật và định tuyến. Dù vậy, như bất kỳ kỹ năng cấp cao nào, rất nhiều sai sót có thể xảy ra, và có những điều tôi ước mình đã không phải học bằng cách khó khăn.
Cáp Ethernet được cắm vào cổng RJ45, biểu tượng của kết nối mạng và hạ tầng tường lửa.
1. Chi Phí Ẩn Không Ngờ Tới
Thời gian của bạn là vàng bạc
Việc thiết lập một tường lửa phần cứng tùy chỉnh có thể đơn giản hoặc phức tạp, tùy thuộc vào số lượng vấn đề phát sinh và thời gian bạn cần để tìm kiếm giải pháp. Luôn có những chi phí ẩn mà ban đầu bạn không thấy rõ. Nếu không phải là một khoản phí đăng ký dịch vụ (subscription) mà bạn chỉ phát hiện sau khi cài đặt, thì chính thời gian của bạn sẽ là cái giá phải trả. Đó là thời gian bạn bỏ ra để tìm câu trả lời trên các diễn đàn, đọc tài liệu hướng dẫn sử dụng và các bài viết kỹ thuật để nắm bắt cơ chế đằng sau mọi thứ bạn đang xây dựng.
Nếu bạn đang tận dụng phần cứng PC cũ để cài đặt tường lửa, bạn sẽ cần ít nhất một, thậm chí hai card mạng PCIe Ethernet bổ sung. Lý do là các bộ điều hợp mạng (NICs) của Realtek, thường được sử dụng trên nhiều bo mạch chủ, không hoạt động đúng cách trên các hệ điều hành chuyên dụng cho tường lửa. NICs và CPU của Intel vẫn là lựa chọn dễ dàng nhất để cấu hình. Phần mềm tường lửa có thể miễn phí, nhưng các yếu tố như cập nhật bảo mật kịp thời hoặc hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp (không phải dựa trên diễn đàn cộng đồng) có thể theo mô hình đăng ký. Hơn nữa, nhiều plugin bảo mật bạn muốn sử dụng cũng yêu cầu phí thuê bao để nhận các bản nâng cấp nhanh hơn.
Thiết bị định tuyến Sharevdi F12, minh họa cho phần cứng chuyên dụng có thể dùng làm tường lửa.
2. Yếu Tố Con Người: Mắt Xích Yếu Nhất
Bạn có biết 95% các sự cố bảo mật tường lửa là do lỗi người dùng?
Phần cứng và phần mềm dùng để tạo tường lửa của bạn chỉ là một phần của phương trình. Bạn, với tư cách là quản trị viên hệ thống, chịu trách nhiệm hoàn toàn về hiệu quả hoạt động của tường lửa, từ cách nó xử lý lưu lượng đáng ngờ đến việc thiết bị nào có thể truy cập mạng, giao thức nào được phép sử dụng, thiết bị nào trong mạng có thể giao tiếp với nhau, v.v.
Các cài đặt sai lầm trong giai đoạn lọc gói (packet-filtering) có thể cấp quyền truy cập tự do cho mọi lưu lượng, ghi đè lên tất cả các quy tắc mà bạn đã cất công thiết lập. Các cài đặt quá lỏng lẻo khác có thể cho phép Giao thức Máy tính Từ xa (Remote Desktop Protocol – RDP) đi qua tường lửa, trong khi thực tế nó nên được vô hiệu hóa trừ khi thực sự cần thiết. Bạn phải tự tìm hiểu cách thức hoạt động của các ứng dụng chia sẻ file và thiết bị nào được phép truy cập chúng.
Nếu bạn định sử dụng Telnet, SSH hoặc FTP, bạn có thay đổi các cổng được phép và chỉ cho phép truy cập khi ở trong mạng được bảo mật không? Một ý tưởng tuyệt vời khác là thiết lập một hệ thống đọc nhật ký tường lửa (firewall logs) và gửi báo cáo về các thiết bị trái phép hoặc lưu lượng truy cập bất thường từ các thiết bị được phê duyệt, để bạn có thể đi sâu tìm hiểu vấn đề.
Kỹ sư đang cắm cáp Ethernet vào bộ chuyển mạch mạng, nhấn mạnh vai trò của người quản trị trong bảo mật.
3. Vấn Đề Tương Thích Phần Cứng và Phần Mềm
Thách thức về card mạng (NICs), CPU và RAM
Khi tìm kiếm phần cứng cho tường lửa chuyên dụng của bạn, có một số thành phần bạn hoàn toàn không nên tiết kiệm. Đầu tiên là các card mạng (NICs) chất lượng cao, vì tất cả lưu lượng mạng của bạn sẽ đi qua chúng, do đó chúng phải đủ khả năng xử lý. Các NICs dựa trên Intel tốt hơn vì chúng có nhiều khả năng có trình điều khiển hoạt động trên FreeBSD và/hoặc Linux, trong khi NICs của Realtek gần như không được hỗ trợ. Bạn cũng sẽ cần ít nhất hai NIC, vì mặc dù bạn có thể sử dụng bộ chuyển mạch mạng (network switch) để có thêm cổng phía mạng LAN, bạn vẫn cần một cổng WAN và một cổng LAN để tường lửa hoạt động. Bạn có thể thêm nhiều NIC để có thêm cổng LAN, nhưng có thể hết khe cắm PCIe và thường thì việc mua một network switch sẽ kinh tế hơn.
Các tính năng nâng cao yêu cầu hiệu suất đơn luồng (single-threaded performance), vì mã nguồn chủ yếu được viết để sử dụng đơn luồng, mặc dù một số tính năng bảo mật hiện sử dụng đa luồng theo mặc định. Tuy nhiên, vẫn tốt hơn nếu giả định tốc độ đơn luồng là yếu tố then chốt, ngay cả khi CPU bạn chọn có nhiều lõi. Một lần nữa, CPU của Intel được hỗ trợ tốt hơn trên cả FreeBSD và Linux, vì vậy bạn nên tìm kiếm theo hướng đó. Nó không cần phải là một CPU đắt tiền. Một Pentium Gold 8505 có thể hoạt động tốt nếu bạn xử lý các kết nối gigabit, mặc dù bạn có thể muốn Core i3 hoặc i5 nếu bạn đang sử dụng mạng 10GbE tại nhà.
Cuối cùng, RAM không cần phải nhanh, nhưng bạn nên đặt mục tiêu có dung lượng kha khá. Nếu nhìn vào các nhà sản xuất tường lửa phần cứng hoặc yêu cầu hệ điều hành, bạn có thể yên tâm với 4GB RAM, nhưng tôi khuyên bạn nên chọn 16GB hoặc thậm chí 32GB nếu thiết bị của bạn cho phép. RAM là một nâng cấp rẻ tiền, và có thêm một chút so với những gì bạn nghĩ mình cần luôn tốt hơn.
Máy tính xách tay Lenovo Z51-70 cạnh một máy chủ PC, minh họa cho việc tái sử dụng phần cứng cũ cho tường lửa.
4. Công Việc Bảo Trì Không Ngừng Nghỉ
Lên lịch cập nhật thường xuyên là điều bắt buộc
Một trong những nhiệm vụ đầu tiên sau khi cài đặt phần mềm tường lửa là cập nhật firmware, các gói phần mềm và plugin đi kèm. Nhưng đây sẽ không phải là lần cuối cùng bạn phải làm điều này; bạn sẽ cần liên tục cập nhật để đảm bảo các lỗi bảo mật được vá và tường lửa gia đình của bạn hoạt động ở mức tối ưu. OPNsense và một vài hệ điều hành tường lửa khác sẽ thông báo cho bạn khi bạn đăng nhập vào trang quản lý, vì vậy hãy đặt lịch nhắc nhở hàng tháng và bạn sẽ ổn.
Tuy nhiên, mọi thứ không chỉ đơn giản là kiểm tra các bản cập nhật hệ thống. Bất kỳ plugin nào cũng cần được kiểm tra (nếu hệ điều hành tường lửa của bạn không thực hiện tất cả cùng lúc), và bạn nên thực hiện các bài kiểm tra tốc độ định kỳ cũng như các kiểm tra khác đối với hệ thống dây mạng vật lý để đảm bảo không có gì bị sai lệch hoặc hư hỏng.
Màn hình laptop hiển thị quá trình cài đặt Proxmox, một nền tảng ảo hóa cho tường lửa tùy chỉnh.
Giao diện pfSense chạy bên trong Proxmox, minh họa giải pháp tường lửa ảo hóa cho mạng gia đình.
5. Tính Năng Nâng Cao Là Yếu Tố Cốt Lõi, Không Phải Tùy Chọn
Cần các plugin để xây dựng lớp bảo mật đa tầng
Hệ điều hành trên tường lửa của bạn hoạt động tốt cho các mục đích cơ bản, nhưng để khai thác tối đa sức mạnh của nó, bạn sẽ muốn thêm các tính năng nâng cao bằng cách sử dụng plugin. Hãy nghĩ về số lượng chương trình bạn cài đặt trên máy tính hoặc điện thoại để sử dụng hàng ngày, bên cạnh bản cài đặt cơ bản. Điều này cũng tương tự với tường lửa của bạn, ngoại trừ các plugin và công cụ bạn thêm vào sẽ tập trung vào bảo mật.
Bạn sẽ cần một hệ thống IDS/IPS, có thể là Zenarmor, Suricata, Snort hoặc bất kỳ gói phần mềm phổ biến nào khác. Bạn cũng sẽ cần một giải pháp giám sát, ví dụ như ntoping. CrowdSec giúp ngăn chặn các mối đe dọa đã biết quét các cổng bên ngoài của bạn, và bạn có thể thêm các công cụ truy cập từ xa như Tailscale hoặc NetBird, reverse proxy như Nginx, hoặc bất kỳ plugin hữu ích nào khác. Một số trong số này sẽ đi kèm với chi phí đăng ký liên quan để có được phiên bản tốt nhất của các quy tắc bảo mật, nhưng điều này hoàn toàn xứng đáng nếu chúng bảo vệ mạng gia đình của bạn khỏi sự xâm nhập.
Bàn làm việc với nhiều cáp mạng lộn xộn, thể hiện sự phức tạp của việc quản lý mạng gia đình.
Tự mình trở thành quản trị viên hệ thống là một nhiệm vụ đáng giá, nhưng nó đòi hỏi rất nhiều thời gian.
Việc xây dựng (và duy trì) tường lửa tùy chỉnh của riêng bạn là một nhiệm vụ khá nặng nề, nhưng không phải là ngoài tầm với của bất kỳ ai có đủ niềm đam mê và thời gian để học hỏi. Mỗi giờ bạn dành để cấu hình, khắc phục sự cố và cài đặt các thành phần phần cứng sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về cách mạng hoạt động, một kiến thức vô cùng quý giá. Bạn sẽ có một mạng gia đình an toàn hơn nhờ vào đó, miễn là bạn kiểm tra kỹ lưỡng mọi cài đặt và luôn sao lưu dự phòng trong trường hợp khẩn cấp.
Bạn đã từng tự xây tường lửa cho mạng gia đình mình chưa? Hãy chia sẻ kinh nghiệm và những bài học của bạn trong phần bình luận bên dưới nhé!