LockSend do sinh viên Trường Đại học FPT phát triển, mã hóa tệp ngay trên trình duyệt trước khi lưu trữ và chia sẻ trên đám mây.

Trong bối cảnh nhu cầu lưu trữ và chia sẻ dữ liệu trên nền tảng đám mây ngày càng phổ biến, bảo vệ tài liệu trước nguy cơ truy cập trái phép trở thành một bài toán được quan tâm. Từ vấn đề này, nhóm sinh viên chuyên ngành An toàn thông tin, Trường Đại học FPT đã phát triển LockSend – hệ thống hướng đến lưu trữ và chia sẻ tệp an toàn bằng cách mã hóa dữ liệu ngay trên trình duyệt trước khi đưa lên đám mây.

Mã hóa dữ liệu ngay từ thiết bị người dùng

LockSend là sản phẩm thuộc đồ án “Hệ thống lưu trữ và chia sẻ tệp an toàn trên Azure Blob Storage sử dụng mã hóa lai để đảm bảo tính bảo mật”, được thực hiện trong học kỳ Summer 2026 dưới sự hướng dẫn của giảng viên Nguyễn Minh Triết.

Nhóm thực hiện gồm 5 sinh viên: Phan Thái An (Trưởng nhóm), Nguyễn Đức Trọng, Nguyễn Phan Mỹ Yên, Phạm Hiền Vy và Nguyễn Minh Hiển.

Xuất phát từ bài toán bảo vệ tài liệu ngay cả khi kho lưu trữ đám mây bị truy cập trái phép, nhóm không chỉ tập trung vào khả năng lưu trữ và chia sẻ thuận tiện mà đặt yêu cầu bảo mật dữ liệu lên hàng đầu. Theo thiết kế, tệp được mã hóa ngay trên trình duyệt trước khi được tải lên hệ thống.

Điều này có nghĩa nội dung gốc của tài liệu không được đưa trực tiếp lên nền tảng lưu trữ. Thay vào đó, dữ liệu được chuyển thành trạng thái mã hóa ngay trên thiết bị của người dùng. Máy chủ trung gian và Azure Blob Storage chỉ tiếp nhận, xử lý và lưu trữ dữ liệu đã được mã hóa.

Có thể hình dung mỗi tệp được “khóa” trước khi rời khỏi thiết bị. Người nhận cần có khóa giải mã phù hợp mới có thể mở và đọc nội dung. Vì vậy, trong thiết kế của LockSend, việc một bên có thể lấy được dữ liệu từ kho lưu trữ không đồng nghĩa với việc có thể đọc được nội dung tài liệu, với điều kiện các khóa bí mật vẫn được bảo vệ.

Kết hợp mã hóa, quản lý khóa và chữ ký số

Để hiện thực hóa ý tưởng, nhóm xây dựng quy trình xử lý xuyên suốt từ tạo khóa, mã hóa, ký số, tải tệp lên, chia sẻ, tải về, giải mã cho đến kiểm tra dữ liệu. Trong kiến trúc của LockSend, trình duyệt đảm nhận việc mã hóa và giải mã, máy chủ đóng vai trò trung gian, còn Azure Blob Storage được sử dụng để lưu trữ các tệp ở trạng thái đã mã hóa.

Một điểm đáng chú ý của hệ thống là việc kết hợp bảo vệ nội dung tệp với cơ chế quản lý khóa theo từng người nhận. Mỗi tệp sử dụng một khóa riêng và có thể được chia sẻ cho nhiều người mà không cần mã hóa lại toàn bộ nội dung.

Cách tiếp cận này hướng đến việc cân bằng giữa bảo mật và sự thuận tiện trong quá trình chia sẻ tài liệu. Thay vì phải xử lý lại toàn bộ tệp mỗi khi thêm người nhận, hệ thống tập trung vào việc quản lý quyền truy cập và khóa giải mã tương ứng.

Bên cạnh mã hóa, LockSend còn tích hợp chữ ký số và cơ chế kiểm tra tính toàn vẹn. Các chức năng này hỗ trợ xác minh người gửi cũng như phát hiện trường hợp dữ liệu bị thay đổi trong quá trình lưu trữ hoặc truyền tải.

Hệ thống cũng sử dụng các liên kết chia sẻ có thời hạn nhằm giới hạn khoảng thời gian người nhận có thể truy cập tài liệu. Đây là một lớp kiểm soát bổ sung, giúp giảm nguy cơ các liên kết chia sẻ tiếp tục được sử dụng trong thời gian dài ngoài mục đích ban đầu.

Phát triển thành ứng dụng web với nhiều chức năng

Từ thiết kế ban đầu, nhóm đã phát triển LockSend thành một ứng dụng web với nhiều chức năng phục vụ quá trình lưu trữ, quản lý và chia sẻ dữ liệu.

Hệ thống cung cấp không gian lưu trữ cá nhân, cho phép người dùng tổ chức tài liệu theo các thư mục phân cấp. Bên cạnh đó, người dùng có thể đăng nhập bằng tài khoản Google, xác thực bằng mã dùng một lần được gửi qua email và sử dụng cơ chế phân quyền theo vai trò.

Việc kết hợp các chức năng quản lý tài khoản, lưu trữ, mã hóa và chia sẻ trong cùng một hệ thống giúp nhóm đưa bài toán bảo mật dữ liệu vào một quy trình sử dụng tương đối hoàn chỉnh. Qua đó, đồ án không chỉ tập trung vào một thuật toán mã hóa riêng lẻ mà hướng đến xây dựng một hệ thống có thể mô phỏng các tình huống sử dụng thực tế.

Kiểm thử qua các kịch bản tấn công mô phỏng

Không dừng lại ở việc xây dựng chức năng, nhóm còn tiến hành đánh giá LockSend thông qua 4 kịch bản tấn công mô phỏng, trong đó có các tình huống liên quan đến kho lưu trữ bị xâm phạm và liên kết chia sẻ bị lạm dụng.

Các bài kiểm thử được thực hiện nhằm đánh giá khả năng bảo vệ dữ liệu của hệ thống trong những tình huống có nguy cơ ảnh hưởng đến an toàn thông tin, đồng thời kiểm tra sự ổn định của các chức năng sử dụng thông thường.

Theo kết quả kiểm thử do nhóm cung cấp, hệ thống ghi nhận tỷ lệ lỗi 0% trong bài kiểm tra tải với tối đa 500 người dùng đồng thời. Trong phạm vi thử nghiệm, không xảy ra sự cố khiến hệ thống ngừng hoạt động hoặc phát sinh lỗi máy chủ.

Đối với các tệp có dung lượng từ 100 MB đến 10 GB, kết quả đối chiếu trước và sau quá trình xử lý cho thấy dữ liệu được giữ nguyên. Các kết quả này được ghi nhận trong phạm vi, điều kiện và kịch bản kiểm thử của đồ án, là cơ sở để nhóm đánh giá khả năng hoạt động của hệ thống trong quá trình phát triển.

Việc đưa các kịch bản tấn công mô phỏng vào quá trình đánh giá cũng giúp nhóm tiếp cận sản phẩm theo góc nhìn của an toàn thông tin, thay vì chỉ kiểm tra xem các chức năng có hoạt động đúng hay không. Đây là bước quan trọng để nhận diện các rủi ro và đánh giá khả năng bảo vệ dữ liệu của một hệ thống lưu trữ và chia sẻ tệp.

Biến kiến thức an toàn thông tin thành sản phẩm

Hành trình phát triển LockSend cũng là cơ hội để 5 thành viên vận dụng kiến thức về mật mã, bảo mật ứng dụng và điện toán đám mây vào một sản phẩm cụ thể. Từ việc xác định vấn đề, phân tích rủi ro, lựa chọn phương án bảo vệ dữ liệu đến thiết kế kiến trúc, phát triển chức năng, kiểm thử và trình bày sản phẩm, mỗi giai đoạn đều đặt ra những yêu cầu khác nhau về chuyên môn và khả năng phối hợp.

Đặc biệt, việc xây dựng một hệ thống có sự kết hợp giữa mã hóa dữ liệu, quản lý khóa, chữ ký số, kiểm tra tính toàn vẹn và phân quyền giúp sinh viên có cơ hội nhìn nhận an toàn thông tin từ nhiều lớp khác nhau. Đây cũng là quá trình chuyển hóa kiến thức lý thuyết thành những chức năng có thể triển khai và kiểm chứng trong một sản phẩm phần mềm.

Từ một bài toán về bảo vệ tài liệu trên môi trường đám mây, LockSend trở thành sản phẩm để 5 sinh viên chuyên ngành An toàn thông tin thử nghiệm cách giải quyết một nhu cầu thực tế: lưu trữ và chia sẻ dữ liệu nhưng vẫn kiểm soát khả năng tiếp cận nội dung.

Thông qua quá trình phát triển và kiểm thử, đồ án mang đến cho sinh viên trải nghiệm xuyên suốt từ hình thành ý tưởng đến hoàn thiện sản phẩm. Qua đó, LockSend cho thấy cách học thông qua trải nghiệm có thể tạo điều kiện để sinh viên Trường Đại học FPT chủ động ứng dụng kiến thức chuyên môn, rèn luyện tư duy giải quyết vấn đề và từng bước tiếp cận việc phát triển các giải pháp công nghệ gắn với nhu cầu thực tế.