XÂY DỰNG MÔI TRƯỜNG SANDBOX HỖ TRỢ ĐÀO TẠO VÀ THỰC HÀNH AN NINH MẠNG PHÂN HỆ KIẾN TRÚC DỊCH VỤ VÀ QUY TRÌNH CẤP PHÁT SANDBOX

Abstract

Trong bối cảnh nhu cầu về nhân lực an ninh mạng có kỹ năng thực hành ngày càng tăng, các cơ sở giáo dục đại học tại Việt Nam vẫn chủ yếu tổ chức đào tạo thực hành dưới hình thức các buổi thực hành riêng lẻ, nơi sinh viên tự dựng máy ảo, thực hiện các bài tập rời rạc rồi xóa đi sau mỗi buổi học. Cách tổ chức này khiến môi trường thực hành không được duy trì liên tục, không tái sử dụng được và không mô phỏng được các hệ thống thực tế. Do đó, môi trường ảo hóa quy mô lớn mô phỏng các hệ thống mạng và dịch vụ thực tế đã nổi lên như một hướng tiếp cận hiện đại, cho phép người học trải nghiệm cả vai trò tấn công lẫn phòng thủ trong một không gian an toàn, có cấu trúc và có công cụ đánh giá tự động. Đề tài “Xây dựng môi trường Sandbox hỗ trợ đào tạo và thực hành an ninh mạng – Phân hệ Kiến trúc dịch vụ và quy trình cấp phát Sandbox” tập trung vào nội dung nghiên cứu bao gồm việc phân tích kiến trúc và các thành phần cốt lõi của nền tảng cyber range mã nguồn mở CyberRangeCZ cũng như các cơ chế tổ chức bài huấn luyện cố định và thích ứng. Trên cơ sở đó, luận văn đề xuất một quy trình để giảng viên thiết kế và triển khai bài huấn luyện theo góc nhìn Instructor một cách thống nhất, linh hoạt và hiệu quả. Bên cạnh đó, luận văn xây dựng mô hình thực nghiệm ở mức demo và dựng các bài huấn luyện mẫu nhằm minh hoạ cách triển khai cyber range trong môi trường đào tạo thực tế. Kết quả cho thấy mô hình đề xuất có khả năng cung cấp môi trường thực hành liên tục và có cấu trúc, hỗ trợ giảng viên trong việc thiết kế và đánh giá bài huấn luyện, đồng thời cải thiện trải nghiệm học tập của sinh viên trong các học phần an ninh mạng. Mặc dù vẫn còn một số hạn chế nhất định, nghiên cứu này góp phần cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc áp dụng cyber range vào công tác đào tạo an ninh mạng tại các trường đại học và các đơn vị có nhu cầu tương tự trong bối cảnh chuyển đổi số.- ABSTRACT: In the context of a growing demand for cybersecurity professionals with hands-on skills, higher education institutions in Vietnam still primarily conduct practical training through isolated lab sessions, in which students set up their own virtual machines, perform disconnected exercises, and delete them after each session. This approach results in a training environment that is neither persistent nor reusable, and that fails to simulate real-world systems. Consequently, large-scale virtualized environments that emulate real network systems and services have emerged as a modern approach, allowing learners to experience both offensive and defensive roles within a safe, structured space equipped with automated assessment tools. The thesis “Development of a Sandbox Environment for Cybersecurity Education and Hands-on Training – Module: Service Architecture and Sandbox Provisioning Process” focuses on analyzing the architecture and core components of the open-source cyber range platform CyberRangeCZ, as well as the mechanisms for organizing linear and adaptive training exercises. On this basis, the thesis proposes a procedure that enables instructors to design and deploy training exercises from the Instructor's perspective in a consistent, flexible, and effective manner. In addition, the thesis develops an experimental model at the demonstration level and constructs sample training exercises to illustrate the deployment of a cyber range in a real training environment. The results show that the proposed model is capable of providing a persistent and well-structured practice environment, supporting instructors in the design and assessment of training exercises, and enhancing students' learning experience in cybersecurity courses. Despite certain limitations, this study contributes to providing both theoretical and practical foundations for the application of cyber ranges in cybersecurity education at universities and other institutions with similar needs in the context of digital transformation.