Việc lựa chọn một bản phân phối Linux mới có thể gây choáng ngợp, và quá trình cài đặt một bản phân phối phức tạp thường rất tốn sức. Nếu bạn cảm thấy việc lãng phí tiền bạc vào phần cứng không phù hợp hoặc phải chìm sâu vào các thuật ngữ kỹ thuật phức tạp là điều đáng sợ, thì có lẽ Qubes OS không phải là lựa chọn dành cho bạn.
Qubes OS được mệnh danh là hệ điều hành hướng đến bảo mật tối đa, nhưng đi kèm với nó là những yêu cầu khắt khe và độ phức tạp đáng kể. Đối với người dùng thông thường, những thách thức này có thể trở thành rào cản lớn, khiến trải nghiệm sử dụng trở nên khó khăn hơn. Bài viết này sẽ đi sâu vào những lý do tại sao Qubes OS, dù mạnh mẽ về bảo mật, lại không phải là “chén thánh” cho tất cả mọi người, đặc biệt là những người chưa sẵn sàng đối mặt với đường cong học tập dốc và các yêu cầu kỹ thuật đặc thù.
Lựa chọn phần cứng là một thử thách lớn
Trở ngại đầu tiên bạn sẽ gặp phải khi muốn trải nghiệm Qubes OS chính là việc lựa chọn phần cứng phù hợp. Qubes OS phụ thuộc vào các công nghệ ảo hóa cụ thể, bao gồm VT-x, VT-D, IOMMU và SLAT. Mặc dù đây là những công nghệ khá phổ biến trên các máy tính hiện đại, việc kết hợp chúng với các yêu cầu khác như IOMMU groups (sẽ đề cập chi tiết hơn) và chi phí lại là một vấn đề không hề đơn giản.
Yêu cầu công nghệ ảo hóa chuyên biệt
Các tính năng như VT-x (Intel Virtualization Technology) và AMD-V (AMD Virtualization) cho phép CPU hỗ trợ ảo hóa hiệu quả. VT-D (Intel Virtualization Technology for Directed I/O) và AMD-Vi (AMD I/O Virtualization) hay còn gọi là IOMMU, là công nghệ cho phép các thiết bị ngoại vi như card mạng hoặc ổ cứng được gán trực tiếp cho máy ảo (VM), cung cấp khả năng cô lập và bảo mật tốt hơn. SLAT (Second Level Address Translation) giúp tăng hiệu suất máy ảo. Việc thiếu đi bất kỳ công nghệ nào trong số này có thể khiến Qubes OS không thể hoạt động hoặc hoạt động kém hiệu quả.
Nói về chi phí, không phải ai cũng sẵn sàng chi hàng ngàn đô la cho một chiếc laptop. Yêu cầu càng chuyên biệt, giá thành càng cao. Tuy nhiên, nếu bạn chấp nhận sử dụng phần cứng đã qua sử dụng, bạn hoàn toàn có thể tìm thấy những thiết bị phù hợp với mức giá phải chăng hơn.
Nhiều cửa sổ trình duyệt mở trên desktop Qubes cho thấy quá trình nghiên cứu về phần cứng ảo hóa đang diễn ra sôi nổi.
Nhóm IOMMU (IOMMU Groups) – Vấn đề khó nắm bắt và thiếu tài liệu
IOMMU là một công nghệ cho phép Qubes OS gán trực tiếp các thiết bị PCI vào một máy ảo, tạo ra các “ranh giới ảo” xung quanh phần cứng. Điều này cho phép tương tác trực tiếp giữa VM và thiết bị, đồng thời đảm bảo khả năng cô lập an toàn. Tuy nhiên, có một hạn chế đáng kể là nhóm IOMMU (IOMMU groups).
Một nhóm IOMMU là tập hợp các thiết bị PCI được nhóm lại với nhau. Hệ điều hành xem một nhóm IOMMU như một đơn vị duy nhất. Các thiết bị trong cùng một nhóm IOMMU bắt buộc phải được gán cho cùng một máy ảo. Vấn đề quan trọng là mỗi bo mạch chủ lại cấu hình các nhóm này khác nhau.
Điều đáng phiền toái là các nhà sản xuất bo mạch chủ không tài liệu hóa cách họ cấu hình các nhóm này. Bạn không thể biết trước chúng sẽ trông như thế nào, và vì vậy việc lựa chọn phần cứng trở nên đặc biệt khó khăn. Một vấn đề phổ biến là việc gán nhóm không hợp lý; ví dụ, các cổng USB và card mạng chia sẻ cùng một nhóm. Qubes OS nhận thức được điều này và cung cấp một tùy chọn cài đặt để gán USB và card mạng cho cùng một máy ảo nếu cần thiết.
May mắn thay, Danh sách tương thích phần cứng của Qubes (Qubes Hardware Compatibility List) khá đầy đủ và cung cấp một số ghi chú về những gì mong đợi trước khi bạn mua phần cứng.
Bộ nhớ RAM luôn trong tình trạng thiếu hụt
Thông thường, bạn sẽ sử dụng 2-4 “qubes” (máy ảo) cho các tác vụ khác nhau: một qube USB, một qube mạng (NetVM), một qube tường lửa và có thể là một qube VPN. Mỗi qube này yêu cầu ít nhất nửa gigabyte RAM làm nền tảng. Thêm vào đó một vài trình duyệt và một hoặc hai ứng dụng, bạn sẽ thấy mức sử dụng RAM của mình dễ dàng vượt quá 16 GB. Hầu hết các laptop cũ hơn hỗ trợ dưới 16 GB, vì vậy bạn có thể thấy mình phải liên tục dừng và khởi động các máy ảo để điều chỉnh bộ nhớ.
Tôi khuyên dùng ít nhất 16 GB RAM, nhưng nếu có thể thì 32 GB là lý tưởng; 64 GB hoặc hơn nếu bạn có đủ khả năng chi trả. RAM với số lượng lớn thường đắt đỏ, và 64 GB RAM có thể tốn vài trăm đô la, một số tiền mà không phải ai cũng sẵn lòng bỏ ra. Tuy nhiên, xét đến việc các máy tính ngày nay tiêu thụ bộ nhớ một cách mạnh mẽ, đã đến lúc 32 GB RAM trở thành tiêu chuẩn mới.
Linh vật Linux vẫy tay bên trong logo Windows 10, phía trước là logo của một số bản phân phối Linux.
Bàn phím USB có thể trở thành rủi ro bảo mật
Về mặt bảo mật, bàn phím USB nên được kết nối với qube USB, vốn không thể giao tiếp với dom0. Dom0 là máy ảo quản trị kiểm soát tất cả các máy ảo khác. Bạn bảo vệ dom0 bằng mọi giá; không có gì nên giao tiếp trực tiếp với nó, kể cả qube USB.
Vậy bạn phải làm gì? Sử dụng bàn phím PS/2 là một giải pháp! Tuy nhiên, không phải ai cũng muốn. Trong trường hợp đó, bàn phím được gán cho một qube USB sẽ hoạt động với hầu hết các AppVM (máy ảo chạy các ứng dụng hàng ngày), nhưng nó sẽ không hoạt động cho dom0 – và đó là một vấn đề lớn. Sự khó chịu phát sinh là quá nhiều. Trong sự bực bội, một số người có thể kết nối bàn phím USB của họ trực tiếp với dom0, nhưng đó là một điều cấm kỵ lớn vì một bàn phím bị xâm nhập có thể tấn công dom0.
Thêm vào những khó khăn, một số bàn phím laptop dựa vào kết nối USB nội bộ, điều này có thể khiến bạn có một cỗ máy trục trặc nhất hoặc một rủi ro bảo mật tồi tệ nhất. Nếu bạn lo ngại hoặc không chắc chắn về việc liệu một chiếc laptop có hoạt động đầy đủ hay không, hãy tham khảo lại Danh sách tương thích phần cứng để biết thêm chi tiết.
Hạn chế về hỗ trợ GPU gây giới hạn lựa chọn
Tính đến năm 2025, các máy ảo trên Qubes OS vẫn chưa có khả năng tăng tốc GPU. Lý do? Các GPU không cô lập đúng cách nội dung bộ nhớ video (giữa các máy ảo và dom0). Mặc dù không chắc chắn, nhưng vẫn có khả năng các máy ảo có thể đọc thông tin nhạy cảm của dom0.
Ngoài ra, bạn chỉ có thể gán một GPU cho một máy ảo, vậy bạn sẽ chọn cái nào? Tất cả các trình duyệt của bạn đều muốn tăng tốc GPU, và nhiều ứng dụng, tiện ích cũng như trình biên dịch cũng vậy. Các máy tính ngày nay cũng ngày càng xử lý khối lượng công việc AI, chẳng hạn như cài đặt và sử dụng chatbot tại nhà với Ollama. Việc thiếu tăng tốc GPU khiến Qubes OS tụt hậu đối với hầu hết người dùng.
Tuy nhiên, có một điểm sáng: đội ngũ Qubes đã bắt đầu triển khai tăng tốc GPU ảo hóa thông qua một công nghệ gọi là VirtIO native contexts, cho phép chia sẻ tăng tốc GPU trên tất cả các máy ảo với hiệu suất gần như gốc. Tôi hy vọng tăng tốc GPU sẽ xuất hiện vào khoảng năm 2027 (hoặc 2037; bạn biết mọi thứ diễn ra như thế nào rồi đấy).
Một số cửa sổ liên quan đến đồ họa mở trên desktop Qubes, hiển thị glxgears và thông tin đồ họa.
Thời lượng pin cực kỳ kém
Do thiếu tăng tốc GPU, Qubes OS kết xuất mọi thứ bằng phần mềm. Việc kết xuất phần mềm không hiệu quả và làm tiêu hao năng lượng pin nhanh hơn so với một GPU hiệu quả hơn.
Nhiều máy ảo chạy đồng thời, và mỗi máy ảo thực thi một tập hợp các quy trình trùng lặp, dẫn đến nỗ lực dư thừa. Mỗi quy trình này tiêu tốn thời gian CPU và năng lượng pin quý giá.
Tôi không biết bạn có từng để ý không, nhưng các terminal như Alacritty thường chiếm khoảng 1% đến 2% mức sử dụng CPU khi ở trạng thái chờ. Mở một terminal trong nhiều máy ảo có nghĩa là tất cả chúng đều tiêu hao năng lượng. Các tiện ích giám sát hệ thống làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn bằng cách làm mới thường xuyên. Thêm vào đó là các trình duyệt và các trang web tệ hại, ngốn tài nguyên. Tôi thường thấy CPU tăng vọt lên 20% hoặc 50% khi không làm gì cả. Việc săn lùng các quy trình ngốn tài nguyên giống như một nghi thức đối với tôi trên Linux tiêu chuẩn, và bạn có thể mong đợi nỗ lực đó tăng gấp 5 lần với Qubes OS.
Tóm lại, các máy ảo tiêu thụ nhiều năng lượng và cực kỳ tệ cho thời lượng pin.
Nhiều cửa sổ terminal hiển thị công cụ giám sát tài nguyên hệ thống mở trên desktop Qubes, minh họa sự trùng lặp quy trình trong nhiều máy ảo.
Đường cong học tập dốc và yêu cầu kiến thức kỹ thuật chuyên sâu
Việc học Qubes OS đòi hỏi bạn phải hiểu rõ các thành phần khác nhau của nó, chẳng hạn như AppVMs, TemplateVMs, DispVMs, DispVM templates, dom0 và domUs. Điều quan trọng là phải nắm vững cách các thành phần này (các miền – domains) hoạt động và tương tác với nhau. Mỗi miền có một trường hợp sử dụng rõ ràng; ví dụ, bạn áp dụng các bản cập nhật và thay đổi cấu hình cho các mẫu (templates). Việc không hiểu cách các miền tương tác có thể khiến bạn bối rối vì sao cấu hình của mình biến mất hoặc tại sao một bản cập nhật không có hiệu lực.
Ngoài ra, hệ thống RPC điều khiển cách các miền giao tiếp với nhau. Đây là một hệ thống thiết yếu, nhưng người dùng ít kinh nghiệm sẽ không hiểu cách cấu hình và sử dụng nó.
Đường cong học tập dốc cũng bao gồm mọi thứ đã đề cập trước đó. Nếu không tìm hiểu về IOMMU, phần cứng yêu cầu, v.v., bạn sẽ đưa ra lựa chọn sai lầm. Việc yêu cầu mọi người phải học tất cả mọi thứ ngay từ đầu là quá sức đối với hầu hết. Qubes OS đòi hỏi một số kiến thức kỹ thuật có năng lực.
Mặc dù tôi đã sử dụng và yêu thích Qubes OS gần một thập kỷ, nhưng nó không dành cho tất cả mọi người. Một số người chỉ đơn giản muốn một hệ điều hành đơn giản, dễ sử dụng.
Qubes OS thu hút hai kiểu người:
- Những người có nhiều thứ để mất (ví dụ: dữ liệu nhạy cảm, quyền riêng tư cao).
- Những người đam mê công nghệ (geeks) quan tâm sâu sắc đến bảo mật.
Không phải mọi người đam mê công nghệ đều muốn học một hệ thống phức tạp như vậy, nhưng đối với những người khác, sức hấp dẫn là quá lớn. Nếu bạn cảm thấy bị thu hút, hãy xem hướng dẫn cài đặt Qubes OS; nếu không, hãy tìm một bản phân phối Linux phù hợp khác.
