Menschen und Unternehmen müssen ihre Vermögenswerte mithilfe kryptografischer Schlüssel schützen. Aber sie müssen diese Schlüssel auch schützen. HSMs könnten die Antwort sein.
Cyberkriminelle sind überall zu finden und greifen jedes anfällige Gerät, jede Software oder jedes System an, auf das sie stoßen. Dies hat dazu geführt, dass Einzelpersonen und Unternehmen Sicherheitsmaßnahmen der nächsten Stufe ergreifen müssen, beispielsweise die Verwendung kryptografischer Schlüssel, um ihre IT-Ressourcen zu schützen.
Allerdings stellt die Verwaltung kryptografischer Schlüssel, einschließlich deren Erstellung, Speicherung und Prüfung, oft ein großes Hindernis bei der Sicherung von Systemen dar. Die gute Nachricht ist, dass Sie kryptografische Schlüssel mithilfe eines Hardware Security Module (HSM) sicher verwalten können.
Was ist ein Hardware-Sicherheitsmodul (HSM)?
Ein HSM ist ein physisches Computergerät, das kryptografische Schlüssel schützt und verwaltet. Es verfügt in der Regel über mindestens einen sicheren Kryptoprozessor und ist üblicherweise als Steckkarte (SAM/SIM-Karte) oder externes Gerät erhältlich, das direkt an einen Computer oder Netzwerkserver angeschlossen wird.
HSMs wurden speziell entwickelt, um den Lebenszyklus von kryptografischen Schlüsseln mithilfe manipulationssicherer, manipulationssicherer Hardwaremodule zu schützen und Daten über mehrere Kanäle zu schützen Techniken, einschließlich Verschlüsselung und Entschlüsselung. Sie dienen auch als sichere Aufbewahrungsorte für kryptografische Schlüssel, die für Aufgaben wie Datenverschlüsselung, Digital Rights Management (DRM) und Dokumentsignatur verwendet werden.
Wie funktionieren Hardware-Sicherheitsmodule?
HSMs gewährleisten die Datensicherheit, indem sie kryptografische Schlüssel generieren, sichern, bereitstellen, verwalten, archivieren und entsorgen.
Während der Bereitstellung werden eindeutige Schlüssel generiert, gesichert und zur Speicherung verschlüsselt. Die Schlüssel werden dann von autorisiertem Personal bereitgestellt und im HSM installiert, um einen kontrollierten Zugriff zu ermöglichen.
HSMs bieten Verwaltungsfunktionen für die Überwachung, Kontrolle und Rotation kryptografischer Schlüssel gemäß Industriestandards und Organisationsrichtlinien. Die neuesten HSMs stellen beispielsweise die Einhaltung sicher, indem sie die Empfehlung des NIST zur Verwendung von RSA-Schlüsseln mit mindestens 2048 Bit durchsetzen.
Sobald kryptografische Schlüssel nicht mehr aktiv verwendet werden, wird der Archivierungsprozess ausgelöst. Wenn die Schlüssel nicht mehr benötigt werden, werden sie sicher und dauerhaft vernichtet.
Bei der Archivierung werden stillgelegte Schlüssel offline gespeichert, sodass die mit diesen Schlüsseln verschlüsselten Daten später wieder abgerufen werden können.
Wofür werden Hardware-Sicherheitsmodule verwendet?
Der Hauptzweck von HSMs besteht darin, kryptografische Schlüssel zu sichern und wesentliche Dienste zum Schutz von Identitäten, Anwendungen und Transaktionen bereitzustellen. HSMs unterstützen mehrere Konnektivitätsoptionen, einschließlich der Verbindung mit einem Netzwerkserver oder der Offline-Nutzung als eigenständige Geräte.
HSMs können als Smartcards, PCI-Karten, diskrete Appliances oder als Cloud-Dienst namens HSM as a Service (HSMaaS) verpackt werden. Im Bankwesen werden HSMs unter anderem in Geldautomaten, EFTs und PoS-Systemen eingesetzt.
HSMs schützen viele alltägliche Dienste, darunter Kreditkartendaten und PINs, medizinische Geräte, Personalausweise und Reisepässe, intelligente Zähler und Kryptowährungen.
Arten von Hardware-Sicherheitsmodulen
HSMs gibt es in zwei Hauptkategorien, die jeweils unterschiedliche Schutzfunktionen bieten, die auf bestimmte Branchen zugeschnitten sind. Hier sind die verschiedenen Arten von HSMs verfügbar.
1. Allzweck-HSMs
Allzweck-HSMs verfügen über mehrere Funktionen Verschlüsselungsalgorithmen, einschließlich symmetrischer und asymmetrischer, und Hash-Funktionen. Diese beliebtesten HSMs sind vor allem für ihre außergewöhnliche Leistung beim Schutz sensibler Datentypen wie Krypto-Wallets und Public-Key-Infrastrukturen bekannt.
Die HSMs verwalten zahlreiche kryptografische Vorgänge und werden häufig für PKI, SSL/TLS und den allgemeinen Schutz sensibler Daten verwendet. Aus diesem Grund werden Allzweck-HSMs in der Regel eingesetzt, um allgemeine Industriestandards wie HIPAA-Sicherheitsanforderungen und FIPS-Konformität zu erfüllen.
Allzweck-HSMs unterstützen auch API-Konnektivität mit Java Cryptography Architecture (JCA), Java Cryptography Extension (JCE), Cryptography API Next Generation (CNG) und Public-Key Cryptography Standard (PKCS) #11 und Microsoft Cryptographic Application Programming Interface (CAPI), sodass Benutzer das Framework auswählen können, das am besten zu ihrer Kryptografie passt Operationen.
2. Zahlungs- und Transaktions-HSMs
Zahlungs- und Transaktions-HSMs wurden speziell für die Finanzbranche entwickelt, um sensible Zahlungsinformationen wie Kreditkartennummern zu schützen. Diese HSMs unterstützen Zahlungsprotokolle wie APACS und halten gleichzeitig mehrere branchenspezifische Standards wie EMV und PCI HSM zur Compliance ein.
Die HSMs bieten eine zusätzliche Schutzebene für Zahlungssysteme, indem sie sensible Daten während der Übertragung und Speicherung sichern. Dies hat Finanzinstitute, darunter Banken und Zahlungsabwickler, dazu veranlasst, es als integrale Lösung zur Gewährleistung der sicheren Abwicklung von Zahlungen und Transaktionen einzuführen.
Hauptmerkmale von Hardware-Sicherheitsmodulen
HSMs dienen als entscheidende Komponenten, um die Einhaltung von Cybersicherheitsvorschriften sicherzustellen, die Datensicherheit zu verbessern und optimale Serviceniveaus aufrechtzuerhalten. Hier sind die wichtigsten Funktionen von HSMs, die ihnen dabei helfen, dies zu erreichen.
1. Manipulationssicherheit
Das Hauptziel der Manipulationssicherheit von HSMs besteht darin, Ihre kryptografischen Schlüssel im Falle eines physischen Angriffs auf das HSM zu schützen.
Gemäß FIPS 140-2 muss ein HSM mit manipulationssicheren Siegeln versehen sein, um sich für die Zertifizierung als Gerät der Stufe 2 (oder höher) zu qualifizieren. Jeder Versuch, das HSM zu manipulieren, beispielsweise das Entfernen eines ProtectServer PCIe 2 von seinem PCIe-Bus, löst ein Manipulationsereignis aus, das sämtliches kryptografisches Material, Konfigurationseinstellungen und Benutzerdaten löscht.
2. Sicheres Design
HSMs sind mit einzigartiger Hardware ausgestattet, die die Anforderungen des PCI DSS erfüllt und verschiedenen staatlichen Standards entspricht, darunter Common Criteria und FIPS 140-2.
Die meisten HSMs sind auf verschiedenen FIPS 140-2-Stufen zertifiziert, meist auf Stufe 3-Zertifizierung. Die ausgewählten HSMs, die auf Level 4, der höchsten Stufe, zertifiziert sind, sind eine großartige Lösung für Unternehmen, die Schutz auf höchstem Niveau suchen.
3. Authentifizierung und Zugriffskontrolle
HSMs dienen als Gatekeeper, Kontrolle des Zugriffs auf die Geräte und Daten Sie schützen. Dies wird durch ihre Fähigkeit deutlich, HSMs aktiv auf Manipulationen zu überwachen und effektiv zu reagieren.
Wenn Manipulationen erkannt werden, stellen bestimmte HSMs entweder ihre Funktion ein oder löschen kryptografische Schlüssel, um unbefugten Zugriff zu verhindern. Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, verwenden HSMs starke Authentifizierungspraktiken wie Multi-Faktor-Authentifizierung und strenge Zugangskontrollrichtlinien, die den Zugang auf autorisierte Personen beschränken.
4. Compliance und Auditing
Um die Compliance aufrechtzuerhalten, müssen HSMs verschiedene Standards und Vorschriften einhalten. Zu den wichtigsten gehören die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) der Europäischen Union, Domain Name System Security Extensions (DNSSEC), PCI Data Security Standard, Common Criteria und FIPS 140-2.
Die Einhaltung der Standards und Vorschriften gewährleistet den Schutz von Daten und Privatsphäre, die Sicherheit der DNS-Infrastruktur und die Sicherheit Zahlungskartentransaktionen, international anerkannte Sicherheitskriterien und Einhaltung staatlicher Verschlüsselung Standards.
HSMs umfassen außerdem Protokollierungs- und Prüffunktionen, die die Überwachung und Verfolgung kryptografischer Vorgänge zu Compliance-Zwecken ermöglichen.
5. Integration und APIs
HSMs unterstützen gängige APIs wie CNG und PKCS #11 und ermöglichen Entwicklern so die nahtlose Integration der HSM-Funktionalität in ihre Anwendungen. Sie sind auch mit mehreren anderen APIs kompatibel, darunter JCA, JCE und Microsoft CAPI.
Schützen Sie Ihre kryptografischen Schlüssel
HSMs bieten einige der höchsten Sicherheitsstufen unter den physischen Geräten. Ihre Fähigkeit, kryptografische Schlüssel zu generieren, sie sicher zu speichern und die Datenverarbeitung zu schützen, macht sie zu einer idealen Lösung für alle, die eine verbesserte Datensicherheit suchen.
HSMs umfassen Funktionen wie ein sicheres Design, Manipulationssicherheit und detaillierte Zugriffsprotokolle, was sie zu einer lohnenden Investition zur Stärkung der Sicherheit wichtiger kryptografischer Daten macht.
