מהו מודול אבטחת חומרה ומדוע הוא חשוב?

פושעי סייבר יכולים להימצא בכל מקום, מכוונים ותוקפים כל מכשיר, תוכנה או מערכת רגישים שהם נתקלים בהם. זה חייב אנשים וחברות לנקוט באמצעי אבטחה ברמה הבאה, כמו שימוש במפתחות קריפטוגרפיים, כדי להגן על נכסי ה-IT שלהם.

עם זאת, ניהול מפתחות קריפטוגרפיים, כולל הפקה, אחסון וביקורת שלהם, הוא לעתים קרובות מכשול עיקרי באבטחת מערכות. החדשות הטובות הן שאתה יכול לנהל בצורה מאובטחת מפתחות קריפטוגרפיים באמצעות מודול אבטחת חומרה (HSM).

מהו מודול אבטחת חומרה (HSM)?

HSM הוא התקן מחשוב פיזי המגן ומנהל מפתחות קריפטוגרפיים. בדרך כלל יש לו לפחות מעבד קריפטו מאובטח אחד, והוא זמין בדרך כלל ככרטיס פלאגין (כרטיס SAM/SIM) או כמכשיר חיצוני שמתחבר ישירות למחשב או לשרת רשת.

HSMs בנויים למטרה להגן על מחזור החיים של מפתחות קריפטוגרפיים באמצעות מודולי חומרה עמידים בפני חבלה והגנה על נתונים באמצעות מספר רב של חומרה. טכניקות, כולל הצפנה ופענוח. הם גם משמשים כמאגרים מאובטחים עבור מפתחות הצפנה המשמשים למשימות כמו הצפנת נתונים, ניהול זכויות דיגיטליות (DRM) וחתימת מסמכים.

כיצד פועלים מודולי אבטחת חומרה?

HSMs מבטיחים בטיחות נתונים על ידי יצירה, אבטחה, פריסה, ניהול, ארכיון והשלכה של מפתחות קריפטוגרפיים.

במהלך ההקצאה, מפתחות ייחודיים נוצרים, מגובים ומוצפנים לאחסון. לאחר מכן, המפתחות נפרסים על ידי צוות מורשה שמתקין אותם ב-HSM, מה שמאפשר גישה מבוקרת.

HSMs מציעים פונקציות ניהול לניטור מפתח קריפטוגרפי, בקרה וסיבוב לפי תקני התעשייה ומדיניות ארגונית. ה-HSMs העדכניים, למשל, מבטיחים תאימות על ידי אכיפת ההמלצה של ה-NIST להשתמש במפתחות RSA של לפחות 2048 סיביות.

ברגע שמפתחות קריפטוגרפיים אינם נמצאים בשימוש פעיל יותר, תהליך הארכיון מופעל, ואם אין עוד צורך במפתחות, הם מושמדים באופן מאובטח ולתמיד.

אחסון בארכיון כרוך באחסון מפתחות שהוצאו משימוש במצב לא מקוון, המאפשר אחזור עתידי של נתונים מוצפנים במפתחות אלו.

למה משמשים מודולי אבטחת חומרה?

המטרה העיקרית של HSMs היא לאבטח מפתחות קריפטוגרפיים ולספק שירותים חיוניים להגנה על זהויות, יישומים ועסקאות. HSMs תומכים במספר אפשרויות קישוריות, כולל חיבור לשרת רשת או שימוש במצב לא מקוון כמכשירים עצמאיים.

HSMs יכולים להיות ארוזים ככרטיסים חכמים, כרטיסי PCI, מכשירים בדידים, או שירות ענן בשם HSM as a Service (HSMaaS). בבנקאות, משתמשים ב-HSM במערכות כספומטים, EFT ו-PoS, אם להזכיר כמה.

HSMs מגנים על שירותים יומיומיים רבים, כולל נתוני כרטיסי אשראי ו-PIN, מכשירים רפואיים, תעודות זהות ודרכונים לאומיים, מונים חכמים ומטבעות קריפטוגרפיים.

סוגי מודולי אבטחת חומרה

HSMs מגיעים בשתי קטגוריות עיקריות, כל אחת מציעה יכולות הגנה מובחנות המותאמות לתעשיות ספציפיות. להלן הסוגים השונים של HSMs הזמינים.

1. HSMs לשימוש כללי

HSMs למטרות כלליות כוללות מספר רב של אלגוריתמי הצפנה, כולל סימטרי, א-סימטרי, ופונקציות גיבוב. HSMs הפופולריים ביותר הללו ידועים בעיקר בזכות הביצועים יוצאי הדופן שלהם בהגנה על סוגי נתונים רגישים, כגון ארנקי קריפטו ותשתית מפתח ציבורי.

ה-HSMs מנהלים מספר רב של פעולות קריפטוגרפיות ונמצאים בשימוש נפוץ ב-PKI, SSL/TLS והגנת נתונים רגישים גנרית. בגלל זה, HSMs למטרות כלליות מועסקות בדרך כלל כדי לסייע בעמידה בתקנים כלליים בתעשייה כמו דרישות אבטחה HIPAA ותאימות FIPS.

HSMs לשימוש כללי תומכים גם בקישוריות API באמצעות Java Cryptography Architecture (JCA), Java Cryptography Extension (JCE), Cryptography API Next Generation (CNG), Public-Key תקן קריפטוגרפיה (PKCS) #11, וממשק תכנות יישומים קריפטוגרפי של מיקרוסופט (CAPI), המאפשרים למשתמשים לבחור את המסגרת המתאימה ביותר להצפנה שלהם פעולות.

2. HSMs לתשלום ועסקאות

HSMs לתשלומים ועסקאות תוכננו במיוחד עבור התעשייה הפיננסית כדי להגן על פרטי תשלום רגישים, כמו מספרי כרטיסי אשראי. HSMs אלה תומכים בפרוטוקולי תשלום, כמו APACS, תוך שמירה על מספר תקנים ספציפיים לתעשייה, כגון EMV ו-PCI HSM, לצורך תאימות.

ה-HSMs מוסיפים שכבת הגנה נוספת למערכות התשלום על ידי אבטחת נתונים רגישים במהלך שידור ואחסון. זה הוביל מוסדות פיננסיים, לרבות בנקים ומעבדי תשלומים, לאמץ אותו כפתרון אינטגרלי להבטחת טיפול מאובטח בתשלומים ועסקאות.

תכונות עיקריות של מודולי אבטחת חומרה

HSMs משמשים כמרכיבים קריטיים להבטחת עמידה בתקנות אבטחת סייבר, שיפור אבטחת המידע ושמירה על רמות שירות אופטימליות. להלן מאפייני המפתח של HSMs שעוזרים להם להשיג זאת.

1. התנגדות לפגיעה

המטרה העיקרית של הפיכת HSMs לעמיד בפני חבלה היא להגן על מפתחות ההצפנה שלך במקרה של התקפה פיזית על ה-HSM.

על פי FIPS 140-2, HSM חייב לכלול חותמות מוכחות חבלה כדי להיות זכאי להסמכה כמכשיר ברמה 2 (או יותר). כל ניסיון לחבל ב-HSM, כמו הסרת ProtectServer PCIe 2 מאפיק ה-PCIe שלו, יפעיל אירוע חבלה שמוחק את כל החומר ההצפנה, הגדרות התצורה ונתוני המשתמש.

2. עיצוב מאובטח

HSMs מצוידים בחומרה ייחודית העומדת בדרישות שנקבעו על ידי PCI DSS ותואמות לתקנים ממשלתיים שונים, כולל Common Criteria ו- FIPS 140-2.

רוב ה-HSMs מאושרים ברמות FIPS 140-2 שונות, בעיקר בהסמכה ברמה 3. ה-HSMs המובחרים המוסמכים ברמה 4, הרמה הגבוהה ביותר, הם פתרון מצוין לארגונים המחפשים הגנה ברמה שיא.

3. אימות ובקרת גישה

HSMs משמשים כשומרי סף, שליטה בגישה למכשירים ולנתונים הם מגנים. זה ניכר דרך היכולת שלהם לנטר HSMs באופן אקטיבי לצורך שיבוש ולהגיב ביעילות.

אם מזוהה חבלה, HSMs מסוימים יפסיקו לפעול או ימחקו מפתחות קריפטוגרפיים כדי למנוע גישה לא מורשית. כדי לשפר עוד יותר את האבטחה, HSMs נוקטים שיטות אימות חזקות כמו אימות רב-גורמי ומדיניות בקרת גישה קפדנית, המגבילה את הגישה לאנשים מורשים.

4. ציות וביקורת

כדי לשמור על תאימות, HSMs צריכים לדבוק בתקנים ותקנות שונות. העיקריים כוללים תקנת הגנת המידע הכללית של האיחוד האירופי (GDPR), הרחבות אבטחת מערכת שמות דומיין (DNSSEC), תקן אבטחת נתונים PCI, קריטריונים נפוצים ו- FIPS 140-2.

עמידה בתקנים ובתקנות מבטיחה הגנה על נתונים ופרטיות, אבטחת תשתית DNS, מאובטחת עסקאות בכרטיסי תשלום, קריטריוני אבטחה מוכרים בינלאומיים והקפדה על הצפנה ממשלתית תקנים.

HSMs כוללים גם תכונות רישום וביקורת, המאפשרות ניטור ומעקב אחר פעולות קריפטוגרפיות למטרות תאימות.

5. אינטגרציה וממשקי API

HSMs תומכים בממשקי API פופולריים, כמו CNG ו-PKCS #11, המאפשרים למפתחים לשלב בצורה חלקה פונקציונליות HSM באפליקציות שלהם. הם גם תואמים למספר ממשקי API אחרים, כולל JCA, JCE ו-Microsoft CAPI.

הגן על מפתחות ההצפנה שלך

HSMs מספקים כמה מהרמות הגבוהות ביותר של אבטחה בין מכשירים פיזיים. היכולת שלהם ליצור מפתחות קריפטוגרפיים, לאחסן אותם בצורה מאובטחת ולהגן על עיבוד נתונים מציבה אותם כפתרון אידיאלי לכל מי שמחפש אבטחת מידע משופרת.

HSMs כוללים תכונות כמו עיצוב מאובטח, עמידות בפני חבלה ויומני גישה מפורטים, מה שהופך אותם להשקעה משתלמת לחיזוק האבטחה של נתונים קריפטוגרפיים חיוניים.