Ein Leitfaden für PKI Schutz durch Hardware-Sicherheitsmodule (HSM) 

PKI (Public Key Infrastructure) basiert auf öffentlichen und privaten Schlüsseln, um Daten zu verschlüsseln. Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs) schützen diese Schlüssel in manipulationssicheren Boxen. HSMs speichern und verwalten die Schlüssel und verhindern so Diebstahl oder Missbrauch. Sie sind lebenswichtig für PKI Sicherheit und ermöglicht vertrauenswürdige Online-Transaktionen und -Kommunikation. In diesem Artikel wird erklärt, warum HSMs so wichtig sind PKI und Online-Sicherheit.

Die Rolle der Public-Key-Infrastruktur bei Verschlüsselung, Zertifikatsverwaltung und sicherer Kommunikation

PKI erfüllt verschiedene wichtige Funktionen. Es bietet eine solide Grundlage für den Aufbau von Vertrauen, die Wahrung der Vertraulichkeit und die Erleichterung sicherer Transaktionen. Im Folgenden sind die erweiterten Einsatzmöglichkeiten von aufgeführt PKI in der digitalen Kommunikation:

• Verschlüsselung: PKI erleichtert die Ver- und Entschlüsselung und ermöglicht so eine sichere Kommunikation. Wenn Alice eine verschlüsselte Nachricht an Bob senden möchte, verschlüsselt sie die Nachricht mit Bobs öffentlichem Schlüssel. Nur Bob, der über den entsprechenden privaten Schlüssel verfügt, kann die Nachricht entschlüsseln und lesen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Nachrichten auch dann geheim bleiben, wenn Feinde sie abfangen.

• Zertifikatsverwaltung: PKI umfasst die Erstellung, Verwaltung, Verteilung, Verwendung, Speicherung und Sperrung digitaler Zertifikate. Nach der Authentifizierung der Identität einer Entität stellen Zertifizierungsstellen Zertifikate aus. Diese Zertifikate stellen vertrauenswürdige Identitäten her, validieren die Integrität digitaler Inhalte und ermöglichen eine sichere Kommunikation.

• Digitale Signaturen: PKI ermöglicht die Erstellung und Validierung digitaler Signaturen, die Nichtabstreitbarkeit und Integrität für digitale Inhalte gewährleisten. Wenn Alice ein Dokument mit ihrem privaten Schlüssel digital signiert, kann jeder mit ihrem öffentlichen Schlüssel bestätigen, dass sie das Dokument signiert hat und seit der Signatur nicht manipuliert wurde. Ausführlichere Informationen zu Datensatzsignaturzertifikaten und digitalen Signaturen finden Sie in unserem umfassenden Leitfaden unter Zertifikate zum Signieren von Dokumenten – SSL.com.

• Sicheres Surfen im Internet: PKI ist die Grundlage für sicheres Surfen im Internet durch Technologien wie Transport Layer Security (TLS) und dessen Vorläufer, Secure Sockets Layer (SSL). Diese Protokolle stellen sichere Verbindungen zwischen Webbrowsern und Servern bereit und stellen sicher, dass sensible Daten, die über das Internet gesendet werden, verschlüsselt und sicher sind.

• Sichere E-Mail: Verwendung digitaler Zertifikate, PKI Bietet eine sichere E-Mail-Übertragung. PKI wahrt die Authentizität und Geheimhaltung von E-Mail-Inhalten, indem es diese digital signiert und verschlüsselt und so unbefugten Zugriff oder Manipulation verhindert. Ausführlichere Informationen zum Senden einer sicheren E-Mail mit S/MIME (Sichere/Mehrzweck-Internet-Mail-Erweiterungen) finden Sie in unserem umfassenden Leitfaden unter Sicherer E-Mail-Leitfaden mit S/MIME.

• IoT-Sicherheit (Internet der Dinge): Mit der Entwicklung von IoT-Geräten PKI spielt eine wichtige Rolle bei der Sicherung von Geräteverbindungen und der Aufrechterhaltung der Integrität gesendeter Daten. Verwendung digitaler Zertifikate, PKI ermöglicht Geräteauthentifizierung, sichere Firmware-Updates und Datenverschlüsselung in IoT-Ökosystemen. Ausführlichere Informationen zur Sicherung des Internets der Dinge (IoT) mit SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) finden Sie in unserem umfassenden Leitfaden unter Sicherung des Internet der Dinge (IoT) mit SSL /TLS.

UNSERE PKIDie umfangreichen Einsatzmöglichkeiten und die Integration von HSM in zahlreiche Facetten der digitalen Kommunikation und Cybersicherheit sind entscheidend für das Verständnis der Bedeutung von HSMs für die Verbesserung PKI Sicherheit.

Die Rolle von Hardware-Sicherheitsmodulen in der Public-Key-Infrastruktur

Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs) spielen eine wichtige Rolle bei der Erhöhung der Sicherheit der Public-Key-Infrastruktur (PKI) durch die Bereitstellung einer sicheren Umgebung für die Verwaltung und den Schutz kryptografischer Schlüssel. HSMs sind spezielle Hardwaregeräte, die starke physische und logische Sicherheitstechniken nutzen, um wichtige Schlüssel vor illegalem Zugriff und Manipulation zu schützen.

Verbesserung der Schlüsselsicherheit

Die Hauptfunktion von HSMs besteht darin, die verwendeten kryptografischen Schlüssel zu schützen PKI. Schlüsselverwaltungssysteme (HSMs) bieten eine sichere Umgebung für die Schlüsselproduktion, -speicherung und -zugriffskontrolle. HSMs verbessern die Schlüsselsicherheit auf folgende Weise:

Generierung sicherer Schlüssel: HSMs erstellen kryptografische Schlüssel innerhalb ihrer sicheren Hardware und bieten eine zuverlässige Quelle für Zufallszahlen. Dies schützt die Integrität und Stärke der Schlüssel, indem der Generierungsprozess vor Manipulation oder Kompromittierung von außen geschützt wird.

Manipulationssicheres und manipulationssicheres Design: In HSMs sind physische Sicherheitsmethoden integriert, die sie manipulationssicher und manipulationssicher machen. Sie verfügen über verstärkte Gehäuse, Manipulationserkennungssensoren und Selbstzerstörungsmechanismen, die im Falle eines unerwünschten Zugriffs oder einer Änderung des Geräts aktiviert werden. Diese Sicherheitsmaßnahmen schützen vor physischen Angriffen wie Manipulation oder Entnahme wichtiger Schlüssel.

Schlüsselspeichersicherheit: HSMs speichern kryptografische Schlüssel sicher in ihrer Hardware und verhindern so illegalen Zugriff. Die Schlüssel werden verschlüsselt und in einem sicheren Speicher aufbewahrt, der nicht manipuliert oder extrahiert werden kann. Die Schlüssel bleiben auch dann sicher, wenn ein Angreifer physisch Zugriff auf das HSM erhält.

Auslagerung ressourcenintensiver Vorgänge

HSMs verbessern die Effizienz, indem sie rechenintensive kryptografische Prozesse von der Softwareschicht auf dedizierte Hardware auslagern. Diese Entlastung ist in mehrfacher Hinsicht von Vorteil:

Verbesserte kryptografische Operationen: HSMs sind speziell entwickelte Geräte, die sich durch die effiziente Ausführung kryptografischer Vorgänge auszeichnen. Unternehmen können die Geschwindigkeit und Leistung kryptografischer Aktivitäten wie Schlüsselerstellung, Signierung und Entschlüsselung erheblich steigern, indem sie die spezielle Hardware im HSM nutzen.

Geringere Verarbeitungslast: Durch die Auslagerung kryptografischer Aktivitäten auf HSMs wird Rechenleistung auf Servern oder anderen Geräten frei, sodass diese sich auf wichtigere Aufgaben konzentrieren können. Diese Verbesserung verbessert die Gesamtleistung und Skalierbarkeit des Systems, insbesondere in Kontexten mit einem hohen Volumen an kryptografischen Operationen.

Abwehr von Seitenkanalangriffen: In HSMs sind Seitenkanalangriffe integriert, die bei kryptografischen Vorgängen verschüttete Informationen ausnutzen. Die dedizierte Hardware von HSMs hilft bei der Abwehr dieser Angriffe, indem sie die Vertraulichkeit wichtiger Schlüssel gewährleistet.

Autorisierung und Zugangskontrolle

HSMs umfassen starke Zugriffskontrollfunktionen, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Personen oder Prozesse auf kryptografische Schlüssel zugreifen und diese verwenden können. Zu den Zugangskontrollmaßnahmen gehören:

Authentifizierung: Um auf die gespeicherten Schlüssel zuzugreifen, benötigen HSMs Authentifizierungstechniken wie Passwörter, kryptografische Schlüssel oder biometrische Elemente. Dies verhindert, dass unbefugte Benutzer auf die Schlüssel zugreifen oder diese entziehen.

Richtlinien zur Autorisierung: Organisationen können mithilfe von HSMs detaillierte Autorisierungsrichtlinien festlegen, die beschreiben, welche Entitäten oder Prozesse auf bestimmte Schlüssel zugreifen und kryptografische Aktionen ausführen können. Dies trägt dazu bei, das Konzept der geringsten Rechte umzusetzen, indem der Missbrauch oder die unbefugte Nutzung von Schlüsseln verhindert wird.

Auditierung und Dokumentation: HSMs führen detaillierte Prüfprotokolle wichtiger Verwaltungsaktivitäten wie Schlüsselnutzung, Zugriffsversuche und Konfigurationsänderungen. Organisationen können diese Protokolle verwenden, um wichtige Vorgänge zu überwachen und zu überprüfen, Anomalien zu erkennen und die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften zu gewährleisten.

Die Rolle von HSMs in PKI ist von entscheidender Bedeutung für den Schutz kryptografischer Schlüssel, die Auslagerung ressourcenintensiver Prozesse und die Implementierung strenger Zugriffskontrollmechanismen. Organisationen können ihre verbessern PKI Sicherheit, Skalierbarkeit und Leistung von Installationen durch den Einsatz von HSMs.

Cloud-HSMs für das Signieren von Dokumenten und Code

Da immer mehr Unternehmen Cloud Computing einführen, besteht ein größerer Bedarf an sicheren Schlüsselverwaltungslösungen in der Cloud. Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs) sind jetzt als Service (HSMaaS) von Cloud-Anbietern und HSM-Anbietern verfügbar und ermöglichen sichere Einstellungen für die Schlüsselerstellung und -speicherung. In diesem Abschnitt werden die Cloud-HSMs betrachtet, die für die Dokumentensignierung unterstützt werden. EV- und OV-Codesignaturzertifikate, ihre Funktionen und die wichtigen Verfahren, die mit ihrer Verwendung verbunden sind.

Übersicht über die unterstützten Cloud-HSMs

SSL.com unterstützt derzeit mehrere Cloud-HSM-Dienste für die Ausstellung von Adobe-vertrauenswürdigen Dokumentsignaturzertifikaten und Code-Signaturzertifikaten. Schauen wir uns drei beliebte Cloud-HSM-Angebote genauer an:

AWS CloudHSM: Amazon Web Services (AWS) ist eine Cloud-Computing-Plattform. CloudHSM ist ein Dienst, der FIPS 140-2 Level 3-zugelassene HSMs in der Cloud bereitstellt. AWS CloudHSM bietet dedizierte HSM-Instanzen, die sich physisch in AWS-Rechenzentren befinden. Es unterstützt sichere Schlüsselspeicherung und kryptografische Vorgänge und umfasst Schlüsselsicherung und Hochverfügbarkeit.

Azure dediziertes HSM: Azure dediziertes HSM ist das Produkt des Hardware-Sicherheitsmoduls von Microsoft Azure. Es validiert HSMs gemäß FIPS 140-2 Level 3 für sichere Schlüsselspeicherung und kryptografische Vorgänge. Azure Dedicated HSM bietet Kundenschlüsselisolierung und umfasst Funktionen wie Schlüsselsicherung und -wiederherstellung, Hochverfügbarkeit und Skalierbarkeit.

Google Cloud-HSM: Google Cloud-HSM ist der von Google Cloud bereitgestellte Hardware-Sicherheitsmoduldienst. Es verifiziert HSMs gemäß FIPS 140-2 Level 3 für eine sichere Schlüsselverwaltung. Google Cloud HSM bietet einen speziellen Schlüsselverwaltungsdienst, der Funktionen wie Schlüsselsicherung und -wiederherstellung, Hochverfügbarkeit und zentralisierte Schlüsselverwaltung umfasst.

Gemäß den Anforderungen von Adobe und Microsoft ist es erforderlich, dass die zum Signieren verwendeten kryptografischen Schlüssel auf einem kompatiblen Gerät gespeichert werden, nicht vom Gerät exportierbar sind und nicht in das Gerät importiert wurden. Diese Anforderungen erfordern die Verwendung von HSMs, entweder eines vom Kunden verwalteten HSM, eines Cloud-HSM-Dienstes oder eines Cloud-Signaturdienstes wie eSigner, eine Voraussetzung.

Bestellung von Bescheinigungen und Zertifikaten

Da ein Cloud-HSM nicht von der Zertifizierungsstelle betrieben und verwaltet wird, müssen genaue Protokolle befolgt werden, um die sichere Generierung und Speicherung privater Schlüssel zu gewährleisten. Während einige Cloud-HSM-Angebote ein sofort einsatzbereites Verfahren zur Erstellung eines Schlüsselbescheinigungsnachweises für die Schlüsselpaare einer Zertifikatsbestellung bereitstellen können, gibt es Cloud-HSM-Angebote, die diese Funktion nicht bieten. Es ist jedoch weiterhin möglich, die ordnungsgemäße Schlüsselgenerierung und Schlüsselspeicherung durch ein manuelles Attestierungs- und Verifizierungsverfahren zu bescheinigen. Gehen wir die wesentlichen Schritte durch:

Zertifizierungskriterien: Um die sichere Generierung und Speicherung privater Schlüssel innerhalb des HSM zu gewährleisten, muss ein Cybersicherheitsexperte mit angemessenen Qualifikationen als Prüfer des Schlüsselgenerierungsprozesses fungieren und bescheinigen (daher der Begriff „Bescheinigung“), dass ein Schlüsselpaar generiert wurde und gespeichert wird auf konforme Weise in einem konformen HSM-Gerät. Im Fall von SSL.com können Attestierungsdienste für die oben genannten Cloud-HSM-Dienste bereitgestellt werden. Der Attestierungsprozess endet normalerweise mit der Erstellung einer Zertifikatsignierungsanforderung (CSR) und zur Überprüfung an SSL.com senden, woraufhin die CSR wird zur Generierung des bestellten Zertifikats verwendet.

Zertifikatsbestellung: Organisationen können mit dem Zertifikatsbestellverfahren beginnen, sobald die Generierung und Speicherung des privaten Schlüssels validiert wurde. Das Zertifizierte CSR wird an die Zertifizierungsstelle übermittelt, die das Dokumentsignatur-, OV- oder EV-Code-Signing-Zertifikat ausstellt.

Weitere Informationen zum Bestellen von Zertifikaten und zum Erkunden der Optionen finden Sie auf unserer Seite zum Bestellen von Zertifikaten unter der folgenden URL: Bestellung von SSL.com-Zertifikaten.

Cloud-HSM-Serviceanforderungsformular

Wenn Sie digitale Zertifikate bestellen und die angepassten Preisstufen für die Installation auf einem unterstützten Cloud-HSM-Angebot (AWS CloudHSM, Google Cloud Platform Cloud HSM oder Azure Dedicated HSM) anzeigen möchten, füllen Sie bitte das folgende Formular aus und senden Sie es ab. Nachdem wir Ihre Anfrage erhalten haben, wird sich ein Mitarbeiter von SSL.com mit Ihnen mit weiteren Einzelheiten zum Bestell- und Bescheinigungsprozess in Verbindung setzen.

Endlich