Ένας οδηγός για PKI Προστασία με χρήση μονάδων ασφαλείας υλικού (HSM) 

PKI Το (Public Key Infrastructure) βασίζεται σε δημόσια και ιδιωτικά κλειδιά για την κρυπτογράφηση δεδομένων. Οι μονάδες ασφαλείας υλικού (HSM) προστατεύουν αυτά τα κλειδιά σε κουτιά που δεν παραβιάζονται. Τα HSM αποθηκεύουν και διαχειρίζονται τα κλειδιά, αποτρέποντας την κλοπή ή την κακή χρήση. Είναι ζωτικής σημασίας για PKI ασφάλεια, επιτρέποντας αξιόπιστες διαδικτυακές συναλλαγές και επικοινωνίες. Αυτό το άρθρο εξηγεί γιατί τα HSM είναι τόσο κρίσιμα για PKI και διαδικτυακή ασφάλεια.

Ο ρόλος της υποδομής δημόσιου κλειδιού στην κρυπτογράφηση, τη διαχείριση πιστοποιητικών και την ασφαλή επικοινωνία

PKI εκπληρώνει διάφορες σημαντικές λειτουργίες. Παρέχει μια ισχυρή βάση για την οικοδόμηση εμπιστοσύνης, τη διατήρηση της εμπιστευτικότητας και τη διευκόλυνση ασφαλών συναλλαγών. Ακολουθούν οι διευρυνόμενες χρήσεις του PKI στην ψηφιακή επικοινωνία:

• Κρυπτογράφηση: PKI διευκολύνει την κρυπτογράφηση και την αποκρυπτογράφηση, επιτρέποντας την ασφαλή επικοινωνία. Όταν η Αλίκη θέλει να στείλει ένα κρυπτογραφημένο μήνυμα στον Μπομπ, κρυπτογραφεί το μήνυμα με το δημόσιο κλειδί του Μπομπ. Μόνο ο Bob, ο οποίος έχει το αντίστοιχο ιδιωτικό κλειδί, μπορεί να αποκρυπτογραφήσει και να διαβάσει το μήνυμα. Αυτό διασφαλίζει ότι οι ειδήσεις παραμένουν ιδιωτικές ακόμα κι αν οι εχθροί τις υποκλέψουν.

• Διαχείριση Πιστοποιητικού: PKI συνεπάγεται παραγωγή, διαχείριση, διανομή, χρήση, αποθήκευση και ανάκληση ψηφιακού πιστοποιητικού. Μετά την πιστοποίηση της ταυτότητας μιας οντότητας, οι Αρχές Πιστοποιητικών εκδίδουν πιστοποιητικά. Αυτά τα πιστοποιητικά καθιερώνουν αξιόπιστες ταυτότητες, επικυρώνουν την ακεραιότητα του ψηφιακού περιεχομένου και επιτρέπουν την ασφαλή επικοινωνία.

• Ψηφιακές υπογραφές: PKI επιτρέπει τη δημιουργία και την επικύρωση ψηφιακών υπογραφών, οι οποίες προσφέρουν μη απόρριψη και ακεραιότητα για ψηφιακό περιεχόμενο. Όταν η Alice υπογράφει ψηφιακά ένα έγγραφο χρησιμοποιώντας το ιδιωτικό της κλειδί, οποιοσδήποτε έχει το δημόσιο κλειδί της μπορεί να επιβεβαιώσει ότι υπέγραψε το έγγραφο και ότι δεν έχει παραβιαστεί από τότε που εφαρμόστηκε η υπογραφή. Για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τα πιστοποιητικά υπογραφής αρχείων και τις ψηφιακές υπογραφές, μπορείτε να επισκεφτείτε τον πλήρη οδηγό μας στη διεύθυνση Πιστοποιητικά υπογραφής εγγράφων – SSL.com.

• Ασφαλής περιήγηση στο Διαδίκτυο: PKI είναι το θεμέλιο για την ασφαλή περιήγηση στον Ιστό μέσω τεχνολογιών όπως η Transport Layer Security (TLS) και τον πρόδρομό του, Secure Sockets Layer (SSL). Αυτά τα πρωτόκολλα παρέχουν ασφαλείς συνδέσεις μεταξύ προγραμμάτων περιήγησης ιστού και διακομιστών, διασφαλίζοντας ότι τα ευαίσθητα δεδομένα που αποστέλλονται μέσω του Διαδικτύου είναι κρυπτογραφημένα και ασφαλή.

• Ασφαλές email: Χρησιμοποιώντας ψηφιακά πιστοποιητικά, PKI παρέχει ασφαλή μετάδοση email. PKI διατηρεί την αυθεντικότητα και το απόρρητο του περιεχομένου email υπογράφοντας και κρυπτογραφώντας το ψηφιακά, αποτρέποντας τη μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση ή παραποίηση. Για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την αποστολή ασφαλούς email χρησιμοποιώντας S/MIME (Ασφαλείς/Πολλαπλές Επεκτάσεις αλληλογραφίας Διαδικτύου), μπορείτε να επισκεφτείτε τον αναλυτικό μας οδηγό στη διεύθυνση Ασφαλής οδηγός ηλεκτρονικού ταχυδρομείου με S/MIME.

• Ασφάλεια IoT (Internet of Things): Με την ανάπτυξη συσκευών IoT, PKI διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ασφάλεια των συνδέσεων της συσκευής και στη διατήρηση της ακεραιότητας των δεδομένων που αποστέλλονται. Χρησιμοποιώντας ψηφιακά πιστοποιητικά, PKI επιτρέπει τον έλεγχο ταυτότητας της συσκευής, τις ασφαλείς ενημερώσεις υλικολογισμικού και την κρυπτογράφηση δεδομένων σε οικοσυστήματα IoT. Για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την ασφάλεια του Internet of Things (IoT) με SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security), μπορείτε να επισκεφτείτε τον αναλυτικό οδηγό μας στο Εξασφάλιση του Διαδικτύου των πραγμάτων (IoT) με SSL /TLS.

Κατανόηση PKIΟι εκτεταμένες χρήσεις και η ενσωμάτωση του σε πολλές πτυχές της ψηφιακής επικοινωνίας και της κυβερνοασφάλειας είναι κρίσιμες για την κατανόηση της σημασίας των HSM στην ενίσχυση PKI ασφάλεια.

Ο ρόλος των μονάδων ασφαλείας υλικού στην υποδομή δημόσιου κλειδιού

Οι μονάδες ασφαλείας υλικού (HSM) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην αύξηση της ασφάλειας της υποδομής δημόσιου κλειδιού (PKI) παρέχοντας ένα ασφαλές περιβάλλον για τη συντήρηση και τη διαφύλαξη κρυπτογραφικών κλειδιών. Τα HSM είναι εξειδικευμένες συσκευές υλικού που χρησιμοποιούν ισχυρές τεχνικές φυσικής και λογικής ασφάλειας για να προστατεύουν σημαντικά κλειδιά από παράνομη πρόσβαση και αλλοίωση.

Βελτίωση της ασφάλειας κλειδιών

Η κύρια λειτουργία των HSM είναι η προστασία των κρυπτογραφικών κλειδιών που χρησιμοποιούνται σε PKI. Τα συστήματα διαχείρισης κλειδιών (HSM) παρέχουν ένα ασφαλές περιβάλλον για την παραγωγή κλειδιών, την αποθήκευση και τον έλεγχο πρόσβασης. Τα HSM βελτιώνουν την ασφάλεια κλειδιών με τους ακόλουθους τρόπους:

Δημιουργία ασφαλών κλειδιών: Τα HSM δημιουργούν κρυπτογραφικά κλειδιά μέσα στο ασφαλές υλικό τους και παρέχουν μια αξιόπιστη πηγή τυχαίων αριθμών. Αυτό προστατεύει την ακεραιότητα και τη δύναμη των κλειδιών προστατεύοντας τη διαδικασία παραγωγής από εξωτερικούς χειρισμούς ή συμβιβασμούς.

Σχεδίαση με προστασία από παραβίαση και εμφανή παραβίαση: Οι μέθοδοι φυσικής ασφάλειας είναι ενσωματωμένες στα HSM, καθιστώντας τα προφανή και αδιάψευστα. Διαθέτουν ενισχυμένα περιβλήματα, αισθητήρες ανίχνευσης παραβίασης και μηχανισμούς αυτοκαταστροφής που ενεργοποιούνται σε περίπτωση ανεπιθύμητης πρόσβασης ή τροποποίησης της συσκευής. Αυτές οι διασφαλίσεις προστατεύουν από φυσικές επιθέσεις, όπως η παραβίαση ή η εξαγωγή σημαντικών κλειδιών.

Ασφάλεια αποθήκευσης κλειδιού: Τα HSM αποθηκεύουν με ασφάλεια τα κρυπτογραφικά κλειδιά στο υλικό τους, αποτρέποντας την παράνομη πρόσβαση. Τα κλειδιά είναι κρυπτογραφημένα και φυλάσσονται σε μια ασφαλή μνήμη που δεν μπορεί να παραβιαστεί ή να εξαχθεί. Τα κλειδιά παραμένουν ασφαλή ακόμα κι αν ένας εισβολέας αποκτήσει φυσικά πρόσβαση στο HSM.

Εκφόρτωση Λειτουργιών Εντάσεως Πόρων

Τα HSM βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα αναθέτοντας σε εξωτερικούς συνεργάτες υπολογιστικά εντατικές κρυπτογραφικές διαδικασίες από το επίπεδο λογισμικού σε αποκλειστικό υλικό. Αυτή η εκφόρτωση είναι επωφελής με διάφορους τρόπους:

Βελτιωμένες κρυπτογραφικές λειτουργίες: Τα HSM είναι ειδικά κατασκευασμένες συσκευές που υπερέχουν στην αποτελεσματική εκτέλεση κρυπτογραφικών λειτουργιών. Οι οργανισμοί μπορεί να αυξήσουν δραματικά την ταχύτητα και την απόδοση των κρυπτογραφικών δραστηριοτήτων, όπως η δημιουργία κλειδιού, η υπογραφή και η αποκρυπτογράφηση, εκμεταλλευόμενοι το εξειδικευμένο υλικό εντός του HSM.

Χαμηλότερο φορτίο επεξεργασίας: Η εκφόρτωση κρυπτογραφικών δραστηριοτήτων σε HSM απελευθερώνει επεξεργαστική ισχύ σε διακομιστές ή άλλες συσκευές, επιτρέποντάς τους να επικεντρωθούν σε πιο σημαντικά καθήκοντα. Αυτή η βελτίωση βελτιώνει τη συνολική απόδοση του συστήματος και την επεκτασιμότητα, ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα με μεγάλο όγκο κρυπτογραφικών λειτουργιών.

Άμυνα κατά των επιθέσεων σε παράπλευρο κανάλι: Οι επιθέσεις πλευρικού καναλιού, οι οποίες εκμεταλλεύονται πληροφορίες που διαχέονται κατά τη διάρκεια κρυπτογραφικών λειτουργιών, σχεδιάζονται σε HSM. Το αποκλειστικό υλικό των HSM βοηθά στον μετριασμό αυτών των επιθέσεων προστατεύοντας την εμπιστευτικότητα σημαντικών κλειδιών.

Εξουσιοδότηση και Έλεγχος Πρόσβασης

Τα HSM περιλαμβάνουν ισχυρές δυνατότητες ελέγχου πρόσβασης για να διασφαλίσουν ότι μόνο εξουσιοδοτημένα άτομα ή διαδικασίες μπορούν να έχουν πρόσβαση και να χρησιμοποιούν κρυπτογραφικά κλειδιά. Μεταξύ των μέτρων ελέγχου πρόσβασης είναι:

Αυθεντικοποίηση: Για πρόσβαση στα αποθηκευμένα κλειδιά, τα HSM απαιτούν τεχνικές ελέγχου ταυτότητας, όπως κωδικούς πρόσβασης, κρυπτογραφικά κλειδιά ή βιομετρικά στοιχεία. Αυτό απαγορεύει σε μη εξουσιοδοτημένους χρήστες την πρόσβαση ή την εξαγωγή των κλειδιών.

Πολιτικές εξουσιοδότησης: Οι οργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν HSM για να ορίσουν αναλυτικές πολιτικές εξουσιοδότησης που περιγράφουν ποιες οντότητες ή διαδικασίες μπορούν να έχουν πρόσβαση σε συγκεκριμένα κλειδιά και να εκτελούν κρυπτογραφικές ενέργειες. Αυτό βοηθά στην εφαρμογή της έννοιας του ελάχιστου προνομίου αποτρέποντας την κακή χρήση κλειδιού ή τη μη εξουσιοδοτημένη χρήση.

Έλεγχος και τεκμηρίωση: Τα HSM διατηρούν λεπτομερή αρχεία καταγραφής ελέγχου των βασικών δραστηριοτήτων διαχείρισης, όπως η χρήση κλειδιού, οι προσπάθειες πρόσβασης και οι τροποποιήσεις διαμόρφωσης. Οι οργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα αρχεία καταγραφής για να παρακολουθούν και να ελέγχουν βασικές λειτουργίες, να εντοπίζουν ανωμαλίες και να εγγυώνται τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς ασφαλείας.

Ο ρόλος των HSMs σε PKI είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία κρυπτογραφικού κλειδιού, την εκφόρτωση διεργασιών με ένταση πόρων και την εφαρμογή αυστηρών μηχανισμών ελέγχου πρόσβασης. Οι οργανισμοί μπορούν να βελτιώσουν τις δυνατότητες τους PKI ασφάλεια, επεκτασιμότητα και απόδοση των εγκαταστάσεων με τη χρήση HSM.

Cloud HSM για υπογραφή εγγράφων και κώδικα

Καθώς περισσότερες επιχειρήσεις υιοθετούν το cloud computing, υπάρχει μεγαλύτερη ανάγκη για ασφαλείς λύσεις διαχείρισης κλειδιών στο cloud. Οι μονάδες ασφαλείας υλικού (HSM) είναι πλέον διαθέσιμες ως υπηρεσία (HSMaaS) από παρόχους cloud και προμηθευτές HSM, επιτρέποντας ασφαλείς ρυθμίσεις για τη δημιουργία και αποθήκευση κλειδιών. Αυτή η ενότητα θα εξετάσει τα HSM cloud που υποστηρίζονται για την υπογραφή εγγράφων. Τα πιστοποιητικά υπογραφής κωδικών EV και OV, οι δυνατότητές τους και οι σημαντικές διαδικασίες που σχετίζονται με τη χρήση τους.

Επισκόπηση των υποστηριζόμενων Cloud HSM

Το SSL.com υποστηρίζει επί του παρόντος αρκετές υπηρεσίες cloud HSM για την έκδοση πιστοποιητικών υπογραφής εγγράφων αξιόπιστων από την Adobe και πιστοποιητικών υπογραφής κώδικα. Ας δούμε τρεις δημοφιλείς προσφορές cloud HSM με περισσότερες λεπτομέρειες:

AWS CloudHSM: Amazon Web Services (AWS) είναι μια πλατφόρμα υπολογιστικού νέφους. Το CloudHSM είναι μια υπηρεσία που παρέχει εγκεκριμένα HSM FIPS 140-2 Επίπεδο 3 στο cloud. Το AWS CloudHSM προσφέρει αποκλειστικές παρουσίες HSM που βρίσκονται φυσικά εντός κέντρων δεδομένων AWS. Υποστηρίζει ασφαλή αποθήκευση κλειδιών και κρυπτογραφικές λειτουργίες και περιλαμβάνει backup κλειδιού και υψηλή διαθεσιμότητα.

Azure Αφιερωμένο HSM: Azure Αφιερωμένο HSM είναι το προϊόν της μονάδας ασφαλείας υλικού της Microsoft Azure. Επικυρώνει τα HSM στο FIPS 140-2 Επίπεδο 3 για ασφαλή αποθήκευση κλειδιών και κρυπτογραφικές λειτουργίες. Το Azure Dedicated HSM προσφέρει απομόνωση κλειδιού πελάτη και περιλαμβάνει δυνατότητες όπως δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και επαναφορά κλειδιών, υψηλή διαθεσιμότητα και επεκτασιμότητα.

Google Cloud HSM: Google Cloud HSM είναι η υπηρεσία μονάδας ασφαλείας υλικού που παρέχεται από το Google Cloud. Επαληθεύει τα HSM στο FIPS 140-2 Επίπεδο 3 για ασφαλή διαχείριση κλειδιών. Το Google Cloud HSM προσφέρει μια εξειδικευμένη υπηρεσία διαχείρισης κλειδιών που περιλαμβάνει δυνατότητες όπως δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και επαναφορά κλειδιών, υψηλή διαθεσιμότητα και κεντρική διαχείριση κλειδιών.

Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Adobe και της Microsoft, απαιτείται τα κρυπτογραφικά κλειδιά που χρησιμοποιούνται για την υπογραφή να αποθηκεύονται σε μια συμβατή συσκευή, να μην μπορούν να εξαχθούν από τη συσκευή και να μην έχουν εισαχθεί στη συσκευή. Αυτές οι απαιτήσεις κάνουν τη χρήση HSM, είτε ενός HSM που διαχειρίζεται ο πελάτης, μιας υπηρεσίας HSM cloud ή μιας υπηρεσίας υπογραφής cloud όπως eSigner, απαιτούμενο.

Παραγγελία Βεβαιώσεων και Πιστοποιητικών

Δεδομένου ότι ένα cloud HSM δεν λειτουργεί και δεν διαχειρίζεται η Αρχή έκδοσης πιστοποιητικών, πρέπει να ακολουθούνται ακριβή πρωτόκολλα για τη διασφάλιση της ασφαλούς δημιουργίας και αποθήκευσης ιδιωτικών κλειδιών. Ενώ ορισμένες προσφορές cloud HSM μπορούν να παρέχουν μια διαδικασία out-of-the-box για την παραγωγή μιας βασικής απόδειξης βεβαίωσης για τα ζεύγη κλειδιών μιας παραγγελίας πιστοποιητικών, υπάρχουν προσφορές HSM cloud που δεν παρέχουν αυτή τη δυνατότητα. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι δυνατή η βεβαίωση της σωστής δημιουργίας και αποθήκευσης κλειδιού μέσω μιας διαδικασίας μη αυτόματης βεβαίωσης και επαλήθευσης. Ας δούμε τα βασικά βήματα:

Κριτήρια βεβαίωσης: Για να διασφαλιστεί η ασφαλής παραγωγή και αποθήκευση ιδιωτικών κλειδιών εντός του HSM, ένας επαγγελματίας κυβερνοασφάλειας με επαρκή προσόντα πρέπει να ενεργεί ως ελεγκτής στη διαδικασία δημιουργίας κλειδιών και να πιστοποιεί (εξ ου και ο όρος «βεβαίωση») ότι δημιουργήθηκε και αποθηκεύτηκε ένα ζεύγος κλειδιών με συμβατό τρόπο σε μια συμβατή συσκευή HSM. Στην περίπτωση του SSL.com, μπορούν να παρέχονται υπηρεσίες πιστοποίησης για τις υπηρεσίες cloud HSM που αναφέρονται παραπάνω. Η διαδικασία βεβαίωσης συνήθως τελειώνει με τη δημιουργία ενός αιτήματος υπογραφής πιστοποιητικού (CSR) και αποστολή του στο SSL.com για επαλήθευση, μετά την οποία το CSR χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του παραγγελθέντος πιστοποιητικού.

Παραγγελία Πιστοποιητικού: Οι οργανισμοί μπορούν να ξεκινήσουν τη διαδικασία παραγγελίας πιστοποιητικών μόλις επικυρωθεί η δημιουργία και αποθήκευση του ιδιωτικού κλειδιού. Το πιστοποιημένο CSR υποβάλλεται στην αρχή έκδοσης πιστοποιητικών, η οποία εκδίδει το πιστοποιητικό υπογραφής εγγράφου, OV ή το πιστοποιητικό υπογραφής κωδικού EV.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την παραγγελία πιστοποιητικών και τις επιλογές εξερεύνησης, επισκεφτείτε τη σελίδα παραγγελίας πιστοποιητικών στην ακόλουθη διεύθυνση URL: Παραγγελία πιστοποιητικού SSL.com.

Φόρμα αίτησης υπηρεσίας Cloud HSM

Εάν θέλετε να παραγγείλετε ψηφιακά πιστοποιητικά και να προβάλετε τα προσαρμοσμένα επίπεδα τιμολόγησης για εγκατάσταση σε μια υποστηριζόμενη προσφορά cloud HSM (AWS CloudHSM, Google Cloud Platform Cloud HSM ή Azure Dedicated HSM), συμπληρώστε και υποβάλετε την παρακάτω φόρμα. Αφού λάβουμε το αίτημά σας, ένα μέλος του προσωπικού του SSL.com θα επικοινωνήσει μαζί σας για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη διαδικασία παραγγελίας και βεβαίωσης.

Τελικά