Las organizaciones confían en los módulos de seguridad de hardware (HSM) para salvaguardar las claves criptográficas y acelerar las operaciones criptográficas para aplicaciones críticas. Los HSM se presentan en dos modelos de implementación principales: dispositivos HSM locales instalados en centros de datos privados y servicios HSM basados en la nube operados por proveedores de servicios en la nube como Azure y AWS.
Este artículo examina los factores clave a considerar al decidir entre soluciones HSM locales y en la nube.
Los HSM son dispositivos reforzados y resistentes a manipulaciones que brindan generación, almacenamiento y operaciones seguras de claves criptográficas. Protegen las claves de las aplicaciones y los datos confidenciales aislándolos dentro de un módulo de hardware seguro y de acceso controlado.
Los casos de uso comunes de HSM incluyen:
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y gestión de claves de cifrado
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Cifrado y firma a nivel de aplicación en industrias como la atención médica, las finanzas y el comercio minorista
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Operaciones de firma digital para código y firma de documentos
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Procesamiento de transacciones de red de pagos y cifrado de PIN
Los HSM establecen una raíz de confianza basada en hardware para la seguridad criptográfica. Aceleran funciones informáticas intensivas como el cifrado y la firma mediante chips aceleradores criptográficos dedicados.
Dispositivos HSM locales
Los HSM locales son dispositivos de hardware especialmente diseñados que se instalan en centros de datos privados. Incorporan protecciones físicas que incluyen:
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Módulos criptográficos certificados FIPS 140-2 Nivel 3
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Gabinetes resistentes a manipulaciones y sensibles a manipulaciones
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Sensores de intrusión física y mecanismos activos antimanipulación.
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Estrictos controles de acceso físico y autenticación multifactor
El chasis reforzado aísla las claves del software externo o de los ataques basados en la red. Todas las operaciones criptográficas ocurren dentro del recinto blindado. Esto proporciona la máxima protección para el material clave sensible.
Los HSM locales brindan a las organizaciones control y visibilidad totales del dispositivo. Sin embargo, el rendimiento y la capacidad fijos requieren ampliación mediante la compra de unidades adicionales. El gasto de capital inicial es alto, junto con los costos continuos de espacio, energía, mantenimiento y gestión del ciclo de vida.
Los HSM locales son preferibles para las empresas que necesitan un control total sobre su entorno HSM y sus claves de cifrado. El nivel de garantía también ayuda a cumplir con rigurosos requisitos de cumplimiento.
Servicios HSM basados en la nube
Los servicios HSM basados en la nube han ganado popularidad ya que permiten a las organizaciones beneficiarse de las capacidades de HSM sin la necesidad de mantener dispositivos locales. Los principales proveedores de nube ofrecen soluciones HSM totalmente administradas a las que los clientes acceden a través de API y plataformas de administración.
Los servicios populares de HSM en la nube proporcionados por los principales CSP (proveedores de servicios en la nube) incluyen:
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Nube de AWS HSM
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HSM dedicado de Azure
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HSM de la nube de Google
Estos proporcionan capacidades HSM totalmente administradas a través de la nube. El proveedor de la nube posee y opera la infraestructura física de HSM. Los clientes acceden a él a través de API, SDK e interfaces de administración.
Los beneficios clave de los servicios HSM en la nube incluyen:
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Sin costos iniciales de hardware
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Reducción de gastos operativos ya que la responsabilidad de operar y mantener el activo se traslada al proveedor.
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Modelo de facturación basado en el uso
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Escalado perfecto a través del proveedor
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Alta disponibilidad y redundancia integradas
Sin embargo, los clientes tienen menos visibilidad y control sobre los dispositivos físicos HSM propiedad del proveedor. La mayoría de los HSM en la nube obtienen certificaciones FIPS 140-2 Nivel 2 o 3 por debajo de los HSM locales. Los HSM multiinquilino introducen riesgos potenciales de fuga de datos entre inquilinos, pero las opciones de inquilino único brindan un aislamiento total.
Los HSM en la nube simplifican la implementación y el TCO (costo total de propiedad), pero es posible que no satisfagan completamente a las organizaciones con políticas estrictas de cumplimiento y seguridad. Se recomienda evaluar el servicio HSM en la nube específico para garantizar que cumpla con los requisitos.
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Factores clave al comparar modelos HSM
| Factores clave | HSM local | HSM en la nube |
|---|---|---|
| Requisitos de seguridad | • Admite protecciones superiores FIPS 140-2 Nivel 3. • Los aparatos físicos minimizan las superficies de ataque. |
• Normalmente alcanza el nivel 140 de FIPS 2-3. • Los entornos de nube compartidos pueden tener superficies de ataque más amplias. |
| Presupuesto y coste total de propiedad | • Requiere una gran inversión de capital inicial. • Mayores costos operativos y de ciclo de vida. |
• Utiliza el modelo de pago por uso. • Costos operativos potencialmente más bajos debido a los servicios administrados. |
| Escalabilidad | • Requiere instalación de electrodomésticos nuevos para realizar el escalado. | • Permite escalar sin problemas a través del proveedor. |
| operación Modelo | • Requiere infraestructura dedicada y gastos generales de gestión. | • Totalmente gestionado por el proveedor. |
| Consideraciones de cumplimiento | • Proporciona mayor control y auditabilidad para cumplir con políticas regulatorias como HIPAA y GDPR. | • Podría no proporcionar el mismo nivel de control y auditabilidad, según el proveedor de nube y el modelo de servicio. |
| Alta disponibilidad | • Requiere disposiciones adicionales para redundancia y alta disponibilidad. | • Incorpora redundancia multirregional para una mejor resiliencia. |
Recuperación ante desastres en modelos HSM
| Factores de recuperación ante desastres | HSM local | HSM en la nube |
|---|---|---|
| Tiempo de recuperación | Podría llevar más tiempo debido a la dependencia del hardware físico y los procesos manuales. | Normalmente ofrece una recuperación más rápida debido a procesos automatizados e infraestructura distribuida. |
| Copia de seguridad de datos | Requiere procedimientos de copia de seguridad manuales y almacenamiento fuera del sitio. | Copias de seguridad y replicación automáticas en múltiples sitios. |
| Cost | Puede resultar costoso debido a la necesidad de hardware redundante y almacenamiento de respaldo externo. | Generalmente es más rentable debido a las soluciones integradas de replicación y respaldo. |
| Complejidad | Puede ser complejo y requiere experiencia tanto en HSM como en las mejores prácticas de recuperación ante desastres. | Más sencillo, ya que muchos procesos están automatizados y gestionados por el proveedor de la nube. |
| Pruebas | Requiere pruebas manuales periódicas para garantizar que los procedimientos de recuperación funcionen. | Se puede probar con mayor frecuencia y facilidad gracias a las herramientas integradas y la automatización. |
On-Premises ofrece mayores protecciones y control de seguridad, mientras que la nube proporciona escalabilidad, administración y redundancia integrada más sencillas. Comprender estas compensaciones ayudará a determinar la implementación óptima de HSM.
Sopesar los pros y los contras de ambas tablas proporciona una visión completa de los modelos HSM. Tener en cuenta las prioridades en torno al control, el costo, la escalabilidad, las operaciones y las capacidades de recuperación ante desastres ayudará a decidir entre soluciones HSM locales y en la nube.
Elegir el enfoque HSM adecuado
Los HSM proporcionan una base sólida y confiable para la seguridad criptográfica. Las organizaciones deben evaluar factores como las necesidades de seguridad, los casos de uso, el costo y la flexibilidad al determinar si una implementación de HSM física o virtual tiene más sentido para sus requisitos. Los HSM se han convertido en una tecnología crítica de cumplimiento y protección de datos para proteger datos confidenciales en aplicaciones e industrias que van desde la atención médica hasta los servicios financieros.
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