ما هي وحدة أمان الأجهزة وما سبب أهميتها؟

يمكن العثور على مجرمي الإنترنت في كل مكان ، حيث يستهدفون ويهاجمون كل جهاز أو جزء من البرامج أو الأنظمة الحساسة التي يواجهونها. وقد استلزم ذلك من الأفراد والشركات اتخاذ تدابير أمنية من المستوى التالي ، مثل استخدام مفاتيح التشفير ، لحماية أصول تكنولوجيا المعلومات الخاصة بهم.

ومع ذلك ، فإن إدارة مفاتيح التشفير ، بما في ذلك إنشاءها وتخزينها ومراجعتها ، غالبًا ما تكون عقبة رئيسية في تأمين الأنظمة. الخبر السار هو أنه يمكنك إدارة مفاتيح التشفير بأمان باستخدام وحدة أمان الأجهزة (HSM).

ما المقصود بوحدة أمان الأجهزة (HSM)؟

HSM هو جهاز حوسبة مادي يحمي ويدير مفاتيح التشفير. عادةً ما يحتوي على معالج تشفير آمن واحد على الأقل ، وهو متاح بشكل شائع كبطاقة مكون إضافي (بطاقة SAM / SIM) أو جهاز خارجي متصل مباشرة بجهاز كمبيوتر أو خادم شبكة.

تم تصميم HSMs لغرض حماية دورة حياة مفاتيح التشفير باستخدام وحدات أجهزة مقاومة للعبث ويمكن التلاعب بها وحماية البيانات عبر عدة التقنيات ، بما في ذلك التشفير وفك التشفير

. كما أنها تعمل كمستودعات آمنة لمفاتيح التشفير التي تُستخدم لمهام مثل تشفير البيانات وإدارة الحقوق الرقمية (DRM) وتوقيع المستندات.

كيف تعمل وحدات أمان الأجهزة؟

تضمن HSMs سلامة البيانات من خلال إنشاء مفاتيح التشفير وتأمينها ونشرها وإدارتها وأرشفتها والتخلص منها.

أثناء التوفير ، يتم إنشاء مفاتيح فريدة ونسخها احتياطيًا وتشفيرها للتخزين. يتم بعد ذلك نشر المفاتيح بواسطة موظفين معتمدين يقومون بتثبيتها في HSM ، مما يسمح بالوصول المتحكم فيه.

تقدم HSMs وظائف إدارية لمراقبة مفتاح التشفير والتحكم والتناوب وفقًا لمعايير الصناعة والسياسات التنظيمية. على سبيل المثال ، تضمن أحدث أجهزة HSM الامتثال من خلال فرض توصية NIST باستخدام مفاتيح RSA لا تقل عن 2048 بت.

بمجرد عدم استخدام مفاتيح التشفير بشكل نشط ، يتم تشغيل عملية الأرشفة ، وإذا لم تعد هناك حاجة إلى المفاتيح ، يتم إتلافها بشكل آمن ودائم.

تتضمن الأرشفة تخزين المفاتيح التي تم إخراجها من الخدمة في وضع عدم الاتصال ، مما يسمح بالاسترداد المستقبلي للبيانات المشفرة بهذه المفاتيح.

ما هي وحدات أمان الأجهزة المستخدمة؟

الغرض الأساسي من HSMs هو تأمين مفاتيح التشفير وتوفير الخدمات الأساسية لحماية الهويات والتطبيقات والمعاملات. تدعم أجهزة HSM خيارات الاتصال المتعددة ، بما في ذلك الاتصال بخادم الشبكة أو استخدامها دون اتصال بالإنترنت كأجهزة قائمة بذاتها.

يمكن تجميع وحدات HSM كبطاقات ذكية أو بطاقات PCI أو أجهزة منفصلة أو خدمة سحابية تسمى HSM كخدمة (HSMaaS). في البنوك ، تُستخدم HSMs في أجهزة الصراف الآلي ، وأنظمة التحويل الإلكتروني ، وأنظمة نقاط البيع ، على سبيل المثال لا الحصر.

تحمي HSMs العديد من الخدمات اليومية ، بما في ذلك بيانات بطاقة الائتمان وأرقام التعريف الشخصية والأجهزة الطبية وبطاقات الهوية الوطنية وجوازات السفر والعدادات الذكية والعملات المشفرة.

أنواع وحدات أمان الأجهزة

تأتي أنظمة HSM في فئتين رئيسيتين ، تقدم كل منهما إمكانات وقائية متميزة مصممة خصيصًا لصناعات محددة. فيما يلي الأنواع المختلفة من HSMs المتاحة.

1. HSMs للأغراض العامة

تتميز HSMs للأغراض العامة بعدة ميزات خوارزميات التشفير ، بما في ذلك المتماثل ، غير المتماثلو دالات التجزئة. تشتهر أجهزة HSM الأكثر شيوعًا بأدائها الاستثنائي في حماية أنواع البيانات الحساسة ، مثل محافظ التشفير والبنية التحتية للمفاتيح العامة.

تدير HSMs العديد من عمليات التشفير وتستخدم بشكل شائع في PKI و SSL / TLS وحماية البيانات الحساسة العامة. لهذا السبب ، عادةً ما يتم استخدام HSMs للأغراض العامة للمساعدة في تلبية معايير الصناعة العامة مثل متطلبات أمان HIPAA والامتثال FIPS.

تدعم HSMs للأغراض العامة أيضًا اتصال API باستخدام Java Cryptography Architecture (JCA) و Java Cryptography Extension (JCE) و Cryptography API Next Generation (CNG) والمفتاح العام معيار التشفير (PKCS) # 11 وواجهة برمجة تطبيقات التشفير Microsoft (CAPI) ، مما يتيح للمستخدمين اختيار إطار العمل الذي يناسب التشفير الخاص بهم. عمليات.

2. الدفع والمعاملات HSMs

تم تصميم HSMs للدفع والمعاملات خصيصًا للقطاع المالي لحماية معلومات الدفع الحساسة ، مثل أرقام بطاقات الائتمان. تدعم HSMs بروتوكولات الدفع ، مثل APACS ، مع دعم العديد من المعايير الخاصة بالصناعة ، مثل EMV و PCI HSM ، للامتثال.

تضيف HSMs طبقة إضافية من الحماية لأنظمة الدفع عن طريق تأمين البيانات الحساسة أثناء النقل والتخزين. وقد أدى ذلك إلى قيام المؤسسات المالية ، بما في ذلك البنوك ومعالجات الدفع ، باعتمادها كحل متكامل لضمان المعالجة الآمنة للمدفوعات والمعاملات.

الميزات الرئيسية لوحدات أمان الأجهزة

تعمل HSMs كمكونات مهمة لضمان الامتثال للوائح الأمن السيبراني ، وتعزيز أمن البيانات ، والحفاظ على مستويات الخدمة المثلى. فيما يلي الميزات الرئيسية لـ HSMs التي تساعدهم على تحقيق ذلك.

1. مقاومة العبث

الهدف الأساسي من جعل HSMs مقاومة للعبث هو حماية مفاتيح التشفير الخاصة بك في حالة التعرض لهجوم مادي على HSM.

وفقًا لـ FIPS 140-2 ، يجب أن يشتمل HSM على أختام واضحة للعبث للتأهل للحصول على الشهادة كجهاز من المستوى 2 (أو أعلى). ستؤدي أي محاولة للعبث بـ HSM ، مثل إزالة ProtectServer PCIe 2 من ناقل PCIe الخاص به ، إلى حدث العبث الذي يحذف جميع مواد التشفير وإعدادات التكوين وبيانات المستخدم.

2. تصميم آمن

تم تجهيز HSMs بأجهزة فريدة تلبي المتطلبات المحددة بواسطة PCI DSS وتتوافق مع المعايير الحكومية المختلفة ، بما في ذلك المعايير المشتركة و FIPS 140-2.

تم اعتماد غالبية HSMs في مختلف مستويات FIPS 140-2 ، معظمها في المستوى 3 شهادة. تعد HSMs المحددة المعتمدة في المستوى 4 ، وهي أعلى مستوى ، حلاً رائعًا للمؤسسات التي تسعى إلى حماية على مستوى الذروة.

3. المصادقة والتحكم في الوصول

تعمل HSMs بمثابة حراس البوابة ، التحكم في الوصول إلى الأجهزة والبيانات يحمون. يتضح هذا من خلال قدرتها على مراقبة HSMs بنشاط للعبث والاستجابة بشكل فعال.

في حالة اكتشاف التلاعب ، ستتوقف بعض HSMs عن العمل أو تمسح مفاتيح التشفير لمنع الوصول غير المصرح به. لزيادة تعزيز الأمان ، تستخدم HSMs ممارسات مصادقة قوية مثل مصادقة متعددة العوامل وسياسات صارمة للتحكم في الوصول ، وتقييد الوصول إلى الأفراد المصرح لهم.

4. الامتثال والتدقيق

للحفاظ على الامتثال ، تحتاج HSMs إلى الالتزام بالمعايير واللوائح المختلفة. وتشمل أهمها اللائحة العامة لحماية البيانات (GDPR) للاتحاد الأوروبي ، امتدادات أمان نظام اسم المجال (DNSSEC) ومعيار أمان بيانات PCI والمعايير العامة و FIPS 140-2.

يضمن الامتثال للمعايير واللوائح حماية البيانات والخصوصية وأمان البنية التحتية لنظام أسماء النطاقات معاملات بطاقات الدفع ومعايير الأمان المعترف بها دوليًا والالتزام بالتشفير الحكومي المعايير.

تشمل HSMs أيضًا ميزات التسجيل والتدقيق ، مما يسمح بمراقبة وتتبع عمليات التشفير لأغراض الامتثال.

5. التكامل وواجهات برمجة التطبيقات

تدعم HSMs واجهات برمجة التطبيقات الشائعة ، مثل CNG و PKCS # 11 ، مما يسمح للمطورين بدمج وظائف HSM بسلاسة في تطبيقاتهم. كما أنها متوافقة مع العديد من واجهات برمجة التطبيقات الأخرى ، بما في ذلك JCA و JCE و Microsoft CAPI.

حماية مفاتيح التشفير الخاصة بك

توفر HSMs بعضًا من أعلى مستويات الأمان بين الأجهزة المادية. إن قدرتهم على إنشاء مفاتيح تشفير ، وتخزينها بأمان ، وحماية معالجة البيانات تضعهم كحل مثالي لأي شخص يسعى إلى تحسين أمان البيانات.

تتضمن HSMs ميزات مثل التصميم الآمن ومقاومة العبث وسجلات الوصول التفصيلية ، مما يجعلها استثمارًا مفيدًا لتعزيز أمان بيانات التشفير المهمة.