Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs) in der IT-Sicherheit: Ein Überblick

by | Feb 15, 2023 | IT Security

In der Welt der IT-Sicherheit spielen Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs) eine entscheidende Rolle. Sie bieten eine robuste und sichere Umgebung zur Durchführung kryptographischer Operationen und sind unverzichtbar für den Schutz sensibler Daten und Schlüssel. In diesem Artikel geben wir einen Überblick über die verschiedenen Arten von HSMs, ihre Anwendungsbereiche und deren Bedeutung in der IT-Sicherheit.

 

Was ist ein Hardware-Sicherheitsmodul (HSM)?

Ein HSM ist eine Grundlage für erfolgreiches Management von Security-Vorfällen in der IT Sicherheit. Es ist ein physisches Gerät, das speziell entwickelt wurde, um kryptographische Schlüssel zu generieren, zu verwalten und zu schützen. Es bietet eine sichere Umgebung für die Durchführung kryptographischer Operationen wie Verschlüsselung, Entschlüsselung und Signaturerstellung. Ein Hardware-Sicherheitsmodul kombiniert somit physische und logische Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz sensibler Daten, einschließlich privater Schlüssel und Stammzertifikate. Es hilft Unternehmen bei der Einhaltung von Industriestandards und kann Datenverluste oder katastrophale Auswirkungen eines kompromittierten Schlüssels verhindern.

Beispiele für HSMs sind USB-basierte Token, Smartcards, und dedizierte Netzwerkgeräte wie die von Thales e-Security, Yubico YubiHSM, Utimaco, oder die Atalla HSMs von Micro Focus.

 

Arten von HSMs

Es gibt verschiedene Arten von HSMs, die je nach Anwendungsfall und Sicherheitsanforderungen eingesetzt werden können:

Netzwerk-Hardwaresicherheitsmodule

    • Beschreibung: Diese HSMs sind als eigenständige Netzwerkgeräte konzipiert und können von mehreren Anwendungen und Servern über ein Netzwerk verwendet werden.
    • Anwendungsbereiche: Ideal für Unternehmen, die eine zentralisierte Verwaltung kryptographischer Schlüssel benötigen und mehrere Anwendungen sichern wollen.
    • Beispiele: Thales Luna Network HSM, Utimaco CryptoServer.

USB-HSMs

    • Beschreibung: Diese HSMs sind kompakte Geräte, die über einen USB-Anschluss mit einem Computer oder Server verbunden werden.
    • Anwendungsbereiche: Geeignet für Einzelpersonen oder kleine Unternehmen, die eine portable und einfache Lösung zur Schlüsselverwaltung benötigen.
    • Beispiele: YubiHSM, Nitrokey HSM.

PCIe-Hardwaresicherheitsmodule

    • Beschreibung: Diese HSMs sind als PCIe-Karten konzipiert und werden direkt in den PCIe-Steckplatz eines Servers eingebaut.
    • Anwendungsbereiche: Optimal für den Einsatz in Rechenzentren oder großen Servern, wo eine hohe Leistung und geringe Latenzzeiten erforderlich sind.
    • Beispiele: Thales Luna PCIe HSM, Utimaco CryptoServer PCIe.

Cloud Hardware-Sicherheitsmodule

    • Beschreibung: Diese HSMs sind cloud-basierte Dienste, die von Cloud-Anbietern bereitgestellt werden. Sie bieten die gleichen Sicherheitsfunktionen wie physische HSMs, jedoch in einer virtuellen Umgebung.
    • Anwendungsbereiche: Ideal für Unternehmen, die Cloud-Dienste nutzen und eine skalierbare Lösung zur Schlüsselverwaltung benötigen.
    • Beispiele: AWS CloudHSM, Azure Dedicated HSM.

 

Anwendungsbereiche und Vorteile von HSMs

HSMs werden in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen eingesetzt, darunter v.a. in den nachstehenden:

  • Finanzdienstleistungen: Schutz von Transaktionen, Verwaltung von Zahlungs- und Kreditkarteninformationen.
  • Telekommunikation: Sicherung von Kommunikation und Datenübertragungen.
  • Gesundheitswesen: Schutz sensibler Patientendaten und elektronischer Gesundheitsakten.
  • Regierung und öffentliche Sicherheit: Schutz von nationalen Sicherheitsinformationen und digitalen Identitäten.
  • E-Commerce: Sicherung von Online-Transaktionen und Schutz von Kundendaten.

 

Die Module bieten insbesondere folgende Vorteile:

  1. Höchste Sicherheit: HSMs bieten ein Höchstmaß an physischer und logischer Sicherheit für die Verwaltung kryptographischer Schlüssel.
  2. Regelkonformität: HSMs helfen Unternehmen, gesetzliche und branchenspezifische Sicherheitsanforderungen zu erfüllen (z.B. PCI-DSS, GDPR).
  3. Leistung: HSMs sind für die Durchführung kryptographischer Operationen optimiert und bieten hohe Leistung und Zuverlässigkeit.

 

Worauf sollte ich bei der Auswahl besonders achten und wer sind die führenden Anbieter von Hardware-Sicherheitsmodulen?

Ein gutes Hardware-Sicherheitsmodul verfügt über Merkmale wie einen starken Verschlüsselungsalgorithmus, FIPS 140-2-Zertifizierung und ein manipulationssicheres Design. Außerdem verfügt es über eine begrenzte Anzahl von Anschlüssen und Verbindungen, um unbefugten Zugriff zu verhindern. Welches Hardware-Sicherheitsmodul für Sie am besten geeignet ist, hängt von Ihren Anforderungen ab. Es sollte jedoch in der Lage sein, die Konformitätsstandards Ihrer Branche zu erfüllen und ein hohes Maß an Sicherheit für Ihre wertvollsten Ressourcen zu bieten. Außerdem sollte es automatisierte Prozesse und eine Möglichkeit zur Sicherung Ihrer wichtigsten Dateien bieten.

Die führenden Anbieter von HSMs sind Unternehmen wie Gemalto, Thales, Utimaco und Yubico. Weitere Anbieter von Hardware-Sicherheitsmodulen sind IBM und Egnyte. Zu den Anbietern:

  • Gemalto, ein Unternehmen mit Sitz in Amsterdam, bietet eine breite Palette von HSM-Modellen für unterschiedliche Anforderungen an. Das Unternehmen bietet Lösungen wie SafeNet Luna SA HSMs und SafeNet Luna SP HSMs an, die beide die Sicherheitsanforderungen von Finanz-, Gesundheits- und Regierungsorganisationen erfüllen.
  • Thales, ein französisches Unternehmen, ist ein weiterer führender Anbieter von HSMs. Das Unternehmen bietet eine Vielzahl von Lösungen an, darunter HSMs für die Cloud, für IoT und mobile Anwendungen.
  • Ein weiterer wichtiger Anbieter von HSMs ist Utimaco, ein deutsches Unternehmen, das sich auf die Bereitstellung von HSMs für die Finanzbranche spezialisiert hat. Das Unternehmen bietet Lösungen wie Atalla AT1000 und Atalla AT1010 an.
  • Auch Yubico, ein Unternehmen mit Sitz in Kalifornien, USA, hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Das Unternehmen ist bekannt für seine YubiKey-Produktlinie, die sowohl für die physische als auch für die digitale Sicherheit eingesetzt wird.

 

Fazit

Hardware-Sicherheitsmodule sind ein unverzichtbares Werkzeug in der IT-Sicherheit. Sie bieten eine sichere Umgebung zur Verwaltung und zum Schutz kryptographischer Schlüssel und sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich, um den unterschiedlichen Anforderungen von Unternehmen gerecht zu werden.

Durch den Einsatz von HSMs können Unternehmen ihre Sicherheitsinfrastruktur stärken und sicherstellen, dass ihre sensiblen Daten und Transaktionen bestmöglich geschützt sind.

Jens

Jens

Dr. Jens Bölscher ist studierter Betriebswirt mit Schwerpunkt Wirtschaftsinformatik. Er promovierte im Jahr 2000 zum Thema Electronic Commerce in der Versicherungswirtschaft und hat zahlreiche Bücher und Fachbeiträge veröffentlicht. Er war langjährig in verschiedenen Positionen tätig, zuletzt 14 Jahre als Geschäftsführer. Seine besonderen Interessen sind Innovationen im IT Bereich.