「HSM」の版間の差分

2015年6月6日 (土) 18:38時点における版

HSM (Hardware Security Module, ハードウェアセキュリティモジュール)とは、暗号化プロセッサです。暗号処理を行うハードウェアです。暗号鍵の管理を安全に行う装置です。

読み方

HSM: えいちえすえむ
Hardware Security Module: はーどうぇあせきゅりてぃもじゅーる

概要

暗号において、鍵は、非常に重要な要素です。コンピュータで鍵を扱っている場合、それは、安全でしょうか？鍵を扱うために、メモリにロードして使うことになります。コンピュータのメモリをダンプすることによって、簡単に鍵を盗まれる恐れがあります。

鍵の安全性を保つには、鍵をコンピュータで扱わず、外部のハードウェアで、暗号処理を行うことで、鍵が盗まれるリスクをなくすことができます。その１つのソリューションが、HSMです。

USBで接続できるイメーション(Ironkey) Windows To Go対応ハードウェア暗号化USBデバイス FIPS 140-2 レベル3認証取得 32GB WGHC0B032G0001 です。

HSMは、取得してる FIPS 140-2(後述)の認証のレベルで、保証されるものが変わってきます。

HSMの基本機能

HSMでは、以下の基本機能を提供しています。

鍵を生成
鍵を安全に保管
暗号処理、電子署名
乱数を生成

鍵の生成

暗号の処理に使う、鍵を生成します。HSMで作成された鍵は、HSMの外部に取り出すことはできません。

鍵を安全に保管

鍵を安全に守るために、物理的な攻撃に対しても、構造上の対策がなされています。

暗号処理、電子署名

HSMは、暗号化、復号、電子署名の処理を行います。HSM内の鍵を利用します。HSMを暗号処理のアクセラレータとして利用できます。

乱数を生成

コンピュータで高品質の乱数を生成するのは、難しいです。 HSMには、乱数を発生する機能を内蔵しています。高品質の乱数を生成できます。

FIPS 140

FIPS 140 とは、米国標準技術局 (NIST) が規定しているセキュリティ要件です。

FIPS140-2 のレベル定義
レベル	定義
セキュリティレベル1	暗号モジュールの基本的セキュリティ要求事項が求められる。
セキュリティレベル2	タンパー証跡, Role Based Access Control
セキュリティレベル3	タンパー検知, タンパー応答, Identity Based Access Control
セキュリティレベル4	環境変動、環境状況に対応した保護

コモンクライテリア

コモンクライテリア(Common Criteria, CC)は、情報セキュリティ評価の共通基準です。ISO/IEC15408に規定されています。正式名称は、 Common Criteria for Information Technology Security Evaluation です。

セキュリティ機能要件

FAU (セキュリティ監査)
FCO (通信)
FCS(暗号サポート)
FDP(利用者データ保護)
FIA(識別と認証)
FMT(セキュリティ管理)
RPR(プライバシー)
FPT(TOEセキュリティ機能の保護)
FRU(資源利用)
FTA(TOEアクセス)
FTP(高信頼パス/チャネル)

セキュリティ保証要件

EAL(Evaluation Assurance Level, 評価保証レベル)が定義されています。

TCSEC: 米国国防総省のセキュリティ評価基準

EAL
CC EAL	ITSEC E	意味	TCSEC
EAL1	E0-E1	機能テスト	D-C1
EAL2	E1	構造化テスト	C1
EAL3	E2	方式的テスト, チェック	C2
EAL4	E3	方式的設計, テスト, レビュー	B1
EAL5	E4	準形式的設計, テスト	B2
EAL6	E5	準形式的検証済み設計, テスト	B3
EAL7	E6	形式的検証済み設計, テスト	A

HSMの価格

数千円、数万円: スマートカード型、オンボード型
数十万円 - 数百万円: 外付け型、内蔵型
数百万円 - 数千万円: アプライアンス型

使用例

ネットワークセキュリティ (SSL, DNSSEC)
認証局
カード発行システム
決済システム
タイムスタンプサーバ
データベース暗号
金融系セキュリティ、公的分野のセキュリティ