El módulo de seguridad de hardware (HSM) es básicamente un dispositivo físico que proporciona seguridad adicional para los datos sensibles. Este tipo de dispositivo se utiliza para encargarse de la gestión de claves criptográficas para funciones críticas como el cifrado, el descifrado y la autenticación para el uso de aplicaciones, identidades y bases de datos.
Las empresas pueden utilizar un HSM para proteger secretos comerciales de gran valor. Esto garantiza que sólo las personas autorizadas puedan acceder al dispositivo y utilizar la clave almacenada en él.
Responsable de la realización de operaciones criptográficas y de la gestión de claves criptográficas
Las soluciones HSM están diseñadas para cumplir las estrictas normas gubernamentales y reglamentarias, y suelen disponer de sólidos controles de acceso y modelos de privilegios basados en funciones.
Diseñado específicamente para operaciones criptográficas rápidas y resistente a la manipulación lógica y física, adoptar un HSM es la forma más segura de realizar la gestión de claves criptográficas. Sin embargo, su uso no es tan práctico y requiere software adicional.
El uso de HSM debería ser una práctica habitual para cualquier organización altamente regulada, evitando así que estas empresas pierdan negocio de clientes como los sistemas gubernamentales, financieros y sanitarios, que exigen fuertes controles de protección para todos los datos considerados sensibles en sus operaciones.
También es importante que las empresas adopten, como parte de sus estrategias, el cuidado de no correr riesgos por falta de la protección necesaria, lo que puede empañar la imagen de la organización.
Mejores prácticas y usos del HSM
El uso de HSM puede proporcionar un rendimiento criptográfico mejorado y dar lugar a una arquitectura más segura y eficiente para su empresa.
El HSM se convierte en un componente vital de una arquitectura de seguridad, que no sólo minimiza los riesgos empresariales, sino que también consigue un rendimiento de vanguardia en las operaciones criptográficas.
Algunas de las mejores prácticas y casos de uso de los HSM utilizados por los principales profesionales de la seguridad son los siguientes:
Almacenamiento de claves de autoridad de certificación
La seguridad de las claves de las autoridades de certificación (CA) es fundamental en una infraestructura de clave pública (PKI). Si una clave CA se ve comprometida, la seguridad de toda la infraestructura está en peligro.
Las claves CA se almacenan principalmente en HSM dedicados para proporcionar protección contra la manipulación y la divulgación frente a entidades no autorizadas. Esto puede hacerse incluso para las CA internas.
Almacenamiento y gestión de claves de aplicaciones
La criptografía, considerada esencial en muchas empresas, también se ve favorecida por el potente rendimiento de los HSM, que hacen un trabajo increíble para minimizar el impacto en el rendimiento del uso de criptografía asimétrica (criptografía de clave pública), ya que están optimizados para los algoritmos de cifrado.
Un ejemplo paradigmático es el cifrado de bases de datos, donde no se puede tolerar una alta latencia por transacción. Pero no olvides cifrar sólo lo necesario, para que tu solución no pierda tiempo con información no sensible.
Operaciones criptográficas
A veces, las operaciones de cifrado requieren mucho tiempo y pueden ralentizar las aplicaciones. Los HSM disponen de potentes procesadores criptográficos dedicados que pueden realizar simultáneamente miles de operaciones criptográficas.
Pueden utilizarse eficazmente descargando las operaciones criptográficas de los servidores de aplicaciones.
Auditoría completa, registro y autorización de usuarios
Los HSM deben llevar un registro de las operaciones criptográficas, como la gestión de claves, el cifrado, el descifrado, la firma digital y el hash, según la fecha y hora en que se realizó la operación. El proceso de registro de acontecimientos implica la autenticidad y protección de la fuente temporal.
La modificación de la interfaz de configuración de fecha y hora requiere una autenticación fuerte mediante una tarjeta inteligente o al menos dos personas que sancionen o autoricen esta tarea.
Destrucción de llaves en caso de ataques
Los HSM cumplen estrictos requisitos de seguridad. El contenido más importante para un HSM son las claves. En caso de ataque físico o lógico, restablecen o borran todas tus claves para que no caigan en malas manos.
El HSM debe “ponerse a cero”, borrando todos los datos sensibles si detecta cualquier manipulación indebida. Esto impide que un atacante que haya accedido al dispositivo pueda acceder a las claves protegidas.
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El ciclo de vida completo de las llaves
El NIST, Instituto Nacional de Normas y Tecnología, organismo no reglamentario del Departamento de Comercio de Estados Unidos, define el ciclo de vida de las claves de cifrado en 4 etapas principales de funcionamiento: preoperativa, operativa, postoperativa y supresión, y exige que, entre otras cosas, se defina un periodo de cifrado operativo para cada clave. Para más detalles, pulse aquí y consulte de la página 84 a la 110.
Por lo tanto, un periodo criptográfico es el “intervalo de tiempo durante el cual se autoriza el uso de una clave específica”.
Además, el periodo criptográfico se determina combinando el tiempo estimado durante el cual se aplicará el cifrado a los datos, incluido el periodo de uso y el periodo en el que se descifrarán para su uso.
Cifrado a largo plazo
Pero al fin y al cabo, como es razonable que una organización quiera cifrar y descifrar los mismos datos durante años y años, pueden entrar en juego otros factores a la hora de considerar el periodo criptográfico:
Por ejemplo, puede limitarlo a:
- Cantidad de información protegida por una clave determinada;
- Cantidad de exposición si una sola clave se ve comprometida;
- Tiempo disponible para intentos de acceso físico, procedimental y lógico;
- Plazo en el que la información puede verse comprometida por divulgación involuntaria.
Esto puede resumirse en algunas preguntas clave:
- ¿Durante cuánto tiempo se utilizarán los datos?
- ¿Cómo se utilizan los datos?
- ¿Cuántos datos hay?
- ¿Cuál es la sensibilidad de los datos?
- ¿Cuánto daño se causará si se exponen los datos o se pierden las claves?
Por tanto, la regla general es: a medida que aumenta la sensibilidad de los datos protegidos, disminuye la vida útil de una clave de cifrado.
De esto se deduce que su clave de cifrado puede tener una vida activa más corta que el acceso de un usuario autorizado a los datos. Esto significa que tendrás que archivar las claves desactivadas y utilizarlas sólo para descifrar.
Una vez que los datos han sido descifrados por la clave antigua, serán cifrados por la clave nueva y, con el tiempo, la clave antigua dejará de utilizarse para cifrar/descifrar datos y podrá ser eliminada.
Gestión del ciclo de vida de las claves criptográficas mediante HSM
A menudo se ha dicho que la parte más difícil de la criptografía es la gestión de claves. Esto se debe a que la disciplina de la criptografía es una ciencia madura en la que se han abordado la mayoría de las cuestiones importantes.
Por otra parte, la gestión de claves se considera reciente, sujeta al diseño y las preferencias individuales más que a hechos objetivos.
Un excelente ejemplo de ello son los enfoques tan diversos que han adoptado los fabricantes de HSM para implantar su gestión de claves, que finalmente condujeron al desarrollo de otra línea de productos, Ciphertrust. Tiene muchas características de los HSM y otras que son únicas, como la anonimización y la autorización.
Sin embargo, ha habido muchos casos en los que los fabricantes de HSM han permitido que algunas prácticas inseguras pasaran desapercibidas, dando lugar a vulnerabilidades que han comprometido el ciclo de vida de las claves criptográficas.
Por lo tanto, a la hora de buscar un HSM para gestionar el ciclo de vida completo, seguro y de uso general, es esencial inspeccionar aquellos que cuenten con excelentes referencias de clientes, larga vida de implantación y certificaciones de calidad.
HSM en pocas palabras
En resumen, un HSM suele ser un servidor con distintos niveles de protección de seguridad o simplemente “protección” que evita infracciones o pérdidas. Podemos resumirlo así:
- A prueba de manipulaciones: adición de revestimientos o precintos a prueba de manipulaciones en los cerrojos o pestillos de todas las tapas o puertas desmontables.
- A prueba de manipulaciones: añadir un “circuito de detección/respuesta a manipulaciones” que borre todos los datos sensibles.
- A prueba de manipulaciones: endurecimiento completo del módulo con tornillos y cerraduras a prueba de manipulaciones, junto con el “circuito de detección/respuesta a manipulaciones” de mayor sensibilidad que borra todos los datos sensibles.
Al trasladar muchas organizaciones parte o la totalidad de sus operaciones a la nube, también ha surgido la necesidad de trasladar su seguridad a esta arquitectura.
La buena noticia es que muchos de los principales fabricantes de HSM han desarrollado soluciones para instalar HSM tradicionales en entornos de nube.
Por lo tanto, se aplicarán los mismos niveles de “protección” que con un HSM tradicional en un entorno de nube.
Obtenga más información sobre el uso de HSM en la gestión de claves criptográficas en nuestro blog y descubra cómo aplicar eficazmente la tecnología de cifrado en su organización poniéndose en contacto con los expertos de Eval.
Estaremos encantados de responder a sus preguntas y ayudarle a definir las mejores formas de proteger su organización contra la fuga y el robo de datos.
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