9、硬件安全模块与安全多方计算技术解析

硬件安全模块与安全多方计算技术解析

1. 硬件安全模块（HSM）概述

硬件安全模块（HSM）是执行加密操作、存储公私钥对及其相关秘密值的专用设备。它在银行、保险、数字身份和区块链等多个行业广泛应用，以保障数据安全。

2. HSM 的定义与特性

• 功能用途 ：HSM 是加密过程的重要组成部分，常用于支付解决方案、互联网加密系统和证书管理系统等关键基础设施。它利用随机数源生成公私钥对并存储，部分系统还能将秘密值备份到外部存储设备。
• 保护机制 ：HSM 不仅提供密钥的逻辑保护，还具备物理保护。例如，一些设备有防篡改功能，包括日志记录和警报机制，甚至在检测到篡改时会擦除全部内容，使其无法使用。
• 处理优势 ：HSM 能够将加密过程与其他操作隔离，提高处理效率并增强安全性。

3. HSM 的应用趋势

• 应用现状 ：20 多年来，HSM 用于保护多个应用中的加密材料。但调查显示，HSM 主要用于密钥管理或支付，如 2014 年的调查发现，组织通常使用 13 个模块进行密钥管理，8 个用于支付。
• 云时代挑战与应对 ：云计算的出现增加了关键数据安全的复杂性，企业数据在云端存储的比例从 2015 年的 30% 增至 2022 年的 60%。为防止数据被云提供商或美国政府未经授权访问，双密钥加密日益流行。该方法使用两个密钥加密数据，一份存储在 HSM 上，一份存储在云端，只有