Der Herausgeber von Downcodes erklärt Ihnen ausführlich die Sicherheit von Verschlüsselungschips. In diesem Artikel wird erläutert, wie Verschlüsselungschips die Datensicherheit unter verschiedenen Aspekten gewährleisten, z. B. durch Hardware-Sicherheitsmodule (HSM), Sicherheitszertifizierungsstufen, dedizierte Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsprozessoren und integrierte mehrere Verschlüsselungsalgorithmen. Wir werden uns mit diesen Schlüsselmerkmalen befassen und ihren Beitrag zur Gesamtsicherheit analysieren, um Ihnen zu einem besseren Verständnis der Funktionsprinzipien und Sicherheitsmechanismen von Verschlüsselungschips zu verhelfen.
In Bezug auf die Sicherheit von Verschlüsselungschips sind Hardware-Sicherheitsmodule (HSM), manipulationssicheres Design, Sicherheitszertifizierungsstufen, dedizierte Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsprozessoren und integrierte mehrere Verschlüsselungsalgorithmen einige Schlüsselmerkmale für eine bessere Sicherheit. Unter ihnen ist das Hardware-Sicherheitsmodul (HSM) eine dedizierte Hardware, die zur Verwaltung digitaler Schlüssel und zur Durchführung von Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsvorgängen verwendet wird. Sie sind in der Regel darauf ausgelegt, physischen und logischen Angriffen standzuhalten, und gehören hinsichtlich der Sicherheitsleistung zu den kryptografischen Chips mit der besten Leistung.
Ein Hardware-Sicherheitsmodul (HSM) ist ein physisches Gerät, das dazu dient, Schlüssel zu speichern und zu schützen und schlüsselbezogene Vorgänge auszuführen. Sie erhöhen die Sicherheit häufig durch eine Reihe interner Schutzmaßnahmen, wie z. B. verschleierte Logik, physische Barrieren und Angriffsmechanismen über umgekehrte Seitenkanäle.
Manipulationssicheres Design ist ein Hauptmerkmal von HSM. Dieses Design umfasst die Überwachung des durch Ausrichtung aktivierten Gehäuses, z. B. die Erkennung, ob die Verpackung geöffnet wurde. Wenn illegale Manipulationen erkannt werden, kann HSM intern gespeicherte vertrauliche Informationen automatisch löschen, um Schlüssellecks zu verhindern.
Der Grad der Sicherheitszertifizierung ist ein weiterer wichtiger Indikator zur Messung der Sicherheit von Verschlüsselungschips. FIPS 140-2/3 Level und Common Criteria (CC) sind zwei weithin anerkannte Sicherheitsstandards. Die in FIPS 140-2/3 enthaltenen mehreren Sicherheitsstufen definieren unterschiedliche Stufen von Sicherheitsanforderungen. Die Sicherheit von Verschlüsselungschips, die eine High-Level-Zertifizierung bestanden haben, gilt als zuverlässiger.
Beispielsweise verfügen FIPS 140-2 Level 4-zertifizierte Verschlüsselungsgeräte nicht nur über die höchsten physischen Sicherheitsmaßnahmen, sondern erfordern auch Intelligenz, um verschiedene unbefugte Einbruchsversuche zu erkennen und darauf zu reagieren.
Einige Verschlüsselungschips verfügen über speziell für die Verschlüsselung entwickelte Prozessoren, die die Ausführung wichtiger Algorithmen wie AES (Advanced Encryption Standard), RSA, ECC (Elliptic Curve Crypto) usw. optimieren können. Ein dedizierter Verschlüsselungsprozessor kann in der Regel die Zeit für Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsvorgänge verkürzen, gleichzeitig die Abhängigkeit von der Zentraleinheit verringern und die Sicherheit und Effizienz des Gesamtsystems verbessern.
Beim Design solcher Prozessoren muss die Fähigkeit berücksichtigt werden, gleichzeitig die Anforderungen einer Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung und komplexer Verschlüsselungsalgorithmen zu erfüllen.
Die Sicherheit eines Verschlüsselungschips wird auch durch seinen eingebauten Verschlüsselungsalgorithmus beeinflusst. Die Verwendung mehrerer Algorithmen bietet eine flexiblere Verschlüsselungslösung und widersteht Angriffen, die auf einen bestimmten Algorithmus abzielen. Wenn ein Algorithmus geknackt ist, können Sie schnell zu einem anderen Algorithmus wechseln, um die Datensicherheit weiterhin zu schützen.
Verschlüsselungschips integrieren in der Regel symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen wie AES und asymmetrische Verschlüsselungsalgorithmen wie RSA sowie Hashing-Algorithmen wie SHA. Durch eine solche Kombination von Algorithmen kann ein solider Schutz in unterschiedlichen Sicherheitsszenarien gewährleistet werden.
Einige kryptografische Chips nutzen auch andere Sicherheitsmaßnahmen wie physikalisch nicht klonbare Funktionen (PUFs), echte Zufallszahlengeneratoren (TRNG) und Lebenszyklusmanagement. PUF nutzt kleine Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften des Chips, um einen eindeutigen Schlüssel zu generieren, der äußerst sicher ist. TRNG liefert unvorhersehbare Zufallszahlen für kryptografische Operationen und ist ein notwendiger Bestandteil der Schlüsselgenerierung und einiger Verschlüsselungsprotokolle. Durch das Lebenszyklusmanagement wird sichergestellt, dass in jeder Phase der Verwendung von Verschlüsselungschips, von der Herstellung bis zur Zerstörung, strenge Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden.
Diese Funktionen bilden zusammen das umfassende Abwehrsystem des Verschlüsselungschips, das eine wichtige Rolle beim Schutz kritischer Informationen und Systeme vor Angriffen spielt.
Derzeit gibt es viele Arten von Verschlüsselungschips auf dem Markt, die sichere Datenverschlüsselungs- und -entschlüsselungsfunktionen bieten. Ausgezeichnete Produkte verfügen normalerweise über Funktionen wie HSM, Hochsicherheitsauthentifizierung, dedizierte Hardwareprozessoren und mehrere integrierte Algorithmen. Bei der Umsetzung der Auswahl müssen Sie auch die Anforderungen spezifischer Anwendungsszenarien berücksichtigen, wie z. B. die erforderliche Authentifizierungsebene, die unterstützten Algorithmustypen und das Budget usw., um sicherzustellen, dass der ausgewählte Verschlüsselungschip eine effiziente und solide Sicherheitsleistung bieten kann.
1. Welche Verschlüsselungschips gelten als sicherer?
Auf dem aktuellen Markt gibt es mehrere Verschlüsselungschips, die weithin als sicherer gelten. Der erste ist der SGX-Chip (Software Guard Extensions) von Intel, der Speicherverschlüsselung auf Hardwareebene und sichere Container bietet, um sensible Daten vor Malware und Betriebssystembedrohungen zu schützen. An zweiter Stelle steht die TrustZone-Technologie von ARM, die eine Hardware-Isolierungsumgebung für den Prozessor bereitstellt, um sensible Computeraufgaben sicher auszuführen. Darüber hinaus verfügt die RISC-V-Architektur auch über einige Sicherheitserweiterungen wie Keystone und SiFives Secure Core, die eine vertrauenswürdige Ausführungsumgebung und Hardware-Isolation bieten.
2. Was sind die Sicherheitsbewertungskriterien für Verschlüsselungschips?
Die Sicherheitsbewertungsstandards von Verschlüsselungschips umfassen normalerweise die folgenden Aspekte. Die erste ist die Widerstandsfähigkeit gegen physische Angriffe, das heißt, ob der Chip physischen Angriffsmethoden wie Spannungsüberwachung, Seitenkanalangriffen usw. widerstehen kann. Die zweite Frage ist die Widerstandsfähigkeit gegen logische Angriffe, das heißt, ob der Chip verhindern kann, dass Eindringlinge durch Software-Schwachstellen oder logische Angriffe an vertrauliche Informationen gelangen. Außerdem erfolgt eine Bewertung der Authentifizierungs- und Verschlüsselungstechnologien, einschließlich einer Bewertung, ob die Authentifizierungsmethode des Chips und die Stärke des Verschlüsselungsalgorithmus den Sicherheitsanforderungen genügen.
3. Welche anderen Faktoren beeinflussen neben der Sicherheit des Chips selbst die Gesamtsicherheit des Verschlüsselungschips?
Neben der Sicherheit des Chips selbst wird die Gesamtsicherheit des Verschlüsselungschips auch von anderen Faktoren beeinflusst. Das erste ist die Sicherheit des Entwurfs- und Implementierungsprozesses des Chips, einschließlich der Frage, ob es einen guten Sicherheitsüberprüfungsprozess gibt und ob die Sicherheit des Chips sowohl auf Hardware- als auch auf Softwareebene bewertet wird. Zweitens geht es um die Sicherheit der Schlüsselverwaltung und Schlüsselspeicherung, einschließlich der Frage, ob ein sicherer Schlüsselgenerierungs- und -verteilungsmechanismus vorhanden ist und ob ein sicheres Schlüsselspeichergerät vorhanden ist. Darüber hinaus ist auch die Sicherheit des Betriebssystems und der Anwendungen ein wichtiger Faktor für die Gesamtsicherheit, einschließlich der Frage, ob entsprechende Sicherheitsrichtlinien und Sicherheitsaktualisierungsmechanismen vorhanden sind.
Wir hoffen, dass Ihnen dieser Artikel dabei hilft, die Sicherheitsfunktionen kryptografischer Chips besser zu verstehen. Die Auswahl eines geeigneten Verschlüsselungschips erfordert eine umfassende Berücksichtigung verschiedener Faktoren. Die Auswahl des Produkts, das Ihren Anforderungen am besten entspricht, kann die Datensicherheit wirksam schützen.