Die Rolle von Sicherheitsmodulen für Zahlungshardware bei der Verhinderung von Datenlecks

Datenlecks sind eine allgegenwärtige Bedrohung; Angreifer suchen ständig nach Möglichkeiten, Daten abzufangen und Unternehmen um Geld erpressen. Hardware-Sicherheitsmodule, oder HSMs, sind ein wertvolles Werkzeug im Arsenal Ihres Unternehmens zur Sicherung sensibler Daten. Kurz gesagt, HSMs Speichern Sie kryptografische Schlüssel, die zum Verschlüsseln von Daten verwendet werden. Wir werden auch Zahlungs-HSMs untersuchen und wie ihre erweiterte, spezifische Funktionalität funktioniert, um Zahlungsinformationen vor dem Abfangen oder Diebstahl zu schützen.

Was ist ein HSM?

HSMs (Hardware-Sicherheitsmodule) sind Geräte zum Schutz von Schlüsseln und zur Durchführung kryptografischer Operationen in einer manipulationssicheren Umgebung. Einige HSMs speichern Schlüssel zwar remote, diese sind jedoch verschlüsselt und unlesbar. Nur das HSM kann entschlüsseln und verwenden Sie diese Schlüssel intern. Durch die Verwendung dieser kryptografischen Schlüssel zu verschlüsseln Daten innerhalb der sicheren Hardwareumgebung des HSM, die zu verschlüsselnden oder zu entschlüsselnden Daten sind vor externen Angriffen geschützt.

Obwohl für die Verschlüsselung kein HSM erforderlich ist, müssen Verschlüsselungsschemata ohne HSM bestimmte Probleme lösen. Wir besprechen diese, um besser zu verstehen, wozu ein HSM dient und wer es verwenden sollte.

1. Ruhende Daten müssen verschlüsselt werden.
2. Bei der Übertragung von Daten kann ein Risiko bestehen.
3. Das Entschlüsseln von Daten zur Verwendung stellt einen Angriffspunkt dar.
4. Schlüssel müssen getrennt von den Daten gespeichert werden, die sie schützen.
5. Um verschiedene Sicherheitsstandards zu erfüllen, muss eine Trennung der Rollen/Aufgaben durchgesetzt werden

Ruhende Daten müssen verschlüsselt werden

Der wohl grundlegendste Anwendungsfall jeder Sicherheitsplattform oder -anwendung ist die Verschlüsselung ruhender Daten. Um zu verhindern, dass eine Datenbank voller sensibler Informationen an die Öffentlichkeit gelangt, sollte sie verschlüsselt werden. Ein einfacher Zugriff reicht nicht aus, um an die Informationen in der Datenbank zu gelangen. Anstatt die Datei einfach zu verschlüsseln, ist es jedoch viel besser, jeden einzelnen Eintrag der Datenbank zu verschlüsseln. Dies minimiert die Angriffsfläche und verbessert die Leistung bei kleineren Vorgängen, die nur einen einzigen Eintrag aus einer Datenbank benötigen.

Daten können während der Übertragung gefährdet sein

Das oben genannte Verfahren verwaltet ruhende Daten. Um die Daten jedoch später verwenden zu können, müssen sie irgendwann entschlüsselt werden. Die Anzahl der Punkte, an denen diese Daten offengelegt werden, kann minimiert werden.

Wenn eine Anwendung jedoch konzeptbedingt einen Endpunkt benötigt, der nicht unbedingt isoliert oder vertrauenswürdig ist, wie der Speicherort der Datenbank, sind die übertragenen Daten anfälliger als die ruhenden Daten. Diese erhöhte Anfälligkeit ist ein weiterer Grund, die Datenübertragung zu begrenzen. Durch die Verwendung eines HSM zur Speicherung von Schlüsseln, die den Inhalt einer Datenbank verschlüsseln, sind die unverschlüsselten Daten niemals internen Angriffen ausgesetzt. Ein Mitarbeiter oder Angreifer, der in das Rechenzentrum eingebrochen ist, könnte niemals den Inhalt der angeforderten Datenbank einsehen, der möglicherweise vertrauliche Informationen wie Kreditkartennummern enthält.

Die Entschlüsselung von Daten zur Nutzung stellt einen Angriffspunkt dar

Werden Daten zur Verwendung entschlüsselt, sind sie selbst dann anfällig, wenn sie nur im Speicher abgelegt sind. Durch die Bereitstellung eines manipulationssicheren Systems, das weder von Benutzern noch von Angreifern geöffnet werden kann, erfahren selbst Benutzer nie den Inhalt der Schlüssel oder Dateien, falls die Anwendung dies erfordert. Diese zusätzliche Hardware-Sicherheitsebene unterscheidet ein HSM von den Vorgängen eines normalen Computers.

Schlüssel müssen getrennt von den Daten gespeichert werden, die sie schützen

Um eine Datenbank optimal zu sichern, ist es wichtig, die Schlüssel von den zu schützenden Daten zu trennen. Ist eine Datenbank verschlüsselt, der Schlüssel aber im selben Verzeichnis gespeichert, ist die Datenbank möglicherweise gar nicht verschlüsselt. Die einzige Sicherheit, die die Verschlüsselung bietet, besteht darin, dass zwei Komponenten aus verschiedenen Quellen am selben Ort zusammengeführt werden müssen, um auf die Informationen zugreifen zu können.

Wenn der Zugriff auf die Schlüssel oder ihre Verwendung jedoch zu schwierig wird, stellt dies ein Problem für automatisierte Großanwendungen dar. HSMs bieten eine Umgebung, in der die Schlüssel getrennt vom Datenbankhost gespeichert, aber dennoch leicht zugänglich bleiben. Autorisierte Anwendungen können die Schlüssel nutzen, indem sie die verschlüsselten Daten an das HSM übergeben. Bei Bedarf können Operationen an den Daten innerhalb des HSM durchgeführt werden.

Durchsetzung der Rollen- und Aufgabentrennung zur Einhaltung von Sicherheitsstandards

Während unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Standards erfordern, ist die Trennung von Rollen und Aufgaben ein gemeinsamer Standard. Dieser Standard bezieht sich auf das Konzept, dass Benutzer nur über die Mindestzugriffsrechte verfügen dürfen, die sie für ihre Aufgaben benötigen. Eine Client-Anwendung, die eine Stempel, Unterschriftsollte beispielsweise keinen Schlüssel haben, der für Unterzeichnung eine Datei. Dies schützt den Schlüssel vor Missbrauch durch Angriffe wie Code-Injection. HSMs können Client-Berechtigungen pro Client einschränken.

HSMs können auch die Einhaltung eines Quorums für bestimmte Vorgänge erzwingen. Das bedeutet, dass ein einzelner Benutzer ohne die Anwesenheit und Zustimmung einer festgelegten Anzahl anderer Benutzer im Quorum nicht berechtigt wäre, den Vorgang auszuführen. Die Fähigkeit von HSMs, diese Aufgabentrennung bei Bedarf auch physisch durchzusetzen, ist einer der Hauptvorteile der Verwendung eines HSM.

Zahlungs-HSMs

Zahlungs-HSMs sind spezialisierte HSMs, die bestimmte Vorgänge für die Zahlungsbranche ausführen. Diese Vorgänge werden mit vorgangsspezifischen Schlüsseln gebündelt, beispielsweise Zonen-PIN-Schlüssel und Zonen-Hauptschlüssel.

Ein Zonen-PIN-Schlüssel ist auf PIN-Übersetzungsvorgänge beschränkt. Dies unterscheidet sich erheblich von einem Schlüssel auf einem regulären HSM, der in der Regel eine Vielzahl von Basisfunktionen ausführen kann. Zu den Basisfunktionen gehören Verschlüsselung, Entschlüsselung, Überprüfung von Signaturen usw. Die Schlüssel in einem Zahlungs-HSM können diese grundlegenden oder Low-Level-Operationen in der Regel nicht ausführen und verfügen stattdessen über spezifische mehrstufige High-Level-Operationen.

Bei der Zahlungsabwicklung kann eine einzelne Transaktion mehrere dieser komplexen Vorgänge, wie z. B. die PIN-Übersetzung, erfordern. Daher wäre die manuelle Programmierung mehrerer Ver- und Entschlüsselungsvorgänge nicht nur unpraktisch, sondern könnte auch eine Angriffsfläche oder ein Sicherheitsrisiko zwischen den Vorgängen darstellen. Ohne ein speziell entwickeltes Zahlungs-HSM besteht ein erhöhtes Risiko des Schlüsselmissbrauchs. Indem alle Schlüssel für bestimmte Vorgänge gesperrt werden und sichergestellt wird, dass der gesamte Code im HSM in einem einzigen komplexen Vorgang ausgeführt wird, wird die Angriffsfläche minimiert und Schlüsselmissbrauch verhindert.

Beispielanwendung: Pin-Übersetzung

Die PIN-Übersetzung ist ein gängiger Vorgang im Zahlungsverkehr. Bei der Eingabe einer PIN an einem Geldautomaten oder POS-System ist es wichtig, dass sie sicher und verschlüsselt an ihr Ziel gelangt. Ein direkter Weg zur Bank ist jedoch schlichtweg unpraktisch und entspricht nicht der Funktionsweise des Zahlungsverkehrs. PIN-Übersetzungsserver schützen die PIN kontinuierlich, während sie den Besitzer wechselt, bis sie die Bank erreicht, um ihre Richtigkeit zu überprüfen. Für diesen Vorgang sind die PIN-Übersetzungsschlüssel gesperrt. Die beteiligten Schlüssel entschlüsseln und verschlüsseln die PIN in einem einzigen Vorgang – und das alles innerhalb des Zahlungs-HSM.

Die Zahlungsbranche

Die Zahlungsabwicklung stellt besondere Herausforderungen dar, die sich oft von den Problemen unterscheiden, die ein Standard-HSM sofort lösen kann. Zahlungs-HSMs bieten jedoch nicht nur Lösungen für diese Herausforderungen, sondern auch eine Reihe von Funktionen, die die Zahlungsabwicklung sicher, einfach und effizient gestalten. Die Zahlungsbranche wächst rasant und ist in der Geschäftswelt allgegenwärtig. Um in der Zahlungsbranche erfolgreich zu sein, ist jedoch ein gutes Netzwerk des Kundenvertrauens unerlässlich.

In diesem Fall sind die Kunden die Finanzinstitute, für die Ihr Unternehmen diese Transaktionen abwickelt. Ohne ihr Vertrauen kann Ihr Unternehmen in diesem Sektor überhaupt nicht tätig sein. Daher ist Sicherheit von größter Bedeutung. Ein einziger Fehler kann dauerhafte oder langfristige Auswirkungen auf die Kunden der Finanzinstitute haben. Diese Institute werden wahrscheinlich kein Risiko eingehen, mit einem Unternehmen zusammenzuarbeiten, das zuvor erhebliche Fehler gemacht hat. 

Datenverstöße

Datenschutzverletzungen sind in jeder Branche eine allgegenwärtige Bedrohung. Verbraucher vertrauen darauf, dass Unternehmen ihre Daten schützen, und denken oft nicht über die Folgen oder die Möglichkeit nach, dass ihre Daten nicht geschützt sind. Bei groß angelegten, spektakulären Angriffen kann der Reputationsschaden für Unternehmen Jahre, wenn nicht Jahrzehnte anhalten.

Verschlüsselung dient als primärer Schutz für Verbraucherdaten. Selbst wenn ein Angreifer Zugriff auf eine Datenbank erhält, schützt die Verschlüsselung die Datenbankinhalte vor Datenlecks oder böswilliger Nutzung. Da menschliche Fehler oder interne Angreifer immer möglich sind, ist kein Unternehmen vollständig immun gegen Datenschutzverletzungen. Mit den richtigen Maßnahmen können Datenschutzverletzungen jedoch äußerst selten und schwer gewinnbringend gemacht werden. 

Verschiedene Arten von Datenlecks

Während viele Angriffsformen Ihr Unternehmen möglicherweise plagen könnte, fallen häufige Datenschutzverletzungen normalerweise in eine von wenigen Kategorien. Man-in-the-Middle-Angriffe Konzentrieren Sie sich auf das Abfangen von Daten oder die Nachahmung von Endpunkten. Angreifer können Benutzerinformationen sammeln und Ihre Kunden gefährden. Code-Injection-Angriffe können schwerwiegender sein und in kürzerer Zeit größeren Schaden anrichten. Durch die Ausführung von Schadcode können Angreifer Daten kompromittieren oder Datenbanken stehlen und die Informationen außerhalb des Unternehmens senden. Die größte Bedrohung für Benutzerdaten betrifft in der Regel Mitarbeiter innerhalb des Unternehmens. Datenlecks, oft versehentlich, stellen ein enormes Risiko für den Ruf Ihres Unternehmens dar. Verschlüsselung mit HSMs hilft, all diese Angriffe zu verhindern, indem sie die Daten unbrauchbar macht.

Datenlecks in der Zahlungsbranche

Kommt es bei einem Unternehmen der Zahlungsbranche zu einem Datenleck, könnten Angreifer die Kommunikation abfangen und Informationen wie PINs, Kreditkartennummern und andere wichtige Kontoinformationen abgreifen. Mit Zugriff auf die privaten Schlüssel könnte ein Angreifer diese Informationen problemlos erlangen, ohne dass Ihr Unternehmen davon Kenntnis erhält. Aus diesen Gründen sind HSMs für die Zahlungsbranche unverzichtbar.

Nur HSMs können Schlüssel in einer dedizierten Hardwareumgebung ordnungsgemäß sichern und die notwendigen Richtlinien durchsetzen, um diese Schlüssel vor Angriffen oder Missbrauch zu schützen. Um die Anforderungen zu erfüllen, PCI-DSS, Zahlungs-HSMs sind dringend zu empfehlen. Inzwischen bestimmte FIPS Compliance-Level erfordern die Verwendung eines HSM zur Schlüsselspeicherung. Die Investition in ein HSM hilft Ihnen nicht nur, diese Standards einzuhalten, sondern minimiert auch die Angriffsfläche und schützt Ihr Unternehmen angemessen vor Datenschutzverletzungen.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass HSMs dem Schutz von Verbraucherdaten dienen, indem sie als sichere Box fungieren, die private Schlüssel nicht verlassen. Zahlungs-HSMs Dieses Konzept wird noch weiter entwickelt, indem die Rollen dieser Schlüssel durchgesetzt und Operationen auf branchenspezifische Funktionen auf hoher Ebene beschränkt werden, die innerhalb der Grenzen des HSM ausgeführt werden. Auf diese Weise können Transaktionen sicher und ohne Geschwindigkeitseinbußen abgewickelt werden. Die Angriffsfläche ist minimal, und die Einhaltung sich ändernder Standards ist deutlich wirtschaftlicher als die Entwicklung von neuem Code für jede Operation. Die Implementierung eines Zahlungs-HSM reduziert das Risiko von Datenlecks erheblich und stellt praktisch sicher, dass alle durchgesickerten Daten in einem Zustand sind, in dem Angreifer sie nicht nutzen können.