HSM basados ​​en la nube vs. locales

Introducción

La adopción de la infraestructura de clave pública (PKI) ha ido en aumento de forma constante en empresas de todos los sectores, como se ha descrito en artículos anteriores. Mecanismos como la autenticación basada en certificados, la comunicación cifrada, la gestión de certificados y la firma de código , entre otros, se combinan para garantizar la seguridad empresarial. Sin embargo, todas las ventajas de seguridad que ofrece la PKI pueden resultar inútiles si las claves privadas utilizadas para diversos fines se ven comprometidas. Por lo tanto, el factor crítico de éxito (y la mayor vulnerabilidad) en la PKI y en cualquier sistema criptográfico reside en el almacenamiento y la gestión seguros de las claves privadas. Aquí es donde entra en juego un módulo de seguridad de hardware (HSM) .

Descripción general de HSM

Un HSM es un dispositivo criptográfico físico especializado, diseñado y fabricado para la gestión del ciclo de vida de las claves: generación, almacenamiento, administración e intercambio de claves criptográficas. Los HSM también se utilizan para descargar funcionalidades criptográficas de los servidores de aplicaciones, como la autenticación, el cifrado , el descifrado y la firma digital.

Los HSM ofrecen mecanismos certificados de seguridad física y lógica, resistencia a manipulaciones, prevención y detección de intrusiones, registro de eventos y API seguras para acceder al HSM. Los HSM permiten separar las tareas criptográficas de la lógica de negocio de la aplicación, con un rendimiento inigualable para cualquier función criptográfica. Por ejemplo, mientras que el software que se ejecuta en el mejor hardware puede alcanzar varios miles de firmas digitales por segundo, un HSM puede alcanzar millones.

Tradicionalmente, los HSM se configuraban en las instalaciones de la empresa o dentro de su centro de datos. La prevalencia de la computación en la nube, especialmente en los últimos años, ha propiciado el surgimiento de los HSM basados ​​en la nube o HSM como servicio. Independientemente del tipo, ya sea en las instalaciones o en la nube, las empresas deben tener en cuenta las siguientes características al seleccionar un HSM.

Seguridad:

Todo módulo de seguridad de hardware (HSM) debe estar certificado según estándares de seguridad internacionales como Common Criteria y FIPS (Estándares Federales de Procesamiento de Información ) . La certificación garantiza que el diseño y la fabricación del dispositivo cumplen con ciertos criterios básicos. Si bien la certificación es necesaria, no es suficiente, y se deben considerar otros criterios al seleccionar un HSM.

Interfaz de usuario (UI):

La interfaz de usuario (IU) para la administración de HSM suele basarse en la línea de comandos. Algunos proveedores pueden contar con un portal de administración centralizado con una interfaz gráfica de usuario (GUI) y un panel de control, lo que facilita algunas tareas administrativas.

Algoritmos

Todo HSM debería proporcionar diversos algoritmos criptográficos (simétricos y asimétricos) que puedan utilizarse para múltiples funciones, como autenticación, cifrado, descifrado, firma, sellado de tiempo, entre otras. Un factor relacionado es la preparación para el futuro, como la compatibilidad con nuevas tecnologías, como la criptografía cuántica.

Automatización:

Una vez implementado el HSM, las tareas de mantenimiento y gestión continuas ocupan la mayor parte del trabajo administrativo. Cualquier función de automatización proporcionada por el proveedor del HSM puede ser una ventaja para reducir los esfuerzos y costos administrativos.

Los artículos anteriores sobre PKI están disponibles en el blog de PKI.

Copia de seguridad de claves:

Las copias de seguridad de las claves deben realizarse en un entorno con niveles de seguridad similares a los del HSM. La gestión remota de copias de seguridad y la replicación de claves son factores adicionales a considerar.

Integración:

El HSM no es una entidad independiente y necesita funcionar en conjunto con otras aplicaciones. Por lo tanto, una característica importante a evaluar son sus capacidades de integración. Con el tiempo, dado que el HSM deberá ser compatible con múltiples aplicaciones, contar con interfaces de integración preconfiguradas y probadas con diversas aplicaciones puede representar una ventaja significativa.

Costo total de propiedad (TCO):

Los HSM locales requieren una mayor inversión inicial o gasto de capital (Capex) y posiblemente menores costos anuales. Los HSM en la nube tienen un Capex mucho menor o nulo, pero pueden tener mayores costos anuales u gastos operativos (Opex). Por lo tanto, el factor decisivo suele ser el costo total de propiedad (TCO) a lo largo del tiempo, por ejemplo, cinco años. Los factores de costo para calcular el TCO incluyen hardware, herramientas necesarias, infraestructura de red y seguridad, centro de datos, modelo operativo, modelo de pago, licencias de software, soporte, niveles de servicio, capacitación, cumplimiento normativo y costos de personal.

Generación de números aleatorios:

Es importante que el proveedor de HSM utilice un proceso aprobado o certificado para la generación de números aleatorios, ya que esto podría ser un factor crítico desde una perspectiva regulatoria y de cumplimiento.

Una vez evaluadas las características básicas, el siguiente paso es decidir si se invierte en una solución HSM local o en la nube. A continuación, se indican algunos escenarios que pueden ayudar a las empresas a tomar esta decisión.

HSM en las instalaciones

Los HSM se originaron hace décadas como dispositivos físicos diseñados desde cero, especialmente para operaciones criptográficas e implementados localmente. El hardware, el firmware, el sistema operativo, el acceso a la red y la funcionalidad general de un HSM se diseñaron para garantizar que los dispositivos fueran resistentes a la manipulación y a prueba de intrusiones.

Un HSM local es una buena opción para empresas con uno o más de los siguientes escenarios:

• Grandes organizaciones que requieren un control completo y aislado sobre sus gestión de claves mecanismos, y que tienen una justificación comercial clara para las altas inversiones necesarias en un HSM local.
• Aplicaciones que requieren una latencia muy baja, donde tener un HSM en el mismo centro de datos que la aplicación puede marcar una gran diferencia.
• Aplicaciones con operaciones criptográficas intensivas y una necesidad de alto rendimiento, donde la descarga de funciones criptográficas de un servidor de aplicaciones a un HSM local puede resultar en una mejora significativa del rendimiento de la aplicación.
• Organizaciones que operan en países con requisitos estrictos sobre la localización de datos, y donde los proveedores de servicios en la nube pueden no tener un centro de datos local en esa ubicación geográfica.
• Organizaciones con cargas de trabajo predecibles, donde es poco probable que los requisitos comerciales y los volúmenes de transacciones excedan la capacidad del HSM en el futuro cercano.

HSM basado en la nube

Un reciente informe de investigación de Flexera indica que alrededor del 94 % de las organizaciones utilizan actualmente algún tipo de servicio en la nube. A medida que las cargas de trabajo de todo tipo se trasladan a la nube, los HSM no son una excepción. La simplicidad, la flexibilidad y la agilidad que ofrecen los HSM basados ​​en la nube los convierten en una propuesta de valor atractiva, especialmente cuando las empresas se enfrentan a uno o más de los siguientes escenarios:

• Para las pequeñas y medianas organizaciones que ya utilizan muchos servicios en la nube, las altas inversiones en HSM locales podrían no ser viables.
• Organizaciones que desean probar o implementar varios servicios HSM con inversiones iniciales mínimas, antes de comprometerse con un proveedor.
• Las organizaciones donde las cargas de trabajo son menores y los requisitos de latencia y rendimiento de las aplicaciones pueden no requerir un HSM local dedicado.
• Organizaciones con cargas de trabajo muy variables, que pueden requerir elasticidad, es decir, la capacidad de ampliar o reducir la infraestructura HSM.
• Organizaciones que prefieren un modelo financiero predecible, basado en gastos operativos (Opex), ofrecido por la nube, en lugar de las elevadas inversiones de capital iniciales que requiere un HSM local.

Existen dos tipos de HSM basados ​​en la nube: los de nube pública y los de terceros. Ambos tipos ofrecen el modelo HSM como servicio. Según el proveedor, también pueden ofrecer soluciones para un solo inquilino o para múltiples inquilinos, así como servicios adicionales de gestión de claves, además de los HSM. La principal diferencia entre ambos tipos de HSM basados ​​en la nube radica en la dependencia del proveedor.

Los HSM basados ​​en la nube pública suelen estar vinculados al proveedor de nube pública, como AWS o Azure, y por lo tanto son adecuados para empresas que utilizan un solo proveedor. Los HSM de terceros basados ​​en la nube generalmente funcionan con varios proveedores de nube pública y, por consiguiente, son una buena opción para empresas con entornos multicloud.

Los HSM en la nube de terceros, al ser ofertas especializadas, también pueden contar con funciones más sofisticadas como automatización, escalabilidad, copias de seguridad y una mejor administración. En general, la elección de un HSM basado en la nube está estrechamente ligada a la estrategia de nube empresarial.

Puntos Clave

La pregunta "¿Qué opción es mejor: un HSM local o uno en la nube?" no tiene una respuesta única. Las empresas deberán elegir la mejor opción según sus casos de uso y escenarios de negocio. Sin embargo, una cosa está clara: los beneficios que ofrece la infraestructura de clave pública (PKI) pueden verse completamente comprometidos si las claves privadas se ven afectadas. Por lo tanto, proteger y gestionar esas claves es fundamental para garantizar la seguridad empresarial. Los HSM, ya sean locales o en la nube, son actualmente las mejores opciones para cumplir con este requisito.

Un reciente informe de investigación sobre las tendencias en la nube de Flexera indica que más del 80% de las organizaciones están migrando a entornos multinube.