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硬件安全模塊（英語(yǔ)：hardware security module，縮寫HSM）是一種用于保護(hù)和管理強(qiáng)認(rèn)證系統(tǒng)所使用的密鑰，并同時(shí)提供相關(guān)密碼學(xué)操作的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備。硬件安全模塊一般通過擴(kuò)展卡或外部設(shè)備的形式直接連接到電腦或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
SSL鏈接建立
需要使用HTTPS（SSL/TLS）的性能敏感應(yīng)用，通過使用帶SSL加速功能的HSM, 可以獲得一定的性能提升。SSL的RSA操作需要進(jìn)行大整數(shù)乘法等操作，不同于通用CPU，HSM通過針對(duì)這些操作的特化設(shè)計(jì)，能以更高的效率完成這些操作。一般HSM每秒可完成1~10,000次的1024位RSA操作。隨著RSA密鑰長(zhǎng)度不斷增加，因此而導(dǎo)致的速度下降已經(jīng)成為一個(gè)重要問題。對(duì)此，有些HSM已經(jīng)支持同等安全程度僅需更短密鑰的橢圓曲線密碼學(xué)（ECC） 。特定型號(hào)的HSM的操作速度已經(jīng)可以達(dá)到20,000次每秒
HSM提供篡改留證（tamper evidence/proof）、篡改抵抗（tamper evidence）兩種方式的防篡改功能，前者設(shè)計(jì)使得篡改行為會(huì)留下痕跡，后者設(shè)計(jì)使得篡改行為會(huì)令HSM銷毀密鑰一類的受保護(hù)信息。每種HSM都會(huì)包括一個(gè)或多個(gè)安全協(xié)處理器，用于阻止篡改或總線探測(cè)。
許多HSM系統(tǒng)提供可靠的密鑰備份機(jī)制，使機(jī)密數(shù)據(jù)可以通過智能卡或其他設(shè)備安全地處理或轉(zhuǎn)移。
由于HSM通常是公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）或網(wǎng)上銀行一類關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，一般會(huì)同時(shí)使用多個(gè)HSM以實(shí)現(xiàn)高可用性。一些HSM具備雙電源、無需停機(jī)更換配件（如冷卻風(fēng)扇）等設(shè)計(jì)，以確保在數(shù)據(jù)中心等環(huán)境中的高可用性要求。
少數(shù)HSM可以讓用戶在其內(nèi)部處理器上運(yùn)行專門開發(fā)的模塊。在一些場(chǎng)景下，這種設(shè)計(jì)相當(dāng)實(shí)用，例如用戶可以在這種安全、受控的環(huán)境下運(yùn)行一些特殊的算法或者業(yè)務(wù)邏輯，哪怕攻擊者取得了計(jì)算機(jī)的*控制權(quán)限，存儲(chǔ)在HSM（連接到計(jì)算機(jī)）中的程序也無法被提取或篡改。一般HSM允許用戶使用C、Java等編程語(yǔ)言開發(fā)這種專用程序。值得注意的是，用戶自定義的程序與HSM本身的程序之間存在隔離，這使程序的存在不會(huì)影響到HSM本身的安全
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