トレンド解説 2023/10/06

HSMとは？わかりやすく10分で解説

コラム

はじめに

現代社会において、私たちの生活はデジタル技術とともに発展しています。インターネットを通じた個人情報やビジネス上の機密情報などのやり取りが日常的になり、その安全性や信頼性が重要です。このような情報セキュリティを守るためのさまざまな手法がありますが、中でもハードウェア・セキュリティ・モジュール（HSM）はその効果的な手段の一つとして注目されています。

セキュリティの重要性とHSM

情報セキュリティとは、情報の機密性・完全性・利用可能性といった3つの基本的な要素を保護するための措置のことです。情報セキュリティには、データの暗号化や認証などの技術が必要となります。HSMとは安全な環境で秘密鍵や公開鍵などの情報を保管し、それを利用する各種処理を行うためのハードウェアです。

HSMを使うメリットは、万が一のサイバー攻撃に遭ったとしても鍵情報が盗まれにくい点です。さらに、ハードウェアとして独立しているHSMは専用のセキュリティが施されているため、ソフトウェアだけでは防ぎきれない物理的な攻撃に対しても高い耐性を持っています。

HSM（Hardware Security Module）の基礎

情報セキュリティの重要性が高まる中、注目すべき技術として HSM（Hardware Security Module）があります。HSMとは何か、その機能や特性、種類について解説していきます。

HSMの定義とは

HSM（Hardware Security Module）は、情報を安全に管理するための専用ハードウェアです。一般にHSMは、暗号化キーの生成・保存・管理・適用といった機能を持っており、極めて高いセキュリティレベルを保てます。

HSMの機能と特性

HSMは、以下のような機能と特性を有しています。

HSMの主な機能は暗号化キーの生成と管理です。HSMはランダムな暗号化キーを生成し、安全に保管します。また、キーが必要な各処理にキーを適用することも可能です。

HSMには、高い物理的なセキュリティ特性があります。HSMは専用のハードウェアで、データの秘匿性を保つために攻撃に対する強固な防御力が特徴です。万一、HSM本体が物理的に盗まれても、内部にある秘密情報を消去するセルフデストラクト機能などを持つ製品もあります。

HSMの種類

HSMは主に形状と接続方法によって以下の三つの種類に分けられます。

一つ目は、プラグイン型のHSMです。プラグイン型HSMは、PCやサーバのPCIスロットに直接挿入して使用するタイプのHSMで、データセンターやオンプレミスのサーバルームに最適です。

二つ目は、ネットワーク型のHSMです。LANに接続して使用するネットワーク型HSMは、複数のユーザーやアプリケーションが共有でき、柔軟性があります。

そして最後に、USB型のHSMです。小型で持ち運びが可能なため、モバイル環境や小規模のシステムに適しています。特に、USB型HSMはシステムのディザスタリカバリ（災害復旧）などに便利です。

HSMの利用技術

HSM（Hardware Security Module）は、その名の通りハードウェアを活用したセキュリティ技術ですが、その技術がどのように動作するのか、分かりやすく説明します。

暗号化とその手法

まず、HSMの重要な技術として暗号化が挙げられます。暗号化とは、情報を特定のルールに従って変換することで、その情報を読み取ることができる人を限定する技術です。暗号化技術を用いることで、情報の盗難や改ざんを防止できます。

HSMでは、強固な暗号化手法が採用されています。具体的には、公開鍵暗号方式や対称鍵暗号方式といった暗号化手法が使用されます。これらは鍵と呼ばれる情報を使用して情報を変換するため、鍵を持っていない人は情報を読めません。

鍵管理

次に、HSMの主要な技術である鍵管理について説明します。鍵管理とは、前述の暗号化に使用する鍵を管理することです。鍵は情報を暗号化・復号化するための重要な要素であるため、同じく鍵の管理も重要です。鍵の生成・保管・配布・廃棄など、鍵のライフサイクル全体を通じてその安全性の確保が求められます。

HSMでは、鍵の生成・利用・保存を物理的に安全な環境で行えます。特に、鍵情報はHSM内部の保護された領域に保存されるため、外部からの不正アクセスを防止可能です。

認証とその役割

最後に、認証の役割について見ていきます。認証とは、特定のユーザー・システム・デバイスなどの主体が者ものであることを確認するプロセスのことです。この認証は、情報が改ざんされていないことを確認するためにも使われます。

HSMは、認証プロセスを確実に実行するために、デジタル署名や証明書の生成といった機能を提供します。これらの機能を活用することで、情報や通信の完全性と信頼性を確保可能です。

HSMの利用例とその効果

次に、HSMの具体的な利用例とその効果について解説します。ここでは特に、金融機関・IT企業・その他の産業という視点から考えてみましょう。

金融機関での導入例

先ずは、金融機関でのHSMの利用例に触れてみましょう。金融機関では、顧客の個人情報や取引情報などを安全に保管するために、HSMが導入されています。具体的には、クレジットカードの情報やインターネットバンキングのログイン情報などの秘密鍵の管理にHSMが用いられています。これにより、情報が第三者に漏えいせず、安心して金融サービスを利用できます。

IT企業での導入例

次に、IT企業でのHSMの利用例について説明します。IT企業では、ソフトウェアの著作権保護や、クラウドサービスの安全なログイン認証にHSMが活用されています。例えば、ソフトウェアのライセンス認証では、HSMを介して正規の使用者であることを確認します。また、クラウドサービスでは、クライアントとサーバ間でのデータ通信を暗号化するために、HSMによる強固な鍵管理が行われています。

その他の産業での導入例

さらに、その他の産業でのHSMの利用例を見てみると、製造業や通信業、医療分野での活用が見受けられます。製造業では、製品設計データの保護や、量産装置への安全な操作指示の送信にHSMが利用されています。通信業では、通信の秘密性と完全性の保護にHSMが活用されています。医療の分野では、患者情報の安全な管理や、遠隔医療における安全な通信にHSMが導入されています。

HSM導入のメリットと効果

これらの事例からもわかるように、HSMの導入は、個人情報の保護、データ通信の安全性強化、認証プロセスの強化など、数々のメリットをもたらすものとなります。さらに、ハードウェアレベルでのセキュリティ強化が可能となるため、従来のソフトウェアだけの対策よりもより高いレベルのセキュリティを確保できます。HSMの導入により、情報漏洩のリスクを大幅に低減でき、企業の信用維持やブランドイメージの強化に繋がります。

HSMの選び方と導入のコツ

HSMの選択と導入は、ただ単に適切な製品を選ぶだけでなく、ハードウェアとソフトウェアの選定・セキュリティ対策の設計・信頼できるベンダーの選定といった要素が重要です。それぞれの要素をチェックしておきましょう。

ハードウェアとソフトウェアの選定

まずはHSMのコアとなるハードウェアとソフトウェアの選定から始まります。ここで重要なのは、要求されるセキュリティレベルと業務の規模を満たす製品を選ぶことです。大規模な要件に対応できるハードウェアHSMが一般的に高性能ですが、初期投資や運用コストを考慮した場合、クラウドサービスやネットワーク経由で利用可能な仮想HSMを選ぶことも一案です。

セキュリティ対策の設計

次に、導入後の運用面を考慮して、適切なセキュリティ対策を設計する必要があります。セキュリティ対策には、定期的なセキュリティアップデートとパッチの適用、鍵のライフサイクル管理、そして万が一のシステム障害時のためのリカバリー策などが含まれます。この時、HSMはあくまでも一部のセキュリティ対策であることを理解し、セキュリティ対策全体にどう組み込むかの検討が重要です。