似乎大多数商用硬件 HSM仅旨在允许经过身份验证的用户生成、存储和使用加密密钥，并在 HSM 的固件中实现了各种加密算法。
阅读数据表，我似乎可以使用提供的 API 使我的（外部）应用程序与 HSM 交互并使用其加密功能，可能使用在 HSM 中生成/存储的密钥。但是，似乎无法在 HSM 边界内长期存储由 HSM 加密处理的数据/对象。
为什么没有任何 HSM 允许用户代码和用户数据在 HSM 的物理保护内存空间中持久存储和管理？
有没有人有使用 HSM 的经验，并且可以向我指出一种商业上可用的硬件 HSM 解决方案，该解决方案至少允许我在加密密钥之外存储一些寄存器？
理想情况下，我希望我的应用程序静态存储在 HSM 边界中，由运行 HSM 提供的加密的同一处理器执行，并在 HSM 的保护区内持久存储一些寄存器。
Thales nShield HSM （以前的nCipher）允许进行通用编程。这是一个相当昂贵的选择；它必须首先在 HSM 中启用（通过由 Thales 签名并特定于 HSM 序列号的“功能文件”），然后只要使用已知的密钥签名额外代码就可以运行HSM 用于此类用途。
使用该选项，您将获得一个带有精简 C 库的 C 编译器，以及一些可以访问 HSM 功能的 API。内部操作系统允许一个进程（但多线程）和加密操作通过事务完成；还有与外部世界（主机 PC）交换任意二进制 blob 的事务。核心 CPU 不是很强大（想想 60 MHz ARM 或 PowerPC），但有一些可观的 RAM（兆字节，甚至几十兆字节）。
Thales/nCipher HSM 没有很多永久存储功能（有几千字节的 EEPROM，但仅此而已）。实际上，HSM 仅存储一个主密钥（您无法访问），并且所有内容，包括“在 HSM”中的“密钥”都被卸载，并进行了加密。您也可以这样做：将您的数据存储在主机上，发送回您的内部模块；数据使用其中一个密钥（实际上是“在 HSM 中”）加密，并且您在 HSM 中的代码进行解密。
Utimaco/Sophos HSM有大量的 FLASH 用于内部存储密钥，您可以通过（例如）PKCS#11 接口对其进行管理。
如果您想开发自己的加密算法或安全协议，也可以使用SDK。CPU 有点奇特（Texas Instruments DSP），但它完全可以用 C 语言编程，并带有一个模拟器。代码加载简单且经过深思熟虑，具有适当的身份验证和可能的代码加密。
加分点：某些模型部分支持 FIPS 140-2 第 4 级（即，在物理攻击的情况下对根秘密进行主动归零），如果那种东西让你的船漂浮。当然，请记住，如果您开发自己的固件，则 FIPS 认证不再有效。
SafeNet HSM允许将自定义代码加载到模块中。根据要求，有不同的选项可用。
大多数 HSM 允许使用自定义代码，但通常你必须询问特定的供应商，这不是他们宣传的东西。通常它会破坏认证。另一方面，运行可以验证输入的应用程序可以提供更安全的体验。通常，这些应用程序是沙盒的，需要签名。当然，如果您是一个足够大的客户，也可以谈论供应商本身的定制。
您应该期待供应商特定的 API 和奇怪的架构。
SafeNet 有一个基于 Java 的 HSM，专门针对在 HSM 上运行的签名应用程序的开发，但我知道它已经停产（它太贵了，我什至没有注意到它）。