我正在研究一个使用密码学的项目。它是一个 .net 应用程序，其密钥存储在 sql server 数据库中。对于密码学，该项目使用类似于链接的维基百科文章中描述的硬件安全模块。
我想了解使用 HSM 设备而不是使用“标准实现”（例如 .net BCL 中的一个）在 .net 代码中进行加密/解密/签名/验证和密钥生成的好处。我们在这里讨论的是 RSA/DES。
如果密钥存储在设备内部，我会理解，但如果密钥存储在其他地方，我很难理解它的好处。当然，你可以确定加密算法没有被篡改，但是如果你害怕被篡改，那么还有很多其他代码在数据被加密之前/在数据被解密之后处理数据可以被篡改，并且这几乎可以说是我认为的任何项目。
我可以想象的一个可能原因是性能，如果应用程序执行大量加密，但我不知道项目是否就是这种情况。那么还有什么其他好处呢？
在许多 HSM 中，用于安全存储的容量非常小（例如，几千字节）。因此，HSM 真正存储在其内部的是一些主密钥K（对称）。应用程序使用的密钥对存储在外部，但使用K加密；它们仅在 HSM 中被解密和使用。在这样的设置中，密钥既“逻辑地”在 HSM 内部，又“物理地”存储在外部。这可能是您感兴趣的系统中发生的情况。
HSM 对安全性有什么好处是一个有趣的问题。基本上，HSM 确保如果您的密钥被盗，您会知道，因为窃取密钥的唯一方法是盗取整个 HSM，此时您不再拥有它。这与可以复制而不会留下任何盗窃痕迹的软件密钥形成对比。
如果 HSM 与外部存储的密钥一起使用，而不使用如上所述的某些主密钥进行加密，那么 HSM 确实是一个简单的加速器，用于性能原因，而不是提高安全性。这在十几年前曾经很流行，但随着基本 PC 提供的性能不断提高而失去了很多相关性。大多数 HSM 都有相当“固定”的设计，因为对 HSM 的任何更改都会使其 EAL 4+ / FIPS 140-2 认证失效，因此目前市场上的许多 HSM 设计使用十年前设计的 ASIC，其性能曾经是真正的很好，但现在只能与 500 美元的服务器所能提供的相媲美（每秒数千次私钥操作）。