Mi az a biztonsági elem?

A biztonsági elem (secure element) egy manuipiláció-biztos hardverkomponens, amely olyan érzékeny adatok, mint például a kriptográfiai kulcsok, a hitelesítési adatok, vagy éppen a digitális aláírások tárolását és feldolgozását végzi. Mivel a biztonsági elem kiemelkedően magas biztonságot nyújt még az olyan esetekben is, ahol kiemelt védelem szükséges, ezért banki, IoT ((Internet of Things – a dolgok internete) és blokklánc rendszerek esetén is előszeretettel alkalmazzák.

Hardveres jellemzők

Manipulációbiztos kialakítás: A biztonsági elemek egyik tulajdonsága a magas fokú fizikai védelem, amely például magába foglalja a védőburkolatot, az epoxigyanta-bevonatot vagy éppen az aktív hálós árnyékolást, amelyek mind-mind a fizikai jellegű behatolásokat hivatottak megnehezíteni vagy megakadályozni.

Biztonsági memória: Az olyan érzékeny adatokat, mint amilyenek például a hitelesítési kulcsok, a biztonsági elem kimondottan ezeknek az adatoknak a tárolására szolgáló memóriával rendelkezik, amely még fizikai jellegű támadások esetén is nagyfokú védelmet nyújt az adatok jogtalan kiolvasása ellen.

Kriptográfiai koprocesszor: A biztonsági elemen belül egy dedikált hardvermodul segíti és gyorsítja fel a titkosítási, visszafejtési és digitális aláírási műveleteket, csökkentve ezzel az elem fő processzorának a leterheltségét. Ez javítja az biztonsági elem teljesítményét és növeli a biztonságot, mivel az érzékeny adatok feldolgozása a könnyebben támadható szoftverelemektől elkülönítve történik.

Biztonságos rendszerindítás (secure boot): A biztonsági elem gondoskodik arról, hogy indításkor csak a hitelesített és ellenőrzött firmware (vezérlőadatok) töltődjön be, megakadályozva ezzel az ismeretlen és rosszindulatú szoftverek elindítását.

Oldalcsatornás támadások elleni védelem: Az ilyen támadások során a hackerek nem magát az eszközt veszik célba, hanem annak energia- vagy hőkibocsátásából próbálnak adatokat kinyerni. Ez egy igen fejlett támadási mechanizmus, amelyet a biztonsági elem igen hatékonyak vissza tud verni.

Véletlenszám-generátor (Random Number Generator – RNG): A magas entrópiájú, hardveres RNG előre nem jelezhető kulcsokat generál, amelyek ellenállóvá teszik a rendszert a kibertámadásokkal szemben.

Szoftveres jellemzők

Hozzáférés-vezérlési mechanizmusok: A biztonsági elemek olyan szigorú adat-hozzáférési szabályokat alkalmaznak, mint például a többlépcsős hitelesítés, hogy csak és kizárólag az arra jogosult személyek érhessék el vagy módosíthassák az adatokat.

Biztonságos végrehajtási környezet (Secure Execution Engine – SEE): A biztonsági elem kimondottan érzékeny alkalmazásai egy elkülönített környezetben futnak, hogy az operációs rendszer esetleges zavaró hatásait ki lehessen küszöbölni. Ez az eljárás biztosítja például a kriptográfiai funkciók vagy hitelesítési folyamatok sértetlenségét még abban az esetben is, amikor a fő rendszer megsérül.

Kriptográfiai algoritmusok: A biztonsági elemek támogatják az ipari követelményrendszereknek megfelelő titkosítási módszereket, amelyeket hardver alapon alkalmaznak a jobb teljesítmény és a magasabb szintű biztonság érdekében.

Biztonságos kommunikációs protokollok: A biztonsági elemek az adatokat minden körülmények között titkosítva továbbítják, amely így elejét veszi az adatok „lehallgatásának” vagy a közbeékelődéses támadások (man-in-the-middle attack) ellen.

Zárolási és adatmegsemmisítési mechanizmus: Behatolás vagy többszöri sikertelen hitelesítési próbálkozást követően a biztonsági elem zárolja, vagy adott esetben akár törölheti is az érzékeny adatokat. Ez a mechanizmus megakadályozza a támadókat abban, hogy hozzáférjenek a tárolt adatokhoz, még abban az esetben is, ha a biztonsági elemet fizikailag meg is szerzik.

Hol találhatóak a biztonsági elemek?

A biztonsági elemek számos olyan eszközben megtalálhatóak, amelyek kiemelten fontosak az energiaközösségek (EK) működésében.

Ilyenek például:

Okosmérők (smart meters): Ezek a digitális mérőegységek teszik lehetővé többek között a valós idejű mérést, amely segít a pontos számlázásban, a hatékony energiagazdálkodásban, a felhasználási minták nyomon követésében, az energiaelosztás optimalizálásában, illetve aktívan kommunikálnak az EK egyéb eszközeivel és a közműszolgáltatóval.
Kriptotárcák (crypto wallets): A biztonsági elemek gyakori alkotóelemei a kriptotárcáknak, amelyek
Információs átjárók (gateways): Ezek az átjárók felelősek az okosmérők és egyéb energiamenedzsment-rendszerek közötti kommunikációért.
IoT (Internet of Things – a dolgok internete) eszközök: Olyan szenzorok és vezérlők, amelyek adatokat gyűjtenek többek között az energiafogyasztásról és az eszközök állapotáról, hogy segítsenek optimalizálni az EK energiahatékonyságát.

A biztonsági elemek szerepe az energiaközösségekben

Biztonságos tranzakciók és azonosítás:

Hitelesített hozzáférés: A biztonsági elemek segítségével adatokhoz csak és kizárólag hitelesített felhasználók férhetnek hozzá, így a tranzakciók indítása vagy fogadása is többek között hitelesítéshez kötött.
Digitális aláírások: A biztonsági elemek hardveralapú digitális aláírási lehetőséget biztosítanak, illetve felügyelnek, amely lehetetlenné teszi a személyazonosság megváltoztatását, illetve az adatok módosítását.
Okosszerződések (smart contracts): A biztonsági elemek garantálják, hogy az okosszerződések szabályait érvényességük ideje alatt ne lehessen módosítani.

Okosmérők adatainak védelme:

Titkosított adatátvitel: A okosmérők által rögzített és feldolgozott adatok mind kriptográfiailag titkosítva kerülnek fel a blokkláncra.
Hitelesített mérések: Mielőtt az okosmérő által továbbított adatok rögzítésre kerülnének, a biztonsági elem ellenőrzi és hitelesíti azokat.
Hálózati hitelesítés: A biztonsági elem felügyelete mellett csak és kizárólag hitelesített és így teljességgel megbízható eszközök kommunikálhatnak egymással.

Digitális pénztárcák kulcsainak kezelése:

Biztonságos tárolás: A privát kulcsok elvesztése, illetve az azokhoz való illetéktelen hozzáférés a személyazonosság vagy a kriptotárcán tárolt valuták, tokenek elvesztéséhez vezethet, ezért ezek a kulcsok nem hagyják el a biztonsági elemet és így elérhetetlenné válnak a rosszindulatú szoftverek számára.
Többlépcsős hitelesítés: A biztonsági elemek támogatják a két- vagy többlépcsős azonosítási mechanizmusokat, így az adatokhoz csak ezeken a hitelesítési eljárásokon keresztül lehet jutni.
Több-aláírásos hitelesítés: Ennél a biztonsági mechanizmusnál egy tranzakció akkor minősül csak hitelesnek, ha azt több EK tag digitális aláírásával egyszerre hitelesíti.

IoT eszközök hitelesítése:

Kriptográfiai tanúsítványokon alapuló hitelesítés: a biztonsági elem felügyelete mellett csak megbízható és hitelesített eszközök csatlakozhatnak az EK blokklánc hálózatához.
Biztonságos firmware és software frissítések: A szoftverfrissítések elengedhetetlenek a hatékony, zökkenőmentes és biztonságos működéséhez. A biztonsági elemek garantálják, hogy a firmware és a software mindig ellenőrizve és digitálisan aláírva kerül frissítésre.
Rosszindulatú alkalmazások elleni védelem: Mivel a biztonsági elem csak igazoltan biztonságos programok és alkalmazások futtatást teszi lehetővé, ezért az olyan rosszindulatú szoftvereknek, mint prédául a vírusoknak, szinte esélytelen a rendszeren belülre kerülni és ott kárt okozni.

Hogyan válasszunk megfelelő biztonsági elemet?

Kompatibilitás: A kiválasztott biztonsági elemnek zökkenőmentesen kell illeszkednie a meglévő rendszerelemekhez és kommunikációs protokollokhoz, valamint teljes mértékben meg kell felelnie az éppen hatályban lévő iparági szabványoknak is.
Biztonsági jellemzők: A kiválasztás egy másik, igen fontos kritériuma, hogy a biztonsági elem robosztus titkosításim hitelesítési eljárásokkal és hatékony kulcskezeléssel rendelkezzen.
Skálázhatóság: A optimális biztonsági elemnek a növekvő adatmennyiséget, eszköz- illetve felhasználószám növekedést is könnyen, a teljesítmény csökkenése nélkül is tudnia kell kezelni.
Költséghatékonyság: A költséghatékonyság itt nem elsősorban az elem vételárát hivatott jellemezni, hanem annak hosszú távú karbantartási, frissítési és skálázási költségeit.
Szervizháttér: Amennyiben lehetséges, fontos olyan beszállítót találni, amelynek már van tapasztalata az energiaszektorban és ennek megfelelően képes biztosítani a szükséges szerviz-, illetve frissítési hátteret.
Szabályozási megfelelés: Fontos megbizonyosodni arról, hogy a biztonsági elem mindenben megfelel az olyan hazai, valamint nemzetközi adatvédelmi előírásoknak, mint amilyen a GDPR (General Data Protection Regulation – Általános Adatvédelmi Rendelet).
Rugalmasság: A energiaközösségek dinamikus fejlődését szem előtt tartva fontos továbbá olyan biztonsági elemeket választani, amelyek képeses alkalmazkodni az új és még fejlesztés alatt álló biztonsági és technológiai kihívásokhoz.