This thesis project examines the performance limitations of Hardware Security Module (HSM) devices with respect to fulfilling the needs of security services in a rapidly growing security market in a cost-effective way. In particular, the needs due to the introduction of a new electronic ID system in Sweden (the Federation of Swedish eID) and how signatures are created and managed. SafeNet Luna SA 1700 is a high performance HSM's available in the current market. In this thesis the Luna SA 1700 capabilities are stated and a comprehensive analysis of its performance shows a performance gap between what HSMs are currently able to do and what they need to do to address the expected demands. A case study focused on new security services needed to address Sweden's e Identification organization is presented. Based upon the expected performance demands, this thesis project proposes an optimized HSM solution to address the identified performance gap between what is required and what current HSMs can provide. A series of tests were conducted to measure an existing HSM's performance. An analysis of these measurements was used to optimize a proposed solution for selected HSM or similar HSMs. One of the main requirements of the new signing service is the capability to perform fifty digital signatures within the acceptable response time which is 300 ms during normal hours and 3000 ms during peak hours. The proposed solution enables the HSM to meet the expected demands of 50 signing request per second in the assumed two hours of peak rate at a cost that is 1/9 of the cost of simply scaling up the number of HSMs. The target audience of this thesis project is Security Service Providers who use HSMs and need a high volume of key generation and storing. Also HSM vendors consider this solution and add similar functionality to their devices in order to meet the desired demands and to ensure a better future in this very rapidly growing market. / Detta examensarbete undersöker prestandabegränsningar för Hardware Security Module (HSM) enheter med avseende på att uppfylla behov av säkerhetstjänster i en snabbt växande marknad och på ett kostnadseffektivt sätt. I synnerhet på grund av de säkerhetskrav som nu existerar/tillkommit efter införandet av ett nytt elektroniskt ID-system i Sverige (Federationen för Svensk eID) och hur underskrifter skapas och hanteras. SafeNet Luna SA 1700 är en högpresterande HSM enhet tillgänglig på marknaden. I den här avhandlingen presenteras nuvarande HSM kapacitet och en omfattande analys av resultatet visar ett prestanda gap mellan vad HSMS för närvarande kan göra och vad som behöver förbättras för att ta itu med de förväntade kraven. En fallstudie fokuserad på nya säkerhetstjänster som krävs i och med Sveriges nya e-Identifiering presenteras. Baserat på resultatet i den här avhandlingen föreslås en optimerad HSM lösning för att tillgodose prestanda gapet mellan vad HSM presterar och de nya krav som ställs. Ett flertal tester genomfördes för att mäta en befintlig HSM prestanda. En analys av dessa mätningar användes för att föreslå en optimerad lösning för HSMS (eller liknande) enheter. Ett av de huvudsakliga kraven för den nya signeringstjänsten är att ha en kapacitet av 50 digitala signaturer inom en accepterad svarstidsintervall, vilket är 300ms vid ordinarie trafik och 3000ms vid högtrafik. Förslagen i avhandlingen möjliggör HSM enheten att tillgodose kraven på 50 signeringen per sekund under två timmars högtrafik, och till en 1/9 kostnad genom att skala upp antalet HSMs. Målgruppen i den här avhandlingen är användare av HSMs och där behovet av lagring och generering av nycklar i höga volymer är stort. Även HSM leverantörer som kan implementera den här optimeringen/lösningen i befintlig funktionalitet för att tillgodose det här behovet i en alltmer växande marknad.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-158122 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Seyed Saboonchi, Nima |
| Publisher | KTH, Radio Systems Laboratory (RS Lab) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ICT-EX ; 2014:182 |
Page generated in 0.0014 seconds