Purwarupa Hardware Security Module Menggunakan SoftHSM di SBC Jetson Nano

Joshua Tito Amael, Prof. Dr. Ir. Jazi Eko Istiyanto, M.Sc., IPU., ASEAN Eng ; Oskar Natan, S.ST., M.Tr.T., Ph.D

2024 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Perkembangan teknologi industri yang pesat saat ini didukung oleh konsep otomatisasi dan teknologi canggih seperti IoT dan komputasi awan. Namun, otomatisasi industri juga meningkatkan risiko serangan siber. Salah satu solusi yang dapat digunakan adalah Hardware Security Module (HSM) yang berfungsi perlindungan data. Namun, biaya implementasi HSM cukup tinggi, sehingga dikembangkan alternatif berupa SoftHSM, mengelola kunci enkripsi dan dekripsi dengan menggunakan algoritma kriptografi.

Penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan SoftHSM pada SBC dalam menghadapi serangan siber, guna meningkatkan keamanan sistem industri dengan biaya yang lebih efisien. Sistem pengamanan dibangun dengan menggabungkan algoritma kriptografi AES dan RSA bersama dengan slot SoftHSM untuk melakukan pengelolaan penyimpanan kunci RSA.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa HSM mampu melindungi kunci privat RSA dari upaya key extraction dan memastikan data kunci tetap aman di dalam slot. Adapun dari segi kinerja, HSM menunjukkan performa yang baik dengan rata-rata waktu enkripsi 3,29 detik, akses slot 0,018 detik, dan dekripsi 2,558 detik, serta penggunaan memori efisien sebesar 37,24% untuk enkripsi dan 24,24% untuk dekripsi. HSM juga mengonsumsi daya sebesar 5,20 V dan 0,72 A untuk seluruh pemrosesan.

The rapid development of industrial technology is supported by automation concepts and advanced technologies such as IoT and cloud computing. However, industrial automation also increases the risk of cyberattacks. One solution that can be used is a Hardware Security Module (HSM) to protect data. However, the implementation cost of HSM is relatively high, leading to the development of an alternative called SoftHSM, which manages encryption and decryption keys using cryptographic algorithms.

This research aims to simulate the implementation of SoftHSM on a Single Board Computer (SBC) to mitigate cyber attacks, enhancing industrial system security with more cost-effective solutions. The security system is built by combining AES and RSA cryptographic algorithms with SoftHSM slots for managing RSA key storage.

The results of this study show that HSM can protect RSA private keys from key extraction attempts and ensure key data remains secure in the slot. In terms of performance, HSM demonstrated good efficiency with an average encryption time of 3.29 seconds, slot access time of 0.018 seconds, and decryption time of 2.558 seconds. It also exhibited efficient memory usage of 37.24% for encryption and 24.24% for decryption. Additionally, HSM consumed 5.20 V and 0.72 A for the entire processing.

Kata Kunci : Hardware Security, Cryptographic, Cyber Security