SSL-Beschleunigung mit modernen 3D-Grafikkarten (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die sichere Übertragung von Informationen in Computernetzen und speziell die Sicherheit im Internet sind von wachsender Bedeutung. Insbesondere konsumentenorientierte Dienste wie z.B. Online-Shopping, Online-Banking und Online-Auktionen stellen eine steigende Herausforderung dar. Sie müssen eine wachsende Kundenzahl mit einer dementsprechend zunehmenden Menge an Daten beliefern.
Zum Schutz der Privatsphäre und sensibler Daten müssen diese verschlüsselt übertragen werden. Nur so kann der Sicherheitsdienst Vertraulichkeit gewährleistet werden. Neben der Verschlüsselung der Kommunikation stehen weitere Sicherheitsmechanismen in Form kryptographischer Verfahren zur Verfügung, mit denen weitere Sicherheitsdienste wie die Datenunversehrtheit oder auch Datenintegrität und die Authentikation der Kommunikationspartner erbracht werden können. Zahlreiche Sicherheitsprotokolle für das Internet und auf IP basierende Protokolle und Anwendungen liegen als Standards vor und adressieren die Authentikations-, Integritäts- und Vertraulichkeitsanforderungen des jeweiligen Einsatzgebietes.
Zur verschlüsselten Übertragung des HTTP-Protokolls wird überwiegend der Secure Socket Layer (SSL) verwendet. Ursprünglich von Netscape entwickelt, wird SSL mittlerweile von der IETF unter dem Namen Transport Layer Security (TLS) standardisiert. SSL/TLS sichert TCP-Verbindungen, die auch vom HTTP-Protokoll verwendet werden. Während des Verbindungsaufbaus werden asymmetrische kryptographische Verfahren zur Authentikation der Kommunikationspartner und zur Einigung auf einen gemeinsamen geheimen, d.h. symmetrischen Schlüssel verwendet. Der mit asymmetrischen Verfahren ausgehandelte symmetrische Schlüssel wird im Anschluss zur Verschlüsselung der Sitzung verwendet.
Ein grosser Nachteil des SSL/TLS-Protokolls ist der hohe Rechenaufwand während des Verbindungsaufbaus mit asymmetrischer Kryptographie. Es sind spezielle Beschleunigerkarten auf dem Markt erhältlich, die für asymmetrische kryptographische Berechnungen ausgelegt sind. Die Karten können die anfallende Rechenlast übernehmen und entlasten auf diese Weise den Hauptprozessor von z.B. SSL-Servern. Aufgrund der deutlichen Leistungssteigerung durch den Einsatz von SSL-Beschleunigerkarten werden diese häufig von den Betreibern vieler SSL-Server eingesetzt. Abbildung 1.1 zeigt beispielhaft eine solche Karte. Es ist das Modell AXL600L der Firma HP und wird in einer Version als PCI-Karte vertrieben. Hohe [...]