密码加密机，也称为加密机或硬件加密模块(HSM，Hardware Security Module)，是一种通过国家商用密码主管部门鉴定并批准使用的国内自主开发的主机加密设备。以下是对密码加密机的详细解析：

　　一、基本概述

　　定义：密码加密机是一种用于实现数据加密、解密、签名、验证等安全功能的硬件设备。

　　通信协议：加密机与主机之间通常使用TCP/IP协议进行通信，因此对主机的类型和操作系统无特殊要求。

　　二、功能模块

　　密码加密机主要包含以下几个功能模块：

　　硬件加密部件：

　　主要功能：实现各种密码算法，安全保存密钥(如CA的根密钥等)。

　　特点：通过密钥管理菜单来管理加密机的密钥，以及密钥管理员和操作员的口令卡。

　　加密机后台进程：

　　功能：接收来自前台API的信息，为应用系统提供加密、数字签名等安全服务。

　　启动模式：采用后台启动模式，开机后自动启动。

　　加密机监控程序：

　　功能：负责控制加密机后台进程并监控硬件加密部件，一旦加密部件出错则立即报警。

　　加密机前台API：

　　定义：给应用系统提供的加密开发接口，以标准C库的形式提供。

　　支持标准接口：如PKCS#11、Bsafe、CDSA等。

　　三、支持的密码算法

　　密码加密机支持多种国际上常用的密码算法，包括：

　　公钥算法：RSA、DSA、椭圆曲线密码算法、Diffe-Hellman、SM2等。

　　对称算法：SDBI、DES、3DES、IDEA、RC2、RC4、RC5、SM4、SM1等。

　　单向散列算法：SDHI、MD2、MD5、SHA1、SM3等。

　　四、密钥管理体系

　　在金融等领域，加密机的密钥管理体系通常较为复杂，以确保密钥的安全性和交易的安全性。以中国银联的密钥体系为例，其密钥体系通常由三层构成：

　　主密钥(MK)：加密机最高层密钥，人工方式输入产生，由三部分构成，分别由三人掌管，存储于加密机中。

　　成员主密钥(MMK)：用于加密下一层密钥，受主密钥加密保护。

　　数据密钥：如用于加密PIN的密钥(PIK)、用于生成交易报文合法性校验数据(MAC)的密钥(MAC Key)等，受成员主密钥加密保护。

　　五、应用场景

　　密码加密机广泛应用于金融、电信、电子政务、电子商务等领域，用于保护敏感数据的传输和存储安全。例如，在金融领域，加密机被用于银行卡交易数据的加密和解密、PIN码的加密和验证等。

　　密码加密机作为一种重要的安全设备，通过实现各种密码算法和提供密钥管理服务，为各类应用系统提供了强大的安全保障。随着信息技术的不断发展，密码加密机将在更多领域发挥重要作用。