Hardware-Sicherheitsmodule kommunizieren über definierte Schnittstellen mit Anwendungen, die kryptografische Funktionen benötigen. Zu den gängigsten Schnittstellen zählen:

PKCS #11: Teil der Public-Key Cryptography Standards. PKCS #11, auch bekannt als Cryptographic Token Interface (Cryptoki), definiert eine standardisierte Programmierschnittstelle zur Anbindung kryptografischer Token wie Smartcards oder HSMs.

Java Cryptography Extension (JCE): Eine Erweiterung der Programmiersprache Java zur Integration kryptografischer Funktionen.

Microsoft Cryptography API: Next Generation (CNG): Eine Schnittstelle für die Implementierung kryptografischer Funktionen unter Windows.

Microsoft Extensible Key Management (SQLEKM): Eine Schnittstelle für die Implementierung kryptografischer Funktionen in Microsoft SQL Server.

REST API: Eine webbasierte Schnittstelle, die auf den Prinzipien der REST-Architektur (Representational State Transfer) basiert. Sie ermöglicht die Kommunikation mit Hardware-Sicherheitsmodulen über standardisierte HTTP-Methoden und eignet sich besonders für Cloud- und Webanwendungen.

Aufgrund der weiten Verbreitung von PKCS #11 bei HSMs, Chipkarten, USB-Token und anderen Hardware-Sicherheitsmodulen haben sich zahlreiche Wrapper etabliert, die eine Abbildung von JCE oder CNG auf PKCS #11 durchführen. Außerdem bieten verschiedene Programmiersprachen wie Java, Python oder Rust eigene Klassenbibliotheken für den Zugriff auf Hardware-Sicherheitsmodule mittels PKCS #11 an.