文件

使用每個儲存桶金鑰的伺服器端加密 (SSE-KMS)

MinIO 伺服器端加密 (SSE) 作為寫入操作的一部分保護物件,允許用戶端利用伺服器處理能力在儲存層(靜態加密)保護物件。SSE 還提供與安全鎖定和清除相關的法規和合規性要求所需的金鑰功能。

MinIO SSE 使用 MinIO 金鑰加密服務 (KES)支援的外部金鑰管理服務 (KMS),以大規模執行安全的密碼編譯操作。MinIO 還支援用戶端管理的金鑰管理,其中應用程式完全負責建立和管理用於 MinIO SSE 的加密金鑰。

MinIO SSE-KMS 使用金鑰管理系統 (KMS) 管理的外部金鑰 (EK) 來加密或解密物件。每個儲存桶和物件都可以有單獨的 EK,從而支援部署中更精細的密碼編譯操作。只有在 MinIO 可以存取 KMS 用於加密該物件的 EK 時,它才能解密物件。

您可以使用 mc encrypt set 命令啟用儲存桶預設 SSE-KMS 加密

mc encrypt set sse-kms EXTERNALKEY play/mybucket
  • EXTERNALKEY 替換為用於加密儲存桶中物件的 EK 名稱。

  • play/mybucket 替換為您要啟用自動 SSE-KMS 加密的 別名 和儲存桶。

MinIO SSE-KMS 在功能上與 AWS S3 使用儲存在 AWS 中的 KMS 金鑰的伺服器端加密 相容,同時擴展了對以下 KMS 提供者的支援

快速入門

重要

在 MinIO 部署上啟用 SSE 會使用預設加密金鑰自動加密該部署的後端資料。

MinIO必須存取 KES 和外部 KMS,才能解密後端並正常啟動。KMS必須維護並提供對 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 的存取權限。您之後無法停用 KES 或「還原」SSE 設定。

以下程序使用 play MinIO KES 沙箱,以在評估和早期開發環境中支援使用 SSE-KMS 的 SSE

對於擴展開發或生產環境,請使用以下其中一個支援的外部金鑰管理服務 (KMS)

重要

MinIO KES Play 沙箱是公開的,並授予所有已建立的外部金鑰 (EK) 根存取權。儲存在 Play 沙箱上的任何 EK 都可以隨時被存取或銷毀,導致受保護的資料容易受到攻擊或永久無法讀取。

  • 絕對不要使用 Play 沙箱來保護您無法承擔遺失或洩漏風險的資料。

  • 絕對不要使用會洩漏您組織的私人、機密或內部命名慣例的名稱來產生 EK

  • 絕對不要Play 沙箱用於生產環境。

此程序需要以下組件

  • 在具有網路存取來源部署的機器上安裝 mc。請參閱 mc安裝快速入門,以取得下載和安裝 mc 的說明。

  • 在具有網際網路存取權的機器上安裝 MinIO 金鑰加密服務 (KES)。請參閱 kes入門 指南,以取得下載、安裝和設定 KES 的說明。

1) 建立用於 SSE-KMS 加密的加密金鑰

使用 kes 命令列工具建立新的外部金鑰 (EK),以用於 SSE-KMS 加密。

以下命令會擷取 play KES 伺服器的根 身分

curl -sSL --tlsv1.2 \
  -O 'https://raw.githubusercontent.com/minio/kes/master/root.key' \
  -O 'https://raw.githubusercontent.com/minio/kes/master/root.cert'

在終端機或 Shell 中設定下列環境變數

export KES_CLIENT_KEY=root.key
export KES_CLIENT_CERT=root.cert

KES_CLIENT_KEY

KES 伺服器上身分的私密金鑰。該身分至少必須授權存取 /v1/create/v1/generate/v1/list API 端點。此步驟使用 MinIO play KES 沙箱的 root 身分,該身分提供對 KES 伺服器上所有操作的存取權。

KES_CLIENT_CERT

KES 伺服器上身分的對應憑證。此步驟使用 MinIO play KES 沙箱的 root 身分,該身分提供對 KES 伺服器上所有操作的存取權。

以下命令透過 KES 建立新的 EK

kes key create my-minio-sse-kms-key

本教學課程使用範例名稱 my-minio-sse-kms-key 以便於參考。請指定唯一的金鑰名稱,以防止與現有金鑰發生衝突。

2) 設定 MinIO 以進行 SSE-KMS 物件加密

在部署中每個 MinIO 伺服器主機上的 Shell 或終端機中,指定下列環境變數

export MINIO_KMS_KES_ENDPOINT=https://play.min.io:7373
export MINIO_KMS_KES_API_KEY=<API-key-identity-string-from-KES> # Replace with the key string for your credentials
export MINIO_KMS_KES_KEY_NAME=my-minio-sse-s3-key

注意

  • API 金鑰是驗證 KES 伺服器的慣用方式,因為它為 KES 伺服器提供了簡化且安全的驗證流程。

  • 或者,指定 MINIO_KMS_KES_KEY_FILEMINIO_KMS_KES_CERT_FILE,而不是 MINIO_KMS_KES_API_KEY

    API 金鑰與基於憑證的驗證互斥。只能指定 API 金鑰變數金鑰檔案和憑證檔案變數。

  • 本網站的文件使用 API 金鑰。

MINIO_KMS_KES_ENDPOINT

MinIO Play KES 服務的端點。

MINIO_KMS_KES_API_KEY

由 KES 為 MinIO 部署產生的 API 金鑰。API 金鑰的身分必須授權建立、產生和解密金鑰的權限。

API 金鑰是驗證 KES 伺服器的慣用方式。如果情況需要,請改為指定 MINIO_KMS_KES_KEY_FILEMINIO_KMS_KES_CERT_FILE只能指定 API 金鑰金鑰檔案和憑證檔案。請填入所有三個環境變數。

MINIO_KMS_KES_KEY_NAME

用於執行 SSE 加密操作的外部金鑰 (EK) 的名稱。KES 從設定的金鑰管理服務 (KMS) 擷取 EK。指定在上一個步驟中建立的金鑰名稱。

3) 重新啟動 MinIO 部署以啟用 SSE-KMS

您必須重新啟動 MinIO 部署才能套用組態變更。使用 mc admin service restart 命令重新啟動部署。

mc admin service restart ALIAS

ALIAS 取代為要重新啟動之部署的 別名

4) 設定自動儲存貯體加密

使用 mc encrypt set 命令,啟用自動 SSE-KMS 保護所有寫入特定儲存貯體的物件。

mc encrypt set sse-kms my-minio-sse-kms-key ALIAS/BUCKET
  • ALIAS 取代為您已啟用 SSE-KMS 的 MinIO 部署的 別名

  • BUCKET 取代為您要啟用自動 SSE-KMS 之儲存貯體或儲存貯體字首的完整路徑。

寫入指定儲存貯體的物件會使用指定的 EK 自動加密。

針對您要啟用自動 SSE-KMS 加密的每個儲存貯體重複此步驟。您可以為每個儲存貯體或儲存貯體字首產生額外的金鑰,讓每個 EK 的範圍限制為物件的子集。

安全清除和鎖定

SSE-KMS 會使用 EK 保護物件,該 EK 要麼指定為儲存貯體自動加密設定的一部分,指定為寫入操作的一部分。因此,MinIO必須存取該 EK 才能解密該物件。

  • 停用 EK 會暫時鎖定使用該 EK 加密的物件,使其無法讀取。您可以稍後啟用 EK 以恢復對這些物件的正常讀取操作。

  • 刪除 EK 會使該 EK 加密的所有物件永久無法讀取。如果 KMS 沒有或不支援 EK 的備份,則此程序是不可逆的。

單個 EK 的範圍取決於

  • 哪些儲存貯體指定該 EK 用於自動 SSE-KMS 加密,以及

  • 哪些寫入操作在請求 SSE-KMS 加密時指定該 EK

例如,假設一個 MinIO 部署對每個儲存貯體使用一個 EK。停用單個 EK 會使相關儲存貯體中的所有物件無法讀取,而不會影響其他儲存貯體。如果部署改為對所有物件和儲存貯體使用一個 EK,則停用該 EK 會使部署中的所有物件無法讀取。

加密流程

注意

本節說明 MinIO 的內部邏輯和功能。此資訊僅為教育用途,並非設定或實作任何 MinIO 功能的先決條件。

SSE-KMS 使用由已設定的金鑰管理系統 (KMS) 管理的外部金鑰 (EK) 來執行加密操作並保護物件。下表說明了加密過程的每個階段

階段

描述

啟用 SSE 的寫入操作

MinIO 接收寫入操作,要求使用 SSE-KMS 加密。寫入操作必須具有相關聯的外部金鑰 (EK) 以用於加密物件。

  • 對於啟用自動 SSE-KMS 的儲存桶中的寫入操作,MinIO 會使用儲存桶的 EK。如果寫入操作包含明確的 EK,MinIO 會改為使用該 EK,而不是儲存桶的 EK。

  • 對於啟用自動 SSE-KMS 的儲存桶中的寫入操作,MinIO 會使用寫入操作中指定的 EK

產生資料加密金鑰 (DEK)

MinIO 使用 EK 產生資料加密金鑰 (DEK)。具體來說,MinIO 金鑰加密服務 (KES) 使用 EK 作為「根」金鑰,從 KMS 請求新的加密金鑰。

KES 會同時傳回純文字 EK 加密的 DEK 表示形式。MinIO 會將加密後的表示形式儲存為物件中繼資料的一部分。

產生金鑰加密金鑰 (KEK)

MinIO 使用確定性演算法產生一個 256 位元的唯一金鑰加密金鑰 (KEK)。金鑰衍生演算法使用偽隨機函式,該函式會採用純文字 DEK、隨機產生的初始化向量,以及由儲存桶和物件名稱等值組成的上下文。

MinIO 會在每次加密或解密操作時產生 KEK,並且絕不將 KEK 儲存到磁碟機。

產生物件加密金鑰 (OEK)

MinIO 產生一個隨機的 256 位元唯一物件加密金鑰 (OEK),並使用該金鑰加密物件。MinIO 絕不會將 OEK 的純文字表示形式儲存在磁碟機上。純文字 OEK 在加密操作期間駐留在 RAM 中。

加密物件

MinIO 使用 OEK 加密物件,然後將物件儲存到磁碟機。然後,MinIO 使用 KEK 加密 OEK

MinIO 會將 OEKDEK 的加密表示形式儲存為中繼資料的一部分。

對於讀取操作,MinIO 會檢索 EK 以解密 DEK,藉此解密物件。然後,MinIO 會重新產生 KEK,解密 OEK,並解密物件。