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伺服器端加密(每個部署金鑰)(SSE-S3)

MinIO 伺服器端加密 (SSE) 可在寫入操作過程中保護物件,讓用戶端能夠利用伺服器處理能力來保護儲存層的物件(靜態加密)。SSE 還為關於安全鎖定和清除的法規和合規性要求提供金鑰功能。

MinIO SSE 使用 MinIO 金鑰加密服務 (KES) 和外部金鑰管理服務 (KMS),以大規模執行安全的加密操作。MinIO 也支援客戶管理金鑰管理,其中應用程式全權負責建立和管理用於 MinIO SSE 的加密金鑰。

MinIO SSE-S3 使用金鑰管理系統 (KMS) 管理的外部金鑰 (EK) 加密/解密物件。您必須在使用 MinIO 伺服器啟動時使用 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 環境變數指定 EK。MinIO 對於所有 SSE-S3 加密操作都使用相同的 EK。

您可以使用 mc encrypt set 命令啟用 Bucket 預設的 SSE-S3 加密

mc encrypt set sse-s3 play/mybucket
  • play/mybucket 替換為 alias 和您想要在其上啟用自動 SSE-KMS 加密的 Bucket。

MinIO SSE-S3 在功能上與 AWS S3 使用 Amazon S3 管理的金鑰進行伺服器端加密 相容,同時將支援擴展到包括下列 KMS 提供者

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 需要 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。您稍後不能停用 KES 或「復原」稍後的 SSE 設定。

下列程序使用 play MinIO KES 沙箱,以支援在評估和早期開發環境中使用 SSE-S3 的 SSE

對於擴展的開發或生產環境,請使用下列其中一種支援的外部金鑰管理服務 (KMS)

重要

MinIO KES Play 沙箱是公開的,並授予對所有已建立的外部金鑰 (EK) 的根存取權限。可以隨時存取或銷毀儲存在 Play 沙箱上的任何 EK,導致受保護的資料變得易受攻擊或永久無法讀取。

  • 切勿 使用 Play 沙箱來保護您無法承擔遺失或洩漏的資料。

  • 切勿 使用會洩漏您組織的私有、機密或內部命名慣例的名稱來產生 EK (外部金鑰)。

  • 切勿Play 沙箱用於生產環境。

此程序需要以下組件

  • 在具有網路連線到來源部署的機器上安裝 mc。請參閱 mc安裝快速入門,以了解有關下載和安裝 mc 的說明。

  • 在具有網際網路連線的機器上安裝 MinIO 金鑰加密服務 (KES)。請參閱 KES 的入門指南,以了解有關下載、安裝和設定 KES 的說明。

1) 為 SSE-S3 加密建立加密金鑰

使用 kes 命令列工具來建立一個新的外部金鑰 (EK),以用於 SSE-S3 加密。

以下命令會擷取連接到 KES play 沙箱的 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 中設定以下環境變數

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 CLI 建立一個新的 EK

kes key create my-minio-sse-s3-key

本教學課程使用範例 my-minio-sse-s3-key 名稱以方便參考。請指定唯一的金鑰名稱,以防止與現有金鑰衝突。

2) 設定 MinIO 以進行 SSE-S3 物件加密

在部署中每個 MinIO 伺服器主機的 Shell 或終端機中指定以下環境變數

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 金鑰是使用 KES 伺服器進行驗證的較佳方式,因為它提供與 KES 伺服器的簡化且安全的驗證程序。

  • 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。指定 API 金鑰變數金鑰檔案和憑證檔案變數其中之一

  • 本網站上的文件使用 API 金鑰。

MINIO_KMS_KES_ENDPOINT

MinIO Play KES 服務的端點。

MINIO_KMS_KES_KEY_FILE

對應於 KES 服務上身分的私密金鑰檔案。該身分必須授權建立、產生和解密金鑰的權限。請指定與先前步驟中 KES_KEY_FILE 環境變數相同的身分金鑰檔案。

MINIO_KMS_KES_CERT_FILE

對應於 KES 服務上身分的公用憑證檔案。該身分必須授權建立、產生和解密金鑰的權限。請指定與先前步驟中 KES_CERT_FILE 環境變數相同的身分憑證。

MINIO_KMS_KES_KEY_NAME

用於執行 SSE 加密操作的外部金鑰 (EK) 的名稱。KES 從已設定的金鑰管理系統 (KMS) 擷取 EK。請指定在上一步驟中建立的金鑰名稱。

3) 重新啟動 MinIO 部署以啟用 SSE-S3

您必須重新啟動 MinIO 部署,以套用組態變更。請使用 mc admin service restart 命令來重新啟動部署。

mc admin service restart ALIAS

ALIAS 取代為要重新啟動的部署的 別名

4) 設定自動儲存貯體加密

選用

如果您只打算使用用戶端驅動的 SSE-S3,則可以跳過此步驟。

使用 mc encrypt set 命令,以啟用自動 SSE-S3 保護寫入特定儲存貯體的所有物件。

mc encrypt set sse-s3 ALIAS/BUCKET
  • ALIAS 取代為您啟用 SSE-S3 之 MinIO 部署的 別名

  • BUCKET 取代為您要啟用自動 SSE-S3 的儲存貯體或儲存貯體前置詞的完整路徑。

安全抹除和鎖定

SSE-S3 使用在伺服器啟動時使用 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 環境變數指定的 EK 來保護物件。因此,MinIO 需要存取該 EK 才能解密該物件。

  • 停用 EK 會暫時鎖定部署中經過 SSE-S3 加密的物件,使其無法讀取。您可以稍後啟用 EK 以恢復正常的讀取操作。

  • 刪除 EK 會使部署中所有經過 SSE-S3 加密的物件永久無法讀取。如果 KMS 沒有或不支援 EK 的備份,則此過程是不可逆的

EK 的範圍取決於

  • 哪些儲存貯體指定了自動 SSE-S3 加密,以及

  • 哪些寫入操作要求 SSE-S3 加密。

加密過程

注意

以下章節說明 MinIO 內部邏輯和功能。此資訊純粹是教育性質,並非設定或實作任何 MinIO 功能的必要資訊。

SSE-S3 使用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。下表說明加密過程的每個階段

階段

說明

啟用 SSE 的寫入操作

MinIO 收到要求 SSE-S3 加密的寫入操作。MinIO 使用 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 指定的金鑰名稱作為外部金鑰 (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 會傳回純文字以及 DEK 的 EK 加密表示法。MinIO 將加密表示法儲存為物件中繼資料的一部分。

產生金鑰加密金鑰 (KEK)

MinIO 使用確定性演算法來產生唯一的 256 位元金鑰加密金鑰 (KEK)。金鑰衍生演算法使用偽隨機函數,該函數會取得純文字 DEK、隨機產生的初始化向量,以及由儲存貯體和物件名稱等值組成的內容。

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

產生物件加密金鑰 (OEK)

MinIO 會產生隨機的 256 位元唯一物件加密金鑰 (OEK),並使用該金鑰來加密物件。MinIO 絕不會將 OEK 的純文字表示法儲存在磁碟機上。純文字 OEK 會在加密操作期間保留在 RAM 中。

加密物件

MinIO 會在將物件儲存到磁碟機之前,使用 OEK 來加密物件。然後,MinIO 會使用 KEK 來加密 OEK

MinIO 會將 OEKDEK 的加密表示法儲存為中繼資料的一部分。