使用每個儲存貯體金鑰的伺服器端加密 (SSE-KMS)
MinIO 伺服器端加密 (SSE) 在寫入操作時保護物件,允許用戶端利用伺服器處理能力在儲存層保護物件(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 支援的外部金鑰管理服務 (KMS),以大規模執行安全的加密操作。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) 加密或解密物件。每個儲存貯體和物件都可以有單獨的 EK,支援部署中更精細的加密操作。只有當 MinIO 可以存取 KMS *和* 用於加密該物件的 EK 時,才能解密物件。
您可以使用 mc encrypt set
命令啟用儲存貯體預設 SSE-KMS 加密
mc encrypt set sse-kms EXTERNALKEY play/mybucket
將
EXTERNALKEY
替換為要用於加密儲存貯體中物件的 EK 的名稱。將
play/mybucket
替換為您要啟用自動 SSE-KMS 加密的別名
和儲存貯體。
MinIO SSE-KMS 在功能上與 AWS S3 的伺服器端加密 (使用儲存在 AWS 中的 KMS 金鑰) 相容,同時擴展支援以下 KMS 提供者:
快速入門
重要事項
在 MinIO 部署上啟用SSE 會自動使用預設的加密金鑰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。(參考 MinIO Linux 文件)。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,以便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,請使用以下支援的外部金鑰管理服務 (KMS) 之一
重要事項
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。儲存在 Play
沙箱上的任何 EK 都可能隨時被存取或銷毀,導致受保護的資料變得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受遺失或洩漏的資料。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。
絕對不要在生產環境中使用
Play
沙箱。
此程序需要以下元件
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,以取得有關下載、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 伺服器上身分的私密金鑰。該身分必須至少授予 |
---|---|
|
KES 伺服器上身分的對應憑證。此步驟使用 MinIO |
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
,方便參考。請指定唯一的金鑰名稱,以防止與現有的金鑰衝突。
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 金鑰是與 KES 伺服器進行驗證的慣用方法,因為它提供簡化且安全的 KES 伺服器驗證程序。
或者,指定
MINIO_KMS_KES_KEY_FILE
和MINIO_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。請指定 API 金鑰變數 *或* 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 |
|
由 KES 為 MinIO 部署產生的API 金鑰。API 金鑰的身分必須授予建立、產生和解密金鑰的權限。 API 金鑰是與 KES 伺服器進行驗證的慣用方法。如果情況需要,請改為指定 |
|
用於執行 SSE 加密操作的外部金鑰 (EK) 名稱。KES 會從已設定的金鑰管理服務 (KMS) 擷取 EK。請指定上一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。請使用 mc admin service restart
命令來重新啟動部署。
mc admin service restart ALIAS
請將 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
使用 mc encrypt set
命令,以啟用對寫入特定儲存貯體的所有物件進行自動 SSE-KMS 保護。
mc encrypt set sse-kms my-minio-sse-kms-key ALIAS/BUCKET
寫入指定儲存貯體的物件會使用指定的 EK 自動加密。
請針對您想要啟用自動 SSE-KMS 加密的每個儲存貯體重複此步驟。您可以針對每個儲存貯體或儲存貯體前置詞產生其他金鑰,如此每個 EK 的範圍會限制為物件的子集。
安全清除和鎖定
SSE-KMS 使用 EK 保護物件,該 EK 可以指定為儲存貯體自動加密設定的一部分,*或* 作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,以繼續在這些物件上執行正常的讀取操作。
刪除 EK 會使由該 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*。
單一 EK 的範圍取決於
哪些儲存貯體為自動 SSE-KMS 加密指定該 EK,*以及*
哪些寫入操作在請求 SSE-KMS 加密時指定該 EK。
例如,假設 MinIO 部署針對每個儲存貯體使用一個 EK。停用單一 EK 會使相關聯儲存貯體中的所有物件都無法讀取,而不會影響其他儲存貯體。如果部署改為針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都無法讀取。
加密程序
注意
本節說明 MinIO 的內部邏輯和功能。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),以執行密碼編譯操作和保護物件。下表說明加密程序的每個階段
階段 |
說明 |
---|---|
啟用 SSE 的寫入操作 |
MinIO 接收到要求使用 SSE-KMS 加密的寫入操作。該寫入操作必須具有一個相關聯的外部金鑰 (EK),用於加密物件。
|
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) 會使用EK作為「根」金鑰,向 KMS 請求新的加密金鑰。 KES 會傳回純文字和一個 EK 加密的 DEK 表示法。MinIO 會將加密的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 256 位元的唯一金鑰加密金鑰 (KEK)。金鑰衍生演算法使用一個偽隨機函數,該函數會使用純文字DEK、一個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 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),並使用該金鑰來加密物件。MinIO 永遠不會將純文字表示法的 OEK 儲存在磁碟機上。純文字的 OEK 在加密操作期間駐留在 RAM 中。 |
加密物件 |
MinIO 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OEK和DEK的加密表示法儲存為中繼資料的一部分。 |
對於讀取操作,MinIO 會先取得EK來解密DEK,進而解密物件。然後,MinIO 會重新產生KEK、解密OEK,並解密物件。