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) 會在寫入作業期間保護物件,讓用戶端可以利用伺服器處理能力來保護儲存層的物件(靜態加密)。SSE 還為有關安全鎖定和清除的法規和合規要求提供金鑰功能。
MinIO SSE 使用 MinIO 金鑰加密服務 (KES) 和 受支援的外部金鑰管理服務 (KMS) 來大規模執行安全加密操作。MinIO 也支援客戶管理的金鑰管理,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 使用由金鑰管理系統 (KMS) 管理的外部金鑰 (EK) 來加密或解密物件。每個儲存貯體和物件可以有單獨的 EK,支援在部署中更細微的加密操作。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
命令啟用預設的儲存貯體 SSE-KMS 加密
mc encrypt set sse-kms EXTERNALKEY play/mybucket
將
EXTERNALKEY
取代為要用於加密儲存貯體中物件的 EK 名稱。將
play/mybucket
取代為您要啟用自動 SSE-KMS 加密的別名
和儲存貯體。
MinIO SSE-KMS 在功能上與 AWS S3 使用儲存在 AWS 中的 KMS 金鑰的伺服器端加密相容,同時擴展了對下列 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 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。您無法稍後停用 KES,或「還原」稍後的 SSE 設定。
下列程序使用 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。
對於擴充的開發或生產環境,請使用下列受支援的外部金鑰管理服務 (KMS) 之一
重要
MinIO KES Play
沙箱是公開的,並授予對所有建立的外部金鑰 (EK) 的根存取權。任何儲存在 Play
沙箱上的 EK 都可以隨時存取或銷毀,從而使受保護的資料變得脆弱或永久無法讀取。
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。
絕對不要將
Play
沙箱用於生產環境。
此程序需要下列元件
在可連線至網際網路的機器上安裝 MinIO 金鑰加密服務 (KES)。請參閱
kes
的入門指南,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,建立一個新的外部金鑰 (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 中設定以下環境變數
export KES_CLIENT_KEY=root.key
export KES_CLIENT_CERT=root.cert
|
KES 伺服器上身分的私密金鑰。該身分必須至少授權存取 |
---|---|
|
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
以方便參考。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
在部署中的每部 MinIO 伺服器主機上的 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 金鑰是向 KES 伺服器進行驗證的首選方式,因為它提供了流線型且安全的 KES 伺服器驗證流程。
或者,指定
MINIO_KMS_KES_KEY_FILE
和MINIO_KMS_KES_CERT_FILE
,而不是MINIO_KMS_KES_API_KEY
。API 金鑰與憑證式驗證互斥。請指定 API 金鑰變數或金鑰檔案和憑證檔案變數任一者。
本網站上的文件使用 API 金鑰。
MinIO |
|
由 KES 產生的 MinIO 部署 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 金鑰是向 KES 伺服器進行驗證的首選方式。如果情況需要,請指定 |
|
用於執行 SSE 加密操作的外部金鑰 (EK) 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
命令來重新啟動部署。
mc admin service restart ALIAS
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,針對寫入特定儲存貯體的所有物件啟用自動 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。
針對要啟用自動 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首碼產生額外的金鑰,以便將每個 EK 的範圍限制為物件的子集。
安全清除與鎖定
SSE-KMS 會使用 EK 保護物件,該 EK 會指定為儲存貯體自動加密設定的一部分或寫入操作的一部分。因此,MinIO 必須有權存取該 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。您稍後可以啟用 EK,以繼續對這些物件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,則此過程是不可逆的。
單一 EK 的範圍取決於
哪些儲存貯體指定該 EK 進行自動 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 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。此資訊純粹為教育用途,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。下表說明加密流程的每個階段
階段 |
說明 |
---|---|
啟用 SSE 的寫入操作 |
MinIO 收到請求 SSE-KMS 加密的寫入操作。寫入操作必須具有相關聯的外部金鑰 (EK),以用於加密物件。
|
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) 使用 EK 作為「根」金鑰,從 KMS 請求新的密碼編譯金鑰。 KES 會傳回 DEK 的純文字和EK 加密表示。MinIO 會將加密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 使用確定性演算法來產生 256 位元唯一金鑰加密金鑰 (KEK)。金鑰衍生演算法使用虛擬隨機函數,該函數會採用純文字 DEK、隨機產生的初始化向量和包含儲存貯體和物件名稱等值的內容。 MinIO 會在每次密碼編譯加密或解密操作時產生 KEK,並且絕不會將 KEK 儲存至磁碟機。 |
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 的純文字表示儲存在磁碟機上。純文字 OEK 在密碼編譯操作期間會駐留在 RAM 中。 |
加密物件 |
MinIO 會使用 OEK 在將物件儲存到磁碟機之前加密物件。然後,MinIO 會使用 KEK 加密 OEK。 MinIO 會將 OEK 和 DEK 的加密表示儲存為中繼資料的一部分。 |
對於讀取操作,MinIO 會先取得 EK 以解密 DEK,進而解密物件。接著,MinIO 會重新產生 KEK,解密 OEK,最後解密物件。