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) 在寫入操作中保護物件,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 還為安全鎖定和清除的法規和合規要求提供了金鑰功能。
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) 來大規模執行安全的密碼編譯操作。MinIO 也支援客戶管理金鑰管理,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,在部署中支援更精細的密碼編譯操作。只有在 MinIO 可以同時存取 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
命令來啟用儲存桶預設的 SSE-KMS 加密
mc encrypt set sse-kms EXTERNALKEY play/mybucket
將
EXTERNALKEY
取代為用於加密儲存桶中物件的 EK 名稱。將
play/mybucket
取代為您要啟用自動 SSE-KMS 加密的別名
和儲存桶。
MinIO SSE-KMS 在功能上與 AWS S3 伺服器端加密與儲存在 AWS 中的 KMS 金鑰相容,同時擴展支援以包含以下 KMS 提供者
快速入門
重要
在 MinIO 部署上啟用 SSE 會自動使用預設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
的存取權限。您稍後無法停用 KES 或「撤銷」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。
對於擴展的開發或生產環境,請使用以下支援的外部金鑰管理服務 (KMS) 之一。
重要
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 都可能隨時被存取或銷毀,導致受保護的資料容易受到攻擊或永久無法讀取。
**切勿** 使用
Play
沙箱來保護您無法承擔遺失或洩漏風險的資料。**切勿** 使用會洩漏您組織的私人、機密或內部命名慣例的名稱產生 EK。
**切勿** 將
Play
沙箱用於生產環境。
此程序需要以下元件
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 命令列工具來建立新的外部金鑰 (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。該身分必須至少授予對 |
---|---|
|
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
在部署中每個 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 金鑰是與 KES 伺服器驗證的首選方式,因為它為 KES 伺服器提供了簡化且安全的驗證程序。
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。指定 *API 金鑰變數* 或 *金鑰檔案和憑證檔案變數*。
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 金鑰是與 KES 伺服器驗證的首選方式。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。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 部署才能套用設定變更。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,以啟用自動 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
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前置詞產生額外的金鑰,使每個 EK 的範圍僅限於物件的子集。
安全清除和鎖定
SSE-KMS 使用 EK 保護物件,此金鑰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 會暫時鎖定以該 EK 加密的物件,使其無法讀取。您稍後可以啟用 EK 以恢復對這些物件的正常讀取操作。
刪除 EK 會使所有由該 EK 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 *不可逆轉的*。
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 加密時指定了該 EK。
例如,假設 MinIO 部署每個儲存貯體使用一個 EK。停用單個 EK 會使關聯儲存貯體中的所有物件無法讀取,而不影響其他儲存貯體。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。
加密過程
注意
本節描述 MinIO 的內部邏輯和功能。此資訊純粹用於教育目的,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),以執行加密操作並保護物件。下表描述了加密過程的每個階段
階段 |
描述 |
---|---|
已啟用 SSE 的寫入操作 |
MinIO 收到一個要求使用 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 (External Key, EK),以便用於加密物件。
|
產生資料加密金鑰 (Data Encryption Key, 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,向 KMS 請求新的加密金鑰。 KES 會同時回傳純文字和一個以 EK 加密的 DEK 表示法。MinIO 會將加密後的表示法儲存為物件元資料的一部分。 |
產生金鑰加密金鑰 (Key Encryption Key, KEK) |
MinIO 使用確定性演算法來產生一個 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數,該函數會取得純文字 DEK、隨機產生的初始化向量,以及包含儲存桶和物件名稱等值的環境。 MinIO 會在每次加密或解密操作時產生 KEK,且絕不會將 KEK 儲存到磁碟機。 |
產生物件加密金鑰 (Object Encryption Key, OEK) |
MinIO 會產生一個隨機的 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 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 的加密表示法儲存為元資料的一部分。 |
對於讀取操作,MinIO 會擷取 EK 以解密 DEK,進而解密物件。然後,MinIO 會重新產生 KEK,解密 OEK,並解密物件。