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) 作為寫入作業的一部分保護物件,允許用戶端利用伺服器處理能力來保護儲存層的物件(靜態加密)。SSE 還提供有關安全鎖定和清除的法規和合規性要求的金鑰功能。
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),以大規模執行安全的密碼編譯作業。MinIO 還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。MinIO 只有在可以存取 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
命令啟用儲存桶預設 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
取代為您要在其上啟用自動 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) 的根存取權限。任何儲存在 Play
沙箱上的 EK 都可能隨時被存取或銷毀,導致受保護的資料變得容易受到攻擊或永久無法讀取。
絕不使用
Play
沙箱來保護您無法承擔遺失或洩露風險的資料。絕不使用會洩露您組織的私人、機密或內部命名慣例的名稱來產生 EK。
絕不將
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)。有關下載、安裝和設定 KES 的說明,請參閱
kes
入門指南。
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。
以下命令會檢索 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。此身分至少必須授予對 |
---|---|
|
KES 伺服器上身分的對應憑證。此步驟會使用 MinIO |
以下命令會透過 KES 建立新的EK。
kes key create my-minio-sse-kms-key
本教學課程為方便參考,使用範例 my-minio-sse-kms-key
名稱。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 伺服器進行驗證的首選方式,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,二者擇一。
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 金鑰的身分必須授權建立、產生和解密金鑰的權限。 API 金鑰是與 KES 伺服器進行驗證的首選方式。如果情況需要,請指定 |
|
用於執行 SSE 加密作業的外部金鑰 (EK) 名稱。KES 會從設定的金鑰管理服務 (KMS) 檢索EK。請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。請使用 mc admin service restart
命令重新啟動部署。
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
命令啟用自動 SSE-KMS 保護,以保護寫入特定儲存貯體的所有物件。
mc encrypt set sse-kms my-minio-sse-kms-key ALIAS/BUCKET
寫入指定儲存貯體的物件會自動使用指定的EK加密。
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,以便每個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,EK指定為儲存貯體自動加密設定的一部分,或作為寫入作業的一部分。因此,MinIO 需要存取該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,使它們無法讀取。稍後您可以啟用EK以繼續在這些物件上執行正常的讀取作業。
刪除EK會使由該EK加密的所有物件都永久無法讀取。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以進行自動 SSE-KMS 加密,以及
哪些寫入作業在要求 SSE-KMS 加密時指定該EK。
例如,假設一個 MinIO 部署使用每個儲存貯體一個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都無法讀取。
加密過程
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),以執行加密作業並保護物件。下表說明加密過程的每個階段
階段 |
描述 |
---|---|
啟用 SSE 的寫入作業 |
MinIO 收到要求 SSE-KMS 加密的寫入作業。寫入作業必須具有關聯的外部金鑰 (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)。具體而言,MinIO 金鑰加密服務 (KES) 會使用EK作為「根」金鑰,從 KMS 請求新的加密金鑰。 KES 會傳回 DEK 的純文字和EK加密表示法。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 使用確定性演算法產生 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,該函數會採用純文字DEK、隨機產生的初始化向量,以及包含儲存貯體和物件名稱等值的內容。 MinIO 會在每次加密或解密加密作業時產生 KEK,並且絕不會將 KEK 儲存到磁碟機。 |
產生物件加密金鑰 (OEK) |
MinIO 會產生一個隨機的 256 位元唯一物件加密金鑰 (Object Encryption Key,OEK),並使用該金鑰來加密物件。MinIO 絕不會將 OEK 的明文表示形式儲存在磁碟機上。明文 OEK 在密碼運算期間會存在於 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OEK和DEK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 會透過擷取EK來解密物件,以解密DEK。然後,MinIO 會重新產生KEK,解密OEK,並解密物件。