使用每桶密钥的服务器端加密 (SSE-KMS)
MinIO 服务器端加密 (SSE) 在写入操作过程中保护对象,允许客户端利用服务器的处理能力,在存储层(静止加密)中保护对象。SSE 还为围绕安全锁定和擦除的监管和合规性要求提供关键功能。
MinIO SSE 使用 MinIO 密钥加密服务 (KES) 和 受支持的外部密钥管理服务 (KMS) 来执行大规模的安全加密操作。MinIO 还支持客户端管理的密钥管理,其中应用程序承担创建和管理用于 MinIO SSE 的加密密钥的全部责任。
MinIO SSE-KMS 使用由密钥管理系统 (KMS) 管理的外部密钥 (EK) 对对象进行加密或解密。每个存储桶和对象都可以拥有独立的 EK,支持部署中更细粒度的加密操作。MinIO 只能解密一个对象,如果它可以访问 KMS 和用于加密该对象的 EK。
您可以使用 mc encrypt set
命令启用存储桶默认的 SSE-KMS 加密
mc encrypt set sse-kms EXTERNALKEY play/mybucket
将
EXTERNALKEY
替换为用于加密存储桶中对象的 EK 的名称。将
play/mybucket
替换为要启用自动 SSE-KMS 加密的alias
和存储桶。
MinIO SSE-KMS 在功能上与 AWS S3 使用存储在 AWS 中的 KMS 密钥的服务器端加密 兼容,同时扩展支持,以包含以下 KMS 提供程序
快速入门
重要
在 MinIO 部署上启用 SSE 会自动使用默认加密密钥对该部署的后端数据进行加密。
MinIO 需要访问 KES 和外部 KMS 才能解密后端并正常启动。KMS 必须维护并提供对 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME
的访问权限。您以后无法禁用 KES 或“撤消” SSE 配置。
以下步骤使用 play
MinIO KES 沙盒,用于在评估和早期开发环境中支持带有 SSE-KMS 的 SSE。
对于扩展开发或生产环境,请使用以下受支持的外部密钥管理服务 (KMS) 之一
重要
MinIO KES Play
沙盒是公开的,并授予对所有创建的外部密钥 (EK) 的 root 访问权限。存储在 Play
沙盒上的任何 EK 都可能在任何时候被访问或销毁,从而使受保护的数据变得脆弱或永久不可读。
切勿使用
Play
沙盒来保护你无法承受丢失或泄露的数据。切勿使用揭示你组织的私有、机密或内部命名约定的名称来生成 EK。
切勿将
Play
沙盒用于生产环境。
此过程需要以下组件
在具有互联网访问权限的机器上安装 MinIO 密钥加密服务 (KES)。有关下载、安装和配置 KES 的说明,请参阅
kes
入门 指南。
1) 为 SSE-KMS 加密创建加密密钥
使用 kes 命令行工具为 SSE-KMS 加密创建一个新的外部密钥 (EK)。
以下命令检索 play
KES 服务器的 root 身份
curl -sSL --tlsv1.2 \
-O 'https://raw.githubusercontent.com/minio/kes/master/root.key' \
-O 'https://raw.githubusercontent.com/minio/kes/master/root.cert'
在终端或 shell 中设置以下环境变量
export KES_CLIENT_KEY=root.key
export KES_CLIENT_CERT=root.cert
|
KES 服务器上 身份 的私钥。该身份必须至少授予对 |
---|---|
|
KES 服务器上 身份 的相应证书。此步骤使用 MinIO |
以下命令通过 KES 创建一个新的 EK。
kes key create my-minio-sse-kms-key
本教程使用示例 my-minio-sse-kms-key
名称以方便参考。指定一个唯一的密钥名称以防止与现有密钥冲突。
2) 配置 MinIO 以进行 SSE-KMS 对象加密
在部署中的每个 MinIO 服务器主机上的 shell 或终端中指定以下环境变量
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 密钥是向 KES 服务器进行身份验证的首选方式,因为它提供了一个简化且安全的向 KES 服务器进行身份验证的过程。
或者,指定
MINIO_KMS_KES_KEY_FILE
和MINIO_KMS_KES_CERT_FILE
而不是MINIO_KMS_KES_API_KEY
。API 密钥与基于证书的身份验证是互斥的。指定API 密钥变量或密钥文件和证书文件变量。
本网站上的文档使用 API 密钥。
MinIO |
|
为 MinIO 部署 由 KES 生成的 API 密钥。API 密钥的身份必须授予创建、生成和解密密钥的权限。 API 密钥是向 KES 服务器进行身份验证的首选方式。如果情况需要,请指定 |
|
用于执行 SSE 加密操作的外部密钥 (EK) 的名称。KES 从配置的密钥管理服务 (KMS) 中检索 EK。指定在上一步骤中创建的密钥的名称。 |
3) 重新启动 MinIO 部署以启用 SSE-KMS
必须重新启动 MinIO 部署才能应用配置更改。使用 mc admin service restart
命令重新启动部署。
mc admin service restart ALIAS
将 ALIAS
替换为要重新启动的部署的 别名。
4) 配置自动桶加密
使用 mc encrypt set
命令启用对写入特定桶的所有对象的自动 SSE-KMS 保护。
mc encrypt set sse-kms my-minio-sse-kms-key ALIAS/BUCKET
写入指定桶的对象将使用指定的 EK 自动加密。
对要启用自动 SSE-KMS 加密的每个桶重复此步骤。你可以为每个桶或桶前缀生成额外的密钥,这样每个 EK 的范围仅限于对象的一个子集。
安全擦除和锁定
SSE-KMS 使用由配置的密钥管理系统 (KMS) 管理的 EK 来执行加密操作并保护对象。因此,MinIO需要访问该 EK 才能解密该对象。
禁用 EK 会通过使它们不可读来暂时锁定使用该 EK 加密的对象。你以后可以启用 EK 以恢复对这些对象的正常读取操作。
删除 EK 会使所有由该 EK 加密的对象永久不可读。如果 KMS 没有或不支持 EK 的备份,则此过程不可逆。
单个 EK 的范围取决于
哪些桶为自动 SSE-KMS 加密指定了该 EK,以及
哪些写入操作在请求 SSE-KMS 加密时指定了该 EK。
例如,考虑一个 MinIO 部署,每个桶使用一个 EK。禁用单个 EK 会使关联桶中的所有对象不可读,而不会影响其他桶。如果部署改为为所有对象和桶使用一个 EK,则禁用该 EK 会使部署中的所有对象不可读。
加密过程
注意
本节描述 MinIO 的内部逻辑和功能。此信息仅供教育使用,并非配置或实施任何 MinIO 功能的先决条件。
SSE-KMS 使用由配置的密钥管理系统 (KMS) 管理的外部密钥 (EK) 来执行加密操作并保护对象。下表描述了加密过程的每个阶段
阶段 |
描述 |
---|---|
启用 SSE 的写入操作 |
MinIO 收到一个请求 SSE-KMS 加密的写入操作。写入操作必须具有一个关联的外部密钥 (EK) 来用于加密对象。
|
生成数据加密密钥 (DEK) |
MinIO 使用 EK 生成数据加密密钥 (DEK)。具体来说,MinIO 密钥加密服务 (KES) 使用 EK 作为“根”密钥,向 KMS 请求新的加密密钥。 KES 返回 DEK 的明文以及 EK 加密表示。MinIO 将加密表示存储为对象元数据的一部分。 |
生成密钥加密密钥 (KEK) |
MinIO 使用确定性算法生成 256 位的唯一密钥加密密钥 (KEK)。密钥派生算法使用伪随机函数,该函数采用明文 DEK、随机生成的初始化向量以及包含存储桶和对象名称等值的上下文。 MinIO 在每次加密或解密操作时生成 KEK,并且绝不将 KEK 存储到驱动器。 |
生成对象加密密钥 (OEK) |
MinIO 生成随机的 256 位唯一对象加密密钥 (OEK),并使用该密钥加密对象。MinIO 绝不将 OEK 的明文表示存储到驱动器。明文 OEK 在加密操作期间驻留在 RAM 中。 |
加密对象 |
MinIO 使用 OEK 在将对象存储到驱动器之前加密对象。然后,MinIO 使用 KEK 加密 OEK。 MinIO 将 OEK 和 DEK 的加密表示存储为元数据的一部分。 |
对于读取操作,MinIO 通过检索 EK 来解密对象,以解密 DEK。然后,MinIO 重新生成 KEK,解密 OEK,并解密对象。