使用每个存储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处理能力来保护存储层中的对象(静态加密)。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) 来大规模执行安全加密操作。MinIO 还支持客户端管理的密钥管理,其中应用程序全面负责创建和管理用于 MinIO SSE 的加密密钥。
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单独的 EK,支持在部署中进行更细粒度的加密操作。只有当 MinIO 能够访问 KMS 和用于加密该对象的 EK 时,才能解密该对象。
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
替换为要用于加密存储桶中对象的 EK 的名称。将
play/mybucket
替换为您想要在其上启用自动 SSE-KMS 加密的别名
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 提供商
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加密该部署的后端数据。
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 或在以后的某个时间点“撤消”SSE 配置。
以下过程使用 play
MinIO KES 沙箱来支持评估和早期开发环境中的 SSE-KMS 的 SSE。
对于扩展的开发或生产环境,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
沙箱是公开的,并授予对所有创建的外部密钥 (EK) 的 root 访问权限。存储在 Play
沙箱上的任何 EK 可能会随时被访问或销毁,从而使受保护的数据变得脆弱或永久无法读取。
**切勿**使用
Play
沙箱来保护您无法承受丢失或泄露的数据。**切勿**使用揭示您组织的私有、机密或内部命名约定的名称生成 EK。
**切勿**将
Play
沙箱用于生产环境。
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
的入门指南。
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 服务器的根身份
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 服务器上身份的对应证书。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
本教程使用示例名称my-minio-sse-kms-key
以便于参考。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 密钥是使用 KES 服务器进行身份验证的首选方式,因为它为 KES 服务器提供了一个简化且安全的身份验证过程。
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互斥。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 |
|
KES 为 MinIO 部署生成的 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 密钥是使用 KES 服务器进行身份验证的首选方式。如果情况需要,请改为指定 |
|
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。指定上一步创建的密钥的名称。 |
3) 重新启动 MinIO 部署以启用 SSE-KMS
必须重新启动 MinIO 部署以应用配置更改。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) 配置自动存储桶加密
使用mc encrypt set
命令启用对写入特定存储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
写入指定存储桶的对象将使用指定的EK自动加密。
对要在其上启用自动 SSE-KMS 加密的每个存储桶重复此步骤。您可以为每个存储桶或存储桶前缀生成其他密钥,以便每个EK的范围仅限于对象的子集。
安全擦除和锁定
SSE-KMS 使用EK保护对象,该EK作为存储桶自动加密设置的一部分或写入操作的一部分指定。因此,MinIO需要访问该EK才能解密该对象。
禁用EK会通过使使用该EK加密的对象无法读取来临时锁定这些对象。您以后可以启用EK以恢复对这些对象的正常读取操作。
删除EK将使所有由该EK加密的对象永久无法读取。如果 KMS 没有或不支持EK的备份,则此过程是不可逆的。
单个EK的范围取决于
为自动 SSE-KMS 加密指定该EK的存储桶,以及
在请求 SSE-KMS 加密时指定该EK的写入操作。
例如,考虑一个 MinIO 部署,每个存储桶使用一个EK。禁用单个EK会使关联存储桶中的所有对象无法读取,而不会影响其他存储桶。如果部署改为对所有对象和存储桶使用一个EK,则禁用该EK将使部署中的所有对象无法读取。
加密过程
注意
本节描述 MinIO 内部逻辑和功能。此信息纯粹是为了教育目的,不是配置或实施任何 MinIO 功能的先决条件。
SSE-KMS 使用配置的密钥管理系统 (KMS) 管理的外部密钥 (EK) 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 接收请求 SSE-KMS 加密的写入操作。写入操作必须具有与之关联的外部密钥 (EK) 以用于加密对象。
|
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 的明文和EK加密表示。MinIO 将加密表示作为对象元数据的一部分存储。 |
生成密钥加密密钥 (KEK) |
MinIO 使用确定性算法生成一个 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 存储到驱动器上。 |
生成对象加密密钥 (OEK) |
MinIO 生成一个随机的 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 的明文表示形式存储到驱动器上。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的加密表示形式作为元数据的一部分存储。 |
对于读取操作,MinIO 通过检索EK来解密DEK,从而解密对象。然后,MinIO 重新生成KEK,解密OEK,并解密对象。