服务器端加密每部署密钥 (SSE-S3)

MinIO 服务器端加密 (SSE) 在写入操作期间保护对象，允许客户端利用服务器处理能力在存储层 (静止加密) 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) 和外部密钥管理服务 (KMS) 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，其中应用程序对创建和管理用于 MinIO SSE 的加密密钥负全部责任。

MinIO SSE-S3 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/解密。您必须使用 EK 指定 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 环境变量在启动 MinIO 服务器时。MinIO 对所有 SSE-S3 加密操作使用相同的 EK。

您可以使用 mc encrypt set 命令启用存储桶默认 SSE-S3 加密。

mc encrypt set sse-s3 play/mybucket

将 play/mybucket 替换为 alias 和您要启用自动 SSE-KMS 加密的存储桶。

MinIO SSE-S3 在功能上与 AWS S3 使用 Amazon S3 管理的密钥的服务器端加密兼容，同时扩展了支持以包含以下 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。您无法在以后禁用 KES 或在以后“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-S3 的 SSE。

对于扩展开发或生产环境，请使用以下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 沙箱来保护您无法承受丢失或泄露的数据。
切勿使用可能泄露您组织的私有、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

在具有源部署网络访问权限的机器上安装 mc。有关下载和安装 mc 的说明，请参阅 mc 的安装快速入门。
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-S3 加密创建加密密钥

使用 kes 命令行工具为 SSE-S3 加密创建一个新的外部密钥 (EK)。

以下命令检索与 KES play 沙箱连接的 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_CLIENT_KEY`	KES 服务器上身份的私钥。该身份必须至少授予对 `/v1/create`、`/v1/generate` 和 `/v1/list` API 端点的访问权限。此步骤使用 MinIO `play` KES 沙箱的 `root` 身份，它提供对 KES 服务器上所有操作的访问权限。
`KES_CLIENT_CERT`	KES 服务器上身份的对应证书。此步骤使用 MinIO `play` KES 沙箱的 `root` 身份，它提供对 KES 服务器上所有操作的访问权限。

以下命令通过 KES CLI 创建一个新的 EK。

kes key create my-minio-sse-s3-key

本教程使用示例名称 my-minio-sse-s3-key 以便于参考。指定一个唯一的密钥名称，以防止与现有密钥发生冲突。

2) 配置 MinIO 以进行 SSE-S3 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 密钥是与 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的安全身份验证过程。
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_KMS_KES_ENDPOINT`	MinIO `Play` KES 服务的端点。
`MINIO_KMS_KES_KEY_FILE`	与 KES 服务上的身份对应的私钥文件。该身份必须授予创建、生成和解密密钥的权限。指定与上一步中的 `KES_KEY_FILE` 环境变量相同的身份密钥文件。
`MINIO_KMS_KES_CERT_FILE`	与 KES 服务上的身份对应的公钥证书文件。该身份必须授予创建、生成和解密密钥的权限。指定与上一步中的 `KES_CERT_FILE` 环境变量相同的身份证书。
`MINIO_KMS_KES_KEY_NAME`	用于执行 SSE 加密操作的外部密钥 (EK) 的名称。KES 从配置的密钥管理系统 (KMS) 中检索 EK。指定上一步中创建的密钥的名称。

3) 重新启动 MinIO 部署以启用 SSE-S3

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

用部署的别名替换 ALIAS 以重新启动。

4) 配置自动桶加密

可选

如果您打算仅使用客户端驱动的 SSE-S3，则可以跳过此步骤。

使用 mc encrypt set 命令启用对写入特定桶的所有对象的自动 SSE-S3 保护。

mc encrypt set sse-s3 ALIAS/BUCKET

用您启用了 SSE-S3 的 MinIO 部署的 ALIAS 替换 alias。
用您要启用自动 SSE-S3 的桶或桶前缀的完整路径替换 BUCKET。

安全擦除和锁定

SSE-S3 使用在服务器启动时使用 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 环境变量指定的 EK 来保护对象。因此，MinIO 需要访问该 EK 才能解密该对象。

暂时禁用 EK 会通过使其不可读来锁定部署中 SSE-S3 加密的对象。您稍后可以启用 EK 以恢复正常读取操作。
删除 EK 会使部署中所有 SSE-S3 加密的对象永久不可读。如果 KMS 没有或不支持 EK 的备份，则此过程是不可逆的。

EK 的范围取决于

指定了自动 SSE-S3 加密的哪些桶，以及
哪些写入操作请求了 SSE-S3 加密。

加密过程

注意

以下部分描述了 MinIO 的内部逻辑和功能。这些信息纯粹是教育性的，对于配置或实现任何 MinIO 功能来说都是不必要的。

SSE-S3 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 收到请求 SSE-S3 加密的写入操作。MinIO 使用指定给 `MINIO_KMS_KES_KEY_NAME` 的密钥名称作为外部密钥 (EK)。
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，从 KMS 请求一个新的加密密钥。 KES 返回 DEK 的明文表示形式以及 EK 加密后的表示形式。MinIO 将加密后的表示形式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一个 256 位的唯一密钥加密密钥 (KEK)。密钥推导算法使用一个伪随机函数，该函数接受明文 DEK、一个随机生成的初始化向量，以及一个由桶和对象名称等值组成的上下文。 MinIO 在每次加密或解密操作时生成 KEK，并且永远不会将 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 不会将 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 的加密表示形式存储为元数据的一部分。