使用每桶密钥的服务器端加密 (SSE-KMS)
MinIO 服务器端加密 (SSE) 在写入操作的一部分保护对象,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 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 还支持客户管理密钥管理,在这种情况下,应用程序将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。每个桶和对象都可以拥有单独的 EK,从而支持部署中更精细的加密操作。MinIO 只能在能够访问 KMS 以及 用于加密该对象的 EK 的情况下才能解密对象。
您可以使用 mc encrypt set 命令启用桶默认 SSE-KMS 加密。
mc encrypt set sse-kms EXTERNALKEY play/mybucket
将
EXTERNALKEY替换为用于加密桶中对象的 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alias和桶。
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,同时扩展支持以包括以下 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 保持并提供对 MINIO_KMS_KES_KEY_NAME 的访问权限。您不能在以后禁用 KES 或“撤消” SSE 配置。
以下过程使用 play MinIO KES 沙盒来支持评估和早期开发环境中的 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) 的根访问权限。存储在 Play 沙盒上的任何 EK 都可能随时被访问或销毁,从而使受保护的数据容易受到攻击或永久无法读取。
切勿使用
Play沙盒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人、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发生冲突。
2) 为 SSE-KMS 对象加密配置 MinIO
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法,因为它为 KES 服务器提供了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相互排斥。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 |
|
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 密钥是与 KES 服务器进行身份验证的首选方法。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。指定上一步中创建的密钥的名称。 |
3) 重新启动 MinIO 部署以启用 SSE-KMS
您必须重新启动 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。
对您要启用自动 SSE-KMS 加密的每个桶重复此步骤。您可以为每个桶或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 来保护对象,该 EK 作为桶自动加密设置的一部分或作为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 会通过使它们无法读取来暂时锁定使用该 EK 加密的对象。您可以稍后启用 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,则此过程是不可逆转的。
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,考虑一个使用每个桶一个EK的 MinIO 部署。禁用单个EK 会导致关联桶中的所有对象无法读取,而不会影响其他桶。如果部署改为对所有对象和桶使用一个EK,则禁用该EK 会导致部署中的所有对象无法读取。
加密过程
注意
本节介绍 MinIO 的内部逻辑和功能。此信息仅供教育目的,并非配置或实现任何 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 接收请求使用 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”密钥从 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 位唯一的密钥加密密钥 (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,并且从不将 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 从不将 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。