Trang này được dịch bởi Cloud Translation API.

Quản lý khoá

Tink đưa ra các giải pháp để tránh việc quản lý khoá không đúng cách, đây là một nguồn rủi ro lớn.

Tổng quan

Sau khi chọn một loại khoá gốc và loại khoá cho trường hợp sử dụng của bạn (trong phần Tôi muốn... trước đó), hãy quản lý các khoá của bạn bằng Hệ thống quản lý khoá (KMS) bên ngoài mà bạn đã chọn:

Tạo khoá mã hoá khoá (KEK) trong KMS để bảo vệ khoá.
Truy xuất URI khoá và thông tin xác thực khoá từ KMS để chuyển sang Tink.
Dùng các API của Tink hoặc Tinkey để tạo một tập hợp khoá được mã hoá. Sau khi khoá được mã hoá, bạn có thể lưu trữ khoá ở bất cứ đâu bạn muốn.
Xoay vòng khoá để tránh sử dụng lại khoá một cách quá mức cũng như khôi phục sau khi khoá bị xâm phạm.

Bước 1: Tạo KEK trong KMS bên ngoài

Tạo khoá mã hoá khoá (KEK) trong KMS bên ngoài. KEK bảo vệ khoá của bạn bằng cách mã hoá các khoá đó, bổ sung một lớp bảo mật.

Hãy tham khảo tài liệu dành riêng cho KMS để tạo KEK:

Google Cloud KMS
Amazon KMS
HashiCorp Vault (hiện chỉ hỗ trợ ngôn ngữ Go)

Bước 2: Lấy URI khoá và thông tin đăng nhập

Bạn có thể truy xuất cả URI khoá và thông tin xác thực khoá từ KMS của mình.

Lấy URI khoá

Tink cần một Giá trị nhận dạng tài nguyên đồng nhất (URI) để làm việc với các khoá KMS.

Để tạo URI này, hãy sử dụng giá trị nhận dạng duy nhất mà KMS gán cho khoá khi được tạo. Thêm tiền tố thích hợp dành riêng cho KMS và tuân theo định dạng của các URI chính được hỗ trợ như mô tả trong bảng sau:

KMS	Tiền tố giá trị nhận dạng KMS	Định dạng URI khoá
KMS AWS	`aws-kms://`	`aws-kms://arn:aws:kms:[region]:[account-id]:key/[key-id]`
KMS GCP	`gcp-kms://`	`gcp-kms://projects//locations//keyRings//cryptoKeys/`
Vault HashiCorp	`hcvault://`	`hcvault://[key-id]`

Lấy thông tin xác thực khoá

Chuẩn bị thông tin đăng nhập cần thiết để Tink có thể xác thực với KMS bên ngoài.

Hình thức chính xác của thông tin xác thực là dành riêng cho KMS:

Google Cloud KMS – Tink yêu cầu thông tin đăng nhập vào tài khoản dịch vụ. Đây là một tệp JSON có thể được tạo và tải xuống từ Google Cloud Console.
AWS KMS – Tink yêu cầu tệp thông tin xác thực chứa
- mã khoá truy cập trong thuộc tính accessKey và
- khoá truy cập bí mật trong thuộc tính secretKey.
HashiCorp Vault – Tink yêu cầu mã thông báo dịch vụ có thể được tạo bằng lệnh tạo mã thông báo Vault.

Nếu bạn không cung cấp thông tin đăng nhập, Tink sẽ cố tải thông tin đăng nhập mặc định. Để biết thêm thông tin, hãy tham khảo tài liệu dành riêng cho KMS:

Bước 3: Tạo và lưu trữ tập hợp khoá đã mã hoá

Sử dụng các API của Tink (cho Google Cloud KMS, AWS KMS hoặc HashiCorp Vault) hoặc Tinkey để tạo một tập hợp khoá, mã hoá tập hợp đó bằng KMS bên ngoài và lưu trữ tập hợp đó ở nơi nào đó.

Tinkey

tinkey create-keyset --key-template AES128_GCM \
  --out-format json --out encrypted_aead_keyset.json \
  --master-key-uri gcp-kms://projects/tink-examples/locations/global/keyRings/foo/cryptoKeys/bar \
  --credential gcp_credentials.json

Java

Trong ví dụ này, bạn cần có tiện ích Google Cloud KMS tink-java-gcpkms.

package encryptedkeyset;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;

import com.google.crypto.tink.Aead;
import com.google.crypto.tink.KeysetHandle;
import com.google.crypto.tink.TinkJsonProtoKeysetFormat;
import com.google.crypto.tink.aead.AeadConfig;
import com.google.crypto.tink.aead.PredefinedAeadParameters;
import com.google.crypto.tink.integration.gcpkms.GcpKmsClient;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

/**
 * A command-line utility for working with encrypted keysets.
 *
 * <p>It requires the following arguments:
 *
 * <ul>
 *   <li>mode: Can be "generate", "encrypt" or "decrypt". If mode is "generate", it will generate a
 *       keyset, encrypt it and store it in the key-file argument. If mode is "encrypt" or
 *       "decrypt", it will read and decrypt an keyset from the key-file argument, and use it to
 *       encrypt or decrypt the input-file argument.
 *   <li>kek-uri: Use this Cloud KMS' key as the key-encrypting-key for envelope encryption.
 *   <li>gcp-credential-file: Use this JSON credential file to connect to Cloud KMS.
 *   <li>input-file: If mode is "encrypt" or "decrypt", read the input from this file.
 *   <li>output-file: If mode is "encrypt" or "decrypt", write the result to this file.
 */
public final class EncryptedKeysetExample {
  private static final String MODE_ENCRYPT = "encrypt";
  private static final String MODE_DECRYPT = "decrypt";
  private static final String MODE_GENERATE = "generate";
  private static final byte[] EMPTY_ASSOCIATED_DATA = new byte[0];

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    if (args.length != 4 && args.length != 6) {
      System.err.printf("Expected 4 or 6 parameters, got %d\n", args.length);
      System.err.println(
          "Usage: java EncryptedKeysetExample generate/encrypt/decrypt key-file kek-uri"
              + " gcp-credential-file input-file output-file");
      System.exit(1);
    }
    String mode = args[0];
    if (!mode.equals(MODE_ENCRYPT) && !mode.equals(MODE_DECRYPT) && !mode.equals(MODE_GENERATE)) {
      System.err.print("The first argument should be either encrypt, decrypt or generate");
      System.exit(1);
    }
    Path keyFile = Paths.get(args[1]);
    String kekUri = args[2];
    String gcpCredentialFilename = args[3];

    // Initialise Tink: register all AEAD key types with the Tink runtime
    AeadConfig.register();

    // From the key-encryption key (KEK) URI, create a remote AEAD primitive for encrypting Tink
    // keysets.
    Aead kekAead = new GcpKmsClient().withCredentials(gcpCredentialFilename).getAead(kekUri);

    if (mode.equals(MODE_GENERATE)) {
      KeysetHandle handle = KeysetHandle.generateNew(PredefinedAeadParameters.AES128_GCM);

      String serializedEncryptedKeyset =
          TinkJsonProtoKeysetFormat.serializeEncryptedKeyset(
              handle, kekAead, EMPTY_ASSOCIATED_DATA);
      Files.write(keyFile, serializedEncryptedKeyset.getBytes(UTF_8));
      return;
    }

    // Use the primitive to encrypt/decrypt files

    // Read the encrypted keyset
    KeysetHandle handle =
        TinkJsonProtoKeysetFormat.parseEncryptedKeyset(
            new String(Files.readAllBytes(keyFile), UTF_8), kekAead, EMPTY_ASSOCIATED_DATA);

    // Get the primitive
    Aead aead = handle.getPrimitive(Aead.class);

    Path inputFile = Paths.get(args[4]);
    Path outputFile = Paths.get(args[5]);

    if (mode.equals(MODE_ENCRYPT)) {
      byte[] plaintext = Files.readAllBytes(inputFile);
      byte[] ciphertext = aead.encrypt(plaintext, EMPTY_ASSOCIATED_DATA);
      Files.write(outputFile, ciphertext);
    } else if (mode.equals(MODE_DECRYPT)) {
      byte[] ciphertext = Files.readAllBytes(inputFile);
      byte[] plaintext = aead.decrypt(ciphertext, EMPTY_ASSOCIATED_DATA);
      Files.write(outputFile, plaintext);
    }
  }

  private EncryptedKeysetExample() {}
}EncryptedKeysetExample.java

Go


import (
	"bytes"
	"fmt"
	"log"

	"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/aead"
	"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/keyset"
	"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/testing/fakekms"
)

// The fake KMS should only be used in tests. It is not secure.
const keyURI = "fake-kms://CM2b3_MDElQKSAowdHlwZS5nb29nbGVhcGlzLmNvbS9nb29nbGUuY3J5cHRvLnRpbmsuQWVzR2NtS2V5EhIaEIK75t5L-adlUwVhWvRuWUwYARABGM2b3_MDIAE"

func Example_encryptedKeyset() {
	// Get a KEK (key encryption key) AEAD. This is usually a remote AEAD to a KMS. In this example,
	// we use a fake KMS to avoid making RPCs.
	client, err := fakekms.NewClient(keyURI)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	kekAEAD, err := client.GetAEAD(keyURI)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Generate a new keyset handle for the primitive we want to use.
	newHandle, err := keyset.NewHandle(aead.AES256GCMKeyTemplate())
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Choose some associated data. This is the context in which the keyset will be used.
	keysetAssociatedData := []byte("keyset encryption example")

	// Encrypt the keyset with the KEK AEAD and the associated data.
	buf := new(bytes.Buffer)
	writer := keyset.NewBinaryWriter(buf)
	err = newHandle.WriteWithAssociatedData(writer, kekAEAD, keysetAssociatedData)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	encryptedKeyset := buf.Bytes()

	// The encrypted keyset can now be stored.

	// To use the primitive, we first need to decrypt the keyset. We use the same
	// KEK AEAD and the same associated data that we used to encrypt it.
	reader := keyset.NewBinaryReader(bytes.NewReader(encryptedKeyset))
	handle, err := keyset.ReadWithAssociatedData(reader, kekAEAD, keysetAssociatedData)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Get the primitive.
	primitive, err := aead.New(handle)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Use the primitive.
	plaintext := []byte("message")
	associatedData := []byte("example encryption")
	ciphertext, err := primitive.Encrypt(plaintext, associatedData)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	decrypted, err := primitive.Decrypt(ciphertext, associatedData)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	fmt.Println(string(decrypted))
	// Output: message
}
keyset_test.go

Python

"""A command-line utility for generating, encrypting and storing keysets."""

from absl import app
from absl import flags
from absl import logging

import tink
from tink import aead
from tink.integration import gcpkms


FLAGS = flags.FLAGS

flags.DEFINE_enum('mode', None, ['generate', 'encrypt', 'decrypt'],
                  'The operation to perform.')
flags.DEFINE_string('keyset_path', None,
                    'Path to the keyset used for encryption.')
flags.DEFINE_string('kek_uri', None,
                    'The Cloud KMS URI of the key encryption key.')
flags.DEFINE_string('gcp_credential_path', None,
                    'Path to the GCP credentials JSON file.')
flags.DEFINE_string('input_path', None, 'Path to the input file.')
flags.DEFINE_string('output_path', None, 'Path to the output file.')
flags.DEFINE_string('associated_data', None,
                    'Optional associated data to use with the '
                    'encryption operation.')


def main(argv):
  del argv  # Unused.

  associated_data = b'' if not FLAGS.associated_data else bytes(
      FLAGS.associated_data, 'utf-8')

  # Initialise Tink
  aead.register()

  try:
    # Read the GCP credentials and setup client
    client = gcpkms.GcpKmsClient(FLAGS.kek_uri, FLAGS.gcp_credential_path)
  except tink.TinkError as e:
    logging.exception('Error creating GCP KMS client: %s', e)
    return 1

  # Create envelope AEAD primitive using AES256 GCM for encrypting the data
  try:
    remote_aead = client.get_aead(FLAGS.kek_uri)
  except tink.TinkError as e:
    logging.exception('Error creating primitive: %s', e)
    return 1

  if FLAGS.mode == 'generate':
    # Generate a new keyset
    try:
      key_template = aead.aead_key_templates.AES128_GCM
      keyset_handle = tink.new_keyset_handle(key_template)
    except tink.TinkError as e:
      logging.exception('Error creating primitive: %s', e)
      return 1

    # Encrypt the keyset_handle with the remote key-encryption key (KEK)
    with open(FLAGS.keyset_path, 'wt') as keyset_file:
      try:
        keyset_encryption_associated_data = 'encrypted keyset example'
        serialized_encrypted_keyset = (
            tink.json_proto_keyset_format.serialize_encrypted(
                keyset_handle, remote_aead, keyset_encryption_associated_data
            )
        )
        keyset_file.write(serialized_encrypted_keyset)
      except tink.TinkError as e:
        logging.exception('Error writing key: %s', e)
        return 1
    return 0

  # Use the keyset to encrypt/decrypt data

  # Read the encrypted keyset into a keyset_handle
  with open(FLAGS.keyset_path, 'rt') as keyset_file:
    try:
      serialized_encrypted_keyset = keyset_file.read()
      keyset_encryption_associated_data = 'encrypted keyset example'
      keyset_handle = tink.json_proto_keyset_format.parse_encrypted(
          serialized_encrypted_keyset,
          remote_aead,
          keyset_encryption_associated_data,
      )
    except tink.TinkError as e:
      logging.exception('Error reading key: %s', e)
      return 1

  # Get the primitive
  try:
    cipher = keyset_handle.primitive(aead.Aead)
  except tink.TinkError as e:
    logging.exception('Error creating primitive: %s', e)
    return 1

  with open(FLAGS.input_path, 'rb') as input_file:
    input_data = input_file.read()
    if FLAGS.mode == 'decrypt':
      output_data = cipher.decrypt(input_data, associated_data)
    elif FLAGS.mode == 'encrypt':
      output_data = cipher.encrypt(input_data, associated_data)
    else:
      logging.error(
          'Unsupported mode %s. Please choose "encrypt" or "decrypt".',
          FLAGS.mode,
      )
      return 1

    with open(FLAGS.output_path, 'wb') as output_file:
      output_file.write(output_data)


if __name__ == '__main__':
  flags.mark_flags_as_required([
      'mode', 'keyset_path', 'kek_uri', 'gcp_credential_path'])
  app.run(main)encrypted_keyset_cli.py

Bước 4: Xoay các phím

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, bạn phải thay đổi khoá.

Bật tính năng tự động xoay vòng khoá trong KMS.
Xác định tần suất phù hợp để xoay các phím. Điều này phụ thuộc vào mức độ nhạy cảm của dữ liệu, số lượng thông báo bạn cần mã hoá và việc bạn có phải điều phối việc xoay vòng với các đối tác bên ngoài hay không.
- Để mã hoá đối xứng, hãy sử dụng các khoá có thời hạn từ 30 đến 90 ngày.
- Đối với mã hoá bất đối xứng, tần suất xoay có thể thấp hơn, nhưng chỉ khi bạn có thể thu hồi khoá một cách an toàn.

Tìm hiểu thêm về tính năng xoay vòng khoá trong tài liệu dành riêng cho KMS: