مدیریت کلیدها، مدیریت کلیدها

تینک راهکارهایی برای جلوگیری از مدیریت نادرست کلید، که منبع اصلی ریسک است، ارائه می‌دهد.

ایجاد و چرخش کلیدها

پس از انتخاب یک نوع اولیه و کلید برای مورد استفاده خود (در بخش قبلی می‌خواهم... )، کلیدهای خود را با سیستم مدیریت کلید خارجی (KMS) که انتخاب کرده‌اید، مدیریت کنید:

  1. برای محافظت از کلیدهایتان ، یک کلید رمزگذاری کلید (KEK) در KMS خود ایجاد کنید .

  2. یک URL کلیدی و اطلاعات احراز هویت کلیدی را از KMS خود بازیابی کنید تا به Tink منتقل کنید.

  3. از APIهای Tink یا Tinkey برای تولید یک مجموعه کلید رمزگذاری شده استفاده کنید. پس از رمزگذاری کلیدهایتان، می‌توانید آنها را در هر کجا که می‌خواهید ذخیره کنید.

  4. برای جلوگیری از استفاده مجدد گسترده از کلیدها و بازیابی اطلاعات در صورت لو رفتن کلید ، کلیدهای خود را بچرخانید .

اگر نیاز به خروجی گرفتن از کلیدها دارید، برای جزئیات بیشتر در مورد انجام ایمن این کار، به بخش «خروجی‌گیری برنامه‌ریزی‌شده‌ی مواد کلید» مراجعه کنید.

مرحله ۱: ایجاد یک KEK در KMS خارجی

یک کلید رمزگذاری کلید (KEK) در KMS خارجی خود ایجاد کنید. KEK با رمزگذاری کلیدهای شما، از آنها محافظت می‌کند و یک لایه امنیتی اضافی اضافه می‌کند.

برای ایجاد KEK به مستندات مخصوص KMS مراجعه کنید:

مرحله ۲: دریافت یک کلید URI و اعتبارنامه‌ها

شما می‌توانید هم URI کلیدی و هم اعتبارنامه‌های کلیدی را از KMS خود بازیابی کنید.

دریافت آدرس اینترنتی کلید

تینک برای کار با کلیدهای KMS به یک شناسه منبع یکسان (URI) نیاز دارد.

برای ساخت این URI، از شناسه منحصر به فردی که KMS هنگام ایجاد کلید به آن اختصاص می‌دهد، استفاده کنید. پیشوند مناسب مخصوص KMS را اضافه کنید و قالب URI های کلید پشتیبانی شده را همانطور که در این جدول توضیح داده شده است، دنبال کنید:

کی ام اس پیشوند شناسه KMS قالب کلید URI
AWS KMS aws-kms:// aws-kms://arn:aws:kms:[region]:[account-id]:key/[key-id]
GCP KMS gcp-kms:// gcp-kms://projects/*/locations/*/keyRings/*/cryptoKeys/*
خزانه HashiCorp hcvault:// hcvault://[key-id]

مدارک کلیدی را دریافت کنید

اعتبارنامه‌های لازم را آماده کنید تا Tink بتواند در KMS خارجی احراز هویت شود.

شکل دقیق اعتبارنامه مختص KMS است:

اگر اطلاعات احراز هویت را وارد نکنید، Tink سعی می‌کند اطلاعات احراز هویت پیش‌فرض را بارگذاری کند. برای اطلاعات بیشتر، به مستندات مخصوص KMS مراجعه کنید:

مرحله ۳: ایجاد و ذخیره یک مجموعه کلید رمزگذاری شده

از API های Tink (برای Google Cloud KMS، AWS KMS یا HashiCorp Vault) یا Tinkey برای تولید یک مجموعه کلید استفاده کنید، آن را با استفاده از KMS خارجی رمزگذاری کنید و در جایی ذخیره کنید.

تینکی

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

جاوا

برای این مثال به افزونه‌ی tink-java-gcpkms برای مدیریت فضای مدیریت محتوای گوگل کلود نیاز دارید.

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() {}
}

برو

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
}

پایتون

"""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 AES128 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)

مرحله ۴: چرخاندن کلیدها

برای اطمینان از امنیت سیستم خود، باید کلیدها را بچرخانید.

  1. چرخش خودکار کلید را در KMS خود فعال کنید.
  2. یک فرکانس مناسب برای چرخاندن کلیدها تعیین کنید. این بستگی به میزان حساسیت داده‌های شما، تعداد پیام‌هایی که باید رمزگذاری کنید و اینکه آیا باید چرخش را با شرکای خارجی هماهنگ کنید یا خیر، دارد.

    • برای رمزگذاری متقارن ، از کلیدهای 30 تا 90 روزه استفاده کنید.
    • برای رمزگذاری نامتقارن ، فرکانس چرخش می‌تواند پایین‌تر باشد، اما تنها در صورتی که بتوانید کلیدها را به طور ایمن لغو کنید.

درباره چرخش کلید در مستندات مخصوص KMS بیشتر بدانید: