AWS Key Management Service 概念 - AWS Key Management Service
AWS 文档中描述的 AWS 服务或功能可能因区域而异。要查看适用于中国区域的差异,请参阅中国的 AWS 服务入门

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异,则一律以英文原文为准。

AWS Key Management Service 概念

了解 AWS Key Management Service (AWS KMS) 中的基本术语和概念,以及它们如何协同工作以帮助保护您的数据。

客户主密钥 (CMKs)

客户主密钥 是 AWS KMS 中的主要资源。

客户主密钥 () 是 CMK 的逻辑表示。主密钥包含元数据,例如密钥 ID、创建日期、描述和密钥状态。CMK还包含用于加密和解密数据的密钥材料。CMK

AWS KMS 支持对称和非对称 CMKs。对称 表示用于加密和解密的 256 位密钥。CMK非对称 CMK 表示用于加密和解密或签名和验证(但不能同时用于二者)的 RSA 密钥对,或者用于签名和验证的椭圆曲线 (ECC) 密钥对。有关对称和非对称 CMKs 的详细信息,请参阅使用对称密钥和非对称密钥

CMKs 在 AWS KMS 中创建。对称 CMKs 和非对称 CMKs 的私有密钥绝不会让 AWS KMS 处于未加密状态。要管理您的 CMK,您可以使用 AWS 管理控制台 或 AWS KMS API。要在CMK加密操作中使用,您必须使用 AWS KMS API。此策略与数据密钥不同。AWS KMS 不会存储、管理或跟踪您的数据密钥。您必须在 AWS KMS 的外部使用它们。

默认情况下,AWS KMS 为 CMK 创建密钥材料。您无法提取、导出、查看或管理此密钥材料。此外,您无法删除此密钥材料;您必须删除 CMK。但是,您可以将自己的密钥材料导入到 CMK 中,或为与 CMKAWS CloudHSM 自定义密钥存储关联的 AWS KMS 集群中的 创建密钥材料。

有关创建和管理 CMKs 的信息,请参阅入门。有关使用 CMKs 的信息,请参阅《AWS Key Management Service API Reference》。

AWS KMS 支持三种类型的 CMKs:客户托管 CMKs、AWS 托管 CMKs 和 AWS 拥有的 CMKs。

的类型CMK 可查看 CMK 元数据 可以管理CMK 仅适用于我的 AWS 账户 自动轮换
客户托管 CMK 可选。每 365 天(1 年)。
AWS 托管 CMK 必填项。每 1095 天(3 年)。
AWS 拥有 CMK 变化

要区分客户托管的 CMKs 与 AWS 托管的 CMKs,请使用 KeyManagerDescribeKey 操作响应中的 字段。对于客户托管的 CMKs,KeyManager 值为 Customer。 对于 AWS 托管 CMKs,KeyManager 值为 AWS

与 AWS 集成的 AWS KMS 服务在对 CMKs 的支持方面有所不同。默认情况下,一些 AWS 服务使用 AWS 拥有的 CMK 或 AWS 托管的 CMK 来加密您的数据。其他 AWS 服务提供在您选择的客户托管的 CMK 下加密您的数据的功能。其他 AWS 服务支持所有类型的 CMKs,从而使您能够轻松使用 AWS 拥有的 CMK、实现 AWS 托管的 CMK 的可见性或控制客户托管 CMK。有关 AWS 服务提供的加密选项的详细信息,请参阅服务的用户指南或开发人员指南中的静态加密 主题。

客户托管CMKs

客户托管的 CMKs 是您创建、拥有和管理的 CMKs 账户中的 AWS。您可以完全控制这些 CMKs,包括建立和维护其密钥策略、IAM 策略和授权启用和禁用它们、轮换其加密材料添加标签创建引用 的别名CMK以及为删除计划。CMKs

客户托管的 CMKs显示在 的 AWS 管理控制台Customer managed keys (客户托管密钥)AWS KMS 页面上。要明确地标识客户管理的 CMK,请使用 DescribeKey 操作。对于客户托管的 CMKs,KeyManager 响应的 DescribeKey 字段的值为 CUSTOMER

您可以在加密操作中使用客户托管的 CMKs,并在 AWS CloudTrail 日志中审核其使用情况。此外,许多与 集成的 AWSAWS KMS 服务CMK可让您指定客户托管的 以保护它们为您存储和管理的数据。

客户托管的 CMKs 会产生月费以及超过免费套餐使用量的费用。这些费用将计入您的账户的 AWS KMS 配额。有关详细信息,请参阅 AWS Key Management Service 定价配额

AWS 托管 CMKs

托管 AWSCMKs 是由与 CMKs 集成的 服务代表您在您的账户中创建、管理和使用的 AWS。AWS KMS某些 AWS 服务仅支持 AWS 托管的 CMK。其他人使用 AWS 拥有的 CMK 或为您提供 CMKs 选项。

您可以查看账户中的 AWS 托管 CMKs,查看其密钥策略,并在 日志中审核其使用情况。AWS CloudTrail但是,您无法管理这些CMKs、轮换它们或更改其密钥策略。此外,您无法在加密操作中直接使用 AWS 托管的 CMKs;创建它们的服务将代表您使用它们。

AWS 托管 CMKs 显示在 的 AWS 的 AWS 管理控制台 托管密钥AWS KMS页面上。您还可以按别名标识大多数 AWS 托管的 CMKs,别名格式为 aws/service-name,如 aws/redshift。 要明确地标识 AWS 托管 CMK,请使用 DescribeKey 操作。对于 AWS 托管 CMKs,KeyManager 响应的 DescribeKey 字段的值为 AWS

您无需支付 AWS 托管 CMKs 的月费。您需为超出免费套餐的使用量付费,但某些 AWS 服务涵盖了这些费用。有关详细信息,请参阅服务的用户指南或开发人员指南中的静态加密 主题。AWS 托管的 CMKs 不计入您账户的每个区域中 CMKs 数量的资源配额。但是,当代表您账户中的委托人使用它们时,这些 CMKs 会计入请求配额。有关详细信息,请参阅 AWS Key Management Service 定价配额

AWS 拥有 CMKs

拥有的 AWSCMKs 是 CMKs 服务的集合,AWS 服务拥有并管理该集合以在多个 AWS 账户中使用。虽然 AWS 拥有的 CMKs 不在您的 AWS 账户中,但 AWS 服务可以使用其 AWS 拥有的 CMKs 来保护您账户中的资源。

您不需要创建或管理 AWS 拥有的 CMKs。但是,您无法查看、使用、跟踪或审核它们。您无需支付月费或对 AWS 拥有的 CMKs 的使用费,并且它们不会计入您账户的 AWS KMS 配额

AWS 拥有的 CMK 的密钥轮换策略由创建和管理 CMK 的 AWS 服务确定。 有关 CMKs 服务支持的 AWS 类型(包括 AWS 拥有的 CMKs)的信息,请参阅服务的用户指南或开发人员指南中的静态加密主题。

数据密钥

数据密钥 是可用于加密数据的加密密钥,包括大量数据和其他数据加密密钥。

您可以使用 AWS KMS 客户主密钥 (CMKs) 生成、加密和解密数据密钥。但是,AWS KMS 不会存储、管理或跟踪您的数据密钥,也不会使用数据密钥执行加密操作。您必须在 AWS KMS 之外使用和管理数据密钥。

创建数据密钥

要创建数据密钥,请调用 GenerateDataKey 操作。AWS KMS 使用您指定的 CMK 生成数据密钥。此操作会返回数据密钥的明文副本以及使用 CMK 加密的数据密钥的副本。下图展示了此操作。


          生成数据密钥

AWS KMS 还支持 GenerateDataKeyWithoutPlaintext 操作,此操作仅返回加密的数据密钥。当您需要使用数据密钥时,请要求 AWS KMS 解密它。

使用数据密钥加密数据

AWS KMS 无法使用数据密钥来加密数据。但是,您可以在 KMS 外部使用数据密钥,例如使用 OpenSSL 或加密库(如 AWS 加密 SDK)。

在使用明文数据密钥加密数据后,请尽快从内存中将其删除。您可以安全地存储加密数据密钥及加密数据,以便其可根据需要用于解密数据。


          在 AWS KMS 外部加密用户数据

使用数据密钥解密数据

要解密数据,请将加密的数据密钥传递到 Decrypt 操作。AWS KMS 使用您的 CMK 解密数据密钥,然后返回明文数据密钥。使用明文数据密钥解密数据,并尽快从内存中删除该明文数据密钥。

下图显示了如何使用 Decrypt 操作解密加密的数据密钥。


          解密数据密钥

数据密钥对

数据密钥对 是由数学上相关的公有密钥和私有密钥组成的非对称数据密钥。它们设计用于 AWS KMS 外部的客户端加密和解密或签名和验证。

与 OpenSSL 等工具生成的数据密钥对不同,AWS KMS 会在您指定的 CMK 中的对称 AWS KMS 下保护每个数据密钥对中的私有密钥。但是,AWS KMS 不会存储、管理或跟踪数据密钥对,也不会使用数据密钥对执行加密操作。您必须在 AWS KMS 之外使用和管理数据密钥对。

AWS KMS 支持以下类型的数据密钥对:

  • RSA 密钥对:RSA_2048、RSA_3072 和 RSA_4096

  • 椭圆曲线密钥对:ECC_NIST_P256、ECC_NIST_P384、ECC_NIST_P521 和 ECC_SECG_P256K1

选择何种数据密钥对通常取决于使用案例或法规要求。大多数证书需要 RSA 密钥。椭圆曲线密钥通常用于数字签名。ECC_SECG_P256K1 密钥通常用于加密货币。

创建数据密钥对

要创建数据密钥对,请调用 GenerateDataKeyPairGenerateDataKeyPairWithoutPlaintext 操作。指定要用于加密私有密钥的对称 CMK。

GenerateDataKeyPair 返回一个明文公有密钥、一个明文私有密钥和一个加密的私有密钥。如果您即刻需要明文私有密钥,例如生成数字签名,则可使用此操作。

GenerateDataKeyPairWithoutPlaintext 返回一个明文公有密钥和一个加密的私有密钥,但不返回明文私有密钥。如果您并非即刻需要明文私有密钥,例如使用公有密钥进行加密,则可使用此操作。稍后,如果您需要明文私有密钥来解密数据,则可调用 Decrypt 操作。

下图显示了 GenerateDataKeyPair 操作。GenerateDataKeyWithoutPlaintext 操作省略了明文私有密钥。


          生成数据密钥对

使用数据密钥对加密数据

使用数据密钥对加密时,用该密钥对的公有密钥加密数据,然后用同一密钥对的私有密钥解密数据。通常,当多方需要加密数据,而只有持有私有密钥的一方才能解密该数据时,会使用数据密钥对。

持有公有密钥的多方使用该密钥加密数据,如下图所示。


          在 AWS KMS 外部使用数据密钥对的公有密钥加密用户数据

使用数据密钥对解密数据

要解密数据,请使用数据密钥对中的私有密钥。为使操作成功,公有密钥和私有密钥必须来自同一数据密钥对,并且必须使用相同的加密算法。

要对加密的私有密钥进行解密,请将其传递给 Decrypt 操作。使用明文私有密钥解密数据。然后尽快从内存中删除明文私有密钥。

下图显示了如何使用数据密钥对中的私有密钥解密密文。


          在 AWS KMS 外部使用数据密钥对中的私有密钥解密数据。

使用数据密钥对签署消息

要为消息生成加密签名,请使用数据密钥对中的私有密钥。持有公有密钥的任何人都可以使用该密钥来验证消息已使用私有密钥签名,并且自签名以后未曾更改。

如果您的私有密钥已加密,请将加密的私有密钥传递给 Decrypt 操作。AWS KMS 使用您的 CMK 解密数据密钥,然后返回明文私有密钥。使用明文私有密钥生成签名。然后尽快从内存中删除明文私有密钥。

要对消息进行签名,请使用加密哈希函数(如 中的 dgstOpenSSL 命令)创建消息摘要。 然后,将您的明文私有密钥传递给签名算法。结果是一个表示消息内容的签名。

下图显示了如何使用数据密钥对中的私有密钥签署消息。


          在 AWS KMS 外部使用数据密钥对中的私有密钥生成加密签名。

使用数据密钥对验证签名

持有数据密钥对中公有密钥的任何人,都可以使用该密钥来验证使用私有密钥生成的签名。验证确认已授权用户使用指定的私有密钥和签名算法签署了消息,并且消息自签名以后未曾更改。

要使验证成功,验证签名的一方必须生成相同类型的摘要,使用相同的算法,并使用与用于签署消息的私有密钥相对应的公有密钥。

下图显示了如何使用数据密钥对中的公有密钥验证消息签名。


          在 AWS KMS 外部使用数据密钥对中的公有密钥验证加密签名。

Aliases

别名 是 CMK 的友好名称。例如,您可以将 CMK 称为测试密钥,而不是 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab。

使用别名可以更轻松地识别 AWS 管理控制台 中的 CMK。您可以在一些 AWS KMS 操作中使用别名来标识 CMK,包括加密操作。在应用程序中,您可以使用单个别名来引用每个 CMKs 区域中的不同 AWS。

您还可以基于别名允许和拒绝对 CMKs 的访问,而无需编辑策略或管理授权。此功能是 AWS KMS 对基于属性的访问控制 (ABAC) 支持的一部分。有关详细信息,请参阅 将 ABAC 用于AWS KMS

在 AWS KMS 中,别名是独立的资源,而不是 CMK 的属性。因此,您可以添加、更改和删除别名,而不会影响关联的 CMK。

了解更多:

自定义密钥存储

自定义密钥存储 是与您拥有和管理的 集群中的 FIPS 140-2 3 级硬件安全模块 (HSM) 关联的 AWS KMS 资源。AWS CloudHSM

在自定义密钥存储中创建 AWS KMS 客户主密钥 (CMK) 时,AWS KMS 将在关联的 AWS CloudHSM 集群中生成 256 位、持久且不可导出的高级加密标准 (AES) 对称密钥。此密钥材料绝不会让您的 HSMs 处于未加密状态。在自定义密钥存储中使用 CMK 时,将在集群的 HSMs 中执行加密操作。

有关更多信息,请参阅使用自定义密钥存储

加密操作

在 AWS KMS 中,加密操作 是使用 CMKs 保护数据的 API 操作。由于 CMKs 保留在 AWS KMS 中,您必须调用 AWS KMS 才能在加密操作中使用 CMK。

要使用 CMKs 执行加密操作,请使用 AWS SDKs、AWS Command Line Interface (AWS CLI) 或 适用于 PowerShell 的 AWS 工具。无法在 AWS KMS 控制台中执行加密操作。有关使用多种编程语言调用加密操作的示例,请参阅使用 AWS KMS API 进行编程

下表列出了 AWS KMS 加密操作。它还显示了操作中使用的 的密钥类型和密钥用法CMKs要求。

运算 CMK 密钥类型 CMK 密钥用法
Decrypt 任何 ENCRYPT_DECRYPT
Encrypt 任何 ENCRYPT_DECRYPT
GenerateDataKey 对称 ENCRYPT_DECRYPT
GenerateDataKeyPair 对称 [1] ENCRYPT_DECRYPT
GenerateDataKeyPairWithoutPlaintext 对称 [1] ENCRYPT_DECRYPT
GenerateDataKeyWithoutPlaintext 对称 ENCRYPT_DECRYPT
GenerateRandom 不适用。 此操作不使用 CMK。 不适用
ReEncrypt 任何 ENCRYPT_DECRYPT
Sign 非对称 SIGN_VERIFY
验证 非对称 SIGN_VERIFY

[1] GenerateDataKeyPairGenerateDataKeyPairWithoutPlaintext 生成受对称 CMK 保护的非对称数据密钥对。

有关加密操作的权限的信息,请参阅 AWS KMS权限

为了使 AWS KMS 对所有用户具有响应性和高性能,AWS KMS 为每秒可以调用的加密操作数设置了配额。有关详细信息,请参阅 加密操作的共享配额

密钥标识符 (KeyId)

密钥标识符充当您的 AWS KMS 客户主密钥 (CMKs) 的名称。它们可帮助您在控制台中识别 CMKs。您可以使用它们来指示要在 CMKs API 操作、AWS KMS 策略和授权中使用的 IAM。

AWS KMS 定义了多个密钥标识符。创建 CMK 时,AWS KMS 会生成密钥 ARN 和密钥 ID,这是 CMK 的属性。创建别名时,AWS KMS 会根据您定义的别名生成别名 ARN。您可以在 AWS 管理控制台 和 AWS KMS API 中查看密钥及别名标识符。

在 AWS KMS 控制台中,您可以按密钥 ARN、密钥 ID 或别名查看和筛选 CMKs,并按密钥 ID 和别名排序。有关在控制台中查找密钥标识符的帮助,请参阅查找密钥 ID 和 ARN

在 AWS KMS API 中,用于标识 CMK的参数名为 KeyId 或其变体(如 TargetKeyIdDestinationKeyId)。 但是,这些参数的值不限于键 IDs。 一些可以使用任何有效的密钥标识符。有关每个参数值的信息,请参阅 AWS Key Management Service API Reference中的参数描述。

注意

使用 AWS KMS API 时,请谨慎使用密钥标识符。不同的 APIs 需要不同的密钥标识符。通常,请在您的任务中使用尽可能完整的密钥标识符。

AWS KMS 支持以下密钥标识符。

密钥 ARN

密钥 ARN 是 CMK 的 Amazon 资源名称 (ARN)。它是 CMK 的唯一的完全限定标识符。密钥 ARN 包括 AWS 账户、区域和密钥 ID。有关查找 CMK 的密钥 ARN 的帮助,请参阅查找密钥 ID 和 ARN

密钥 ARN 的格式如下:

arn:<partition>:kms:<region>:<account-id>:key/<key-id>

以下是示例密钥 ARN。

arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:key/1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab
密钥 ID

密钥 ID 唯一标识账户和区域中的 CMK。有关查找 CMK 的密钥 ID 的帮助,请参阅查找密钥 ID 和 ARN

以下是示例密钥 ID。

1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab
别名 ARN

别名 ARN 是 AWS KMS 别名的 Amazon 资源名称 (ARN)。它是别名及所表示的 CMK 的唯一的完全限定标识符。别名 ARN 包括 AWS 账户、区域和别名。

在任何给定时间,一个别名 ARN 标识一个特定的 CMK。但是,由于您可以更改与别名关联的 CMK,别名 ARN 在不同时间可以标识不同的 CMKs。有关查找 CMK 的别名 ARN 的帮助,请参阅查找别名和别名 ARN

别名 ARN 的格式如下:

arn:<partition>:kms:<region>:<account-id>:alias/<alias-name>

以下是虚构的 ExampleAlias 的别名 ARN。

arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:alias/ExampleAlias
别名

别名名称是一个最多包含 256 个字符的字符串。它唯一地标识账户和区域中的关联 CMK。在 AWS KMS API 中,别名始终以 alias/ 开头。 有关查找 CMK 的别名的帮助,请参阅查找别名和别名 ARN

别名的格式如下:

alias/<alias-name>

例如:

alias/ExampleAlias

别名的 aws/ 前缀保留用于 AWS 托管的 CMKs。您无法使用此前缀创建别名。例如,AWS 的 CMK 托管 Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 的别名如下所示。

alias/aws/s3

密钥材料源

密钥材料源是一个 CMK 属性,它标识 CMK 中密钥材料的来源。您在创建 CMK 时选择密钥材料源,并且无法更改它。要查找 CMK 的密钥材料源,请使用 DescribeKey 操作,或者在 控制台中 的详细信息页面的 Cryptographic configuration (加密配置) 选项卡上查看 CMKOrigin (源)AWS KMS 值。有关帮助信息,请参阅查看密钥

CMKs 可以具有以下密钥材料源值之一。

KMS(默认值)

API 值:AWS_KMS

AWS KMS 在自己的密钥库中创建和管理 CMK 的密钥材料。这是大多数 CMKs 的默认值和建议值。

有关使用来自 AWS KMS 的密钥材料创建密钥的帮助,请参阅创建密钥

外部

API 值:EXTERNAL

具有CMK导入的密钥材料在创建具有 CMK 密钥材料源的 External 时,CMK 没有密钥材料。稍后,您可以将密钥材料导入 CMK。使用导入的密钥材料时,您需要保护和管理 AWS KMS 外部的密钥材料,包括在密钥材料过期时进行替换。有关详细信息,请参阅 关于导入的密钥材料

有关为导入的密钥材料创建CMK的帮助,请参阅步骤 1. 创建 CMK 没有关键材料

自定义密钥存储 (CloudHSM)

API 值:AWS_CLOUDHSM

AWS KMS 在CMK自定义密钥存储中为 创建了密钥材料。

有关在自定义密钥存储中创建CMK的帮助,请参阅创建 CMKs 在自定义钥匙店

密钥规范

密钥规范 是一个 CMK 属性,它表示 CMK 的加密配置。密钥规范确定 CMK 是对称还是非对称、CMK 中密钥材料的类型,以及可用于 CMK 的加密算法或签名算法。

通常,您为 CMK 选择的密钥规范取决于使用案例和法规要求。在创建 CMK 时,您可以选择密钥规范,并且无法更改它。如果您选择了错误的密钥规范,请删除 CMK,然后创建新的密钥规范。

有关密钥规范的列表以及选择密钥规范的帮助信息,请参阅选择密钥规范。要查找CMK的密钥规范,请使用 DescribeKey 操作,或者在 控制台中查找的详细信息页面上的 CMKCryptographic configuration (加密配置)AWS KMS 选项卡。有关帮助信息,请参阅查看密钥

注意

在 AWS KMS API 操作中,CMK 的密钥规范称为 CustomerMasterKeySpec。这使其与数据密钥 (KeySpec) 和数据密钥对 (KeyPairSpec) 的密钥规范以及包装要导入的密钥材料的密钥规范 (WrappingKeySpec) 区别开来。每种密钥规范类型都有不同的值。

要限制委托人可在创建 CMKs 时使用的密钥规范,请使用 kms:CustomerMasterKeySpec 条件键。您还可以使用 kms:CustomerMasterKeySpec 条件键,以允许委托人根据 AWS KMS 的密钥规范为其调用 CMK 操作。例如,您可以拒绝使用 CMK 密钥规范计划删除 RSA_4096 的权限。

密钥用法

密钥用法 是一个 CMK 属性,用于确定CMK是用于加密和解密还是签名和验证。不能同时选择二者。将CMK用于多种类型的操作会使两种操作的产品更容易受到攻击。

对称 CMKs 的密钥用法始终是加密和解密。椭圆曲线 (ECC) CMKs 的密钥用法始终是签名和验证。您只需为 RSA CMKs 选择密钥用法。在创建 CMK 时,您可以选择密钥用法,并且无法更改它。如果您选择了错误的密钥用法,请删除 CMK,然后创建新的密钥用法。

有关密钥用法的选择,请参阅选择密钥用法。要查找CMK的密钥用法,请使用 DescribeKey 操作,或在 控制台中查找的详细信息页面上选择 CMKCryptographic configuration (加密配置)AWS KMS 选项卡。有关帮助信息,请参阅查看密钥

要允许委托人仅为签名和验证或仅为加密和解密创建 CMKs,请使用 kms:CustomerMasterKeyUsage 条件键。您还可以使用 kms:CustomerMasterKeyUsage 条件键,允许委托人根据 CMK的密钥用法为其调用 API 操作。例如,您可以仅在 CMK的密钥用法为 SIGN_VERIFY 时允许禁用它的权限。

信封加密

在您加密数据后,数据将受到保护,但您必须保护加密密钥。一种策略是对其进行加密。信封加密 是一种加密方法,它使用数据密钥对明文数据进行加密,然后使用其他密钥对数据密钥进行加密。

您甚至可以使用其他加密密钥对数据加密密钥进行加密,并且在另一个加密密钥下加密该加密密钥。但是,最后,一个密钥必须以明文形式保留,以便您可以解密密钥和数据。此顶层明文密钥加密密钥称为 主密钥


        信封加密

AWS KMS 通过安全地存储和管理它们来帮助您保护 主密钥。存储在 AWS KMS 中的主密钥(称为 客户主密钥 (CMKs))绝不会让 AWS KMS 经 FIPS 验证的硬件安全模块处于未加密状态。要使用 AWS KMS CMK,您必须调用 AWS KMS。


        使用多个密钥加密密钥的信封加密

信封加密可提供以下多种优势:

  • 保护数据密钥

    加密数据密钥时,您无需担心存储加密数据密钥,因为数据密钥本身就受到加密的保护。您可以安全地将加密数据与加密数据密钥一起存储。

  • 使用多个加密相同的数据 主密钥

    加密操作可能非常耗时,特别是要加密的数据是大型对象时。您可以只重新加密保护原始数据的数据密钥,而无需使用不同的密钥多次重新加密原始数据。

  • 结合多种算法的优势

    通常,与公有密钥算法相比,对称密钥算法速度更快,生成的密文更小。但公有密钥算法可提供固有的角色分离和更轻松的密钥管理。信封加密让您可以每种策略的优势结合起来。

加密上下文

所有具有对称 AWS KMS 的 加密操作CMKs都接受加密上下文,即一组包含有关数据的额外上下文信息的可选键–值对。AWS KMS 使用加密上下文作为经过身份验证的附加数据 (AAD) 以支持经过身份验证的加密

您不能在使用非对称 CMK 的加密操作中指定加密上下文。AWS KMS 使用的标准非对称加密算法不支持加密上下文。

在加密请求中包含加密上下文时,它以加密方式绑定到密文,这样就需要相同的加密上下文来解密(或解密并重新加密)数据。如果解密请求中提供的加密上下文不是区分大小写的完全匹配,解密请求将失败。只有加密上下文中键/值对的顺序可以改变。

加密上下文是公开的。它以明文显示在 AWS CloudTrail 日志中,以便您可以使用它来标识和分类加密操作。

加密上下文可以包含任何键和值。但是,由于它不是密文且未加密,因此,加密上下文不应包含敏感信息。我们建议您的加密上下文描述正在加密或解密的数据。例如,在加密文件时,您可以将文件路径的一部分用作加密上下文。

加密上下文对中的键和值必须是简单的文本字符串。它们不能是整数或对象,也不能是任何未完全解析的类型。如果您使用其他类型(例如整数或浮点),则 AWS KMS 会将它解释为字符串。

"encryptionContext": { "department": "10103.0" }

加密上下文键和值可以包含特殊字符,如下划线 (_)、短划线 (-)、斜杠(/、\)和冒号 (:)。

例如,当加密使用 Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) CreateSnapshot 操作创建的卷和快照时,Amazon EBS 使用卷 ID 作为加密上下文值。

"encryptionContext": { "aws:ebs:id": "vol-abcde12345abc1234" }

您还可以使用加密上下文来细化或限制对您账户中 客户主密钥 (CMKs) 的访问。您可以使用加密上下文作为授权中的约束,以及作为策略语句中的条件

要了解如何使用加密上下文来保护加密数据的完整性,请参阅 安全博客上的文章AWS Key Management Service如何使用 EncryptionContext 和 保护加密数据的完整性AWS。

有关加密上下文的更多信息。

加密上下文主要用于验证完整性和真实性。但是,您也可以使用加密上下文来控制对密钥策略和 客户主密钥 策略中对称 CMKs (IAM) 的访问。

kms:EncryptionContext:kms:EncryptionContextKeys 条件键仅在请求包含特定加密上下文键或键值对时允许(或拒绝)权限。–

例如,以下密钥策略语句允许 RoleForExampleApp 角色在 CMK 操作中使用 Decrypt。它使用 kms:EncryptionContext: 条件键以仅在请求中的加密上下文包含 AppName:ExampleApp 加密上下文对时允许此权限。

{ "Effect": "Allow", "Principal": { "AWS": "arn:aws:iam::111122223333:role/RoleForExampleApp" }, "Action": "kms:Decrypt", "Resource": "*", "Condition": { "ForAnyValue:StringEquals": { "kms:EncryptionContext:AppName": "ExampleApp" } } }

有关这些加密上下文条件键的更多信息,请参阅 针对 AWS KMS 使用策略条件

创建授权时,您可以包含为授权权限建立条件的授权约束。AWS KMS 支持两个授权约束:EncryptionContextEqualsEncryptionContextSubset,这两个约束都涉及加密操作请求中的加密上下文。当您使用这些授权约束时,仅当加密操作请求中的加密上下文满足授权约束的要求时,授权中的权限才有效。

例如,您可以将 EncryptionContextEquals 授权约束添加到允许 GenerateDataKey 操作的授权。利用此约束,仅当请求中的加密上下文与授权约束中的加密上下文是区分大小写的匹配时,授权才允许此操作。

$ aws kms create-grant \ --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab \ --grantee-principal arn:aws:iam::111122223333:user/exampleUser \ --retiring-principal arn:aws:iam::111122223333:role/adminRole \ --operations GenerateDataKey \ --constraints EncryptionContextEquals={Purpose=Test}

来自被授权委托人的类似下面的请求将满足 EncryptionContextEquals 约束。

$ aws kms generate-data-key \ --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab \ --key-spec AES_256 \ --encryption-context Purpose=Test

有关授权约束的详细信息,请参阅使用授权约束。有关授权的详细信息,请参阅使用授权

AWS KMS 使用 AWS CloudTrail 记录加密上下文,以便您可以确定访问了哪些 CMKs 和数据。日志条目准确显示哪个 CMK 被用来加密或解密了由加密上下文引用的特定数据。

重要

由于加密上下文会被记录,它不得包含敏感信息。

为了简化在调用 DecryptReEncrypt 操作时任何加密上下文的使用,可以将加密上下文与加密数据存储在一起。我们建议您仅存储足够的加密上下文,以帮助您在需要用于加密或解密时创建完整的加密上下文。

例如,如果加密上下文是文件的完全限定路径,仅将该路径部分与加密文件内容存储在一起。然后,当您需要完整的加密上下文时,可以从存储的片段重建它。如果有人擅自改动文件,例如重命名或将其移动到其他位置,加密上下文值更改,解密请求将失败。

密钥策略

在创建CMK时,您可以确定哪些人可以使用和管理该CMK。这些权限包含在名为密钥策略的文档中。您可以随时使用该密钥策略为客户托管 CMK 添加、删除或更改权限。但是,您无法编辑 AWS 托管CMK的密钥策略。有关更多信息,请参阅使用 AWS KMS 中的密钥策略

Grant

授权是一种策略工具,允许 委托人在AWS加密操作AWS KMS中使用 客户主密钥 CMKs ()。它还可以让他们查看 CMK (DescribeKey) 以及创建和管理授权。授权访问 CMK 时,授权与密钥策略IAM 策略一起考虑。授权通常用于临时权限,因为您可以创建一个权限、使用其权限以及删除它,而无需更改密钥策略或 IAM 策略。由于授权可能非常具体,并且易于创建和撤销,因此它们通常用于提供临时权限或更精细的权限。

有关授权的详细信息(包括授权术语),请参阅使用授权

审核 CMK 使用情况

您可以使用 AWS CloudTrail 审核密钥使用情况。CloudTrail 可创建日志文件,其中包含您的账户的 AWS API 调用和相关事件的历史记录。这些日志文件包含通过 AWS KMS 管理控制台、AWS AWS 和命令行工具发出的所有 SDKs API 请求。日志文件还包含 AWS 服务代表您向 AWS KMS 发出的请求。您可以使用这些日志文件查找重要信息,包括何时使用 CMK、所请求的操作、请求者的身份以及源 IP 地址。有关更多信息,请参阅使用 AWS CloudTrail 进行日志记录AWS CloudTrail User Guide

密钥管理基础设施

加密术的常见做法是使用公开可用且经过同行评审的算法进行加密和解密,例如使用 AES (高级加密标准) 和私有密钥。加密术的主要问题之一是很难保持密钥的私密性。这通常是密钥管理基础设施 (KMI) 的工作。AWS KMS 为您操作 KMI。AWS KMS 创建并安全存储您的 主密钥,名为 客户主密钥。有关 AWS KMS 如何运行的更多信息,请参阅 AWS Key Management Service 加密详情白皮书。