AWS Key Management Service 概念 - AWS Key Management Service
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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 (CMK)

客户主密钥是 AWS KMS 中的主要资源。

客户主密钥 (CMK) 是主密钥的逻辑表示。CMK 包含元数据,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。

AWS KMS 支持对称 CMK 和非对称 CMK。对称 CMK 表示用于加密和解密的 256 位密钥。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 CMK 和非对称 CMK 的详细信息,请参阅使用对称密钥和非对称密钥

CMK 在 AWS KMS 中创建。对称 CMK 和非对称 CMK 的私有密钥永远不会让 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。要在加密操作中使用 CMK,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,您可以将您自己的密钥材料导入 CMK,或为与 AWS KMS 自定义存储关联的 AWS CloudHSM 集群中的 CMK 创建密钥材料。

有关创建和管理 CMK 的信息,请参阅开始使用。有关使用 CMK 的信息,请参阅 AWS Key Management Service API Reference

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

CMK 的类型 可以查看 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 拥有的 CMK 变化

要区分客户托管 CMK 与 AWS 托管 CMK,请在 DescribeKey 操作响应中使用 KeyManager 字段。对于客户托管 CMK,KeyManager 值为 Customer。对于 AWS 托管 CMK,KeyManager 值为 AWS

与 AWS KMS 集成的 AWS 服务在其对 CMK 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 服务可以根据您选择的客户托管的 CMK 加密您的数据。还有一些其他 AWS 服务支持所有类型的 CMK,从而使您能够轻松使用 AWS 拥有的 CMK、实现 AWS 托管 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 CMK

客户托管 CMK 是在您的 AWS 账户中创建、拥有和管理的 CMK。您可以完全控制这些 CMK,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、转换其加密材料添加标签创建别名(引用了 CMK)以及计划删除 CMK

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

您可以在加密操作中使用客户托管 CMK 并在 AWS CloudTrail 日志中审核其使用情况。此外,许多与 AWS KMS 集成的 AWS 服务使您能够指定客户托管 CMK 以保护其为您存储和管理的数据。

客户托管 CMK 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 CMK

AWS 托管 CMK 是由与 AWS KMS 集成的 AWS 服务代表您在您的账户中创建、管理和使用的 CMK。某些 AWS 服务仅支持 AWS 托管 CMK

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

AWS 托管 CMK 显示在 AWS KMS 的 AWS 管理控制台的 AWS managed keys (&AWS; 客户托管密钥) 页面上。您也可以按别名标识大多数 AWS 托管 CMK,别名的格式为 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 CMK,DescribeKey 响应的 KeyManager 字段的值为 AWS

您无需支付 AWS 托管 CMK 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 CMK 不会计入对您账户的每个区域中 CMK 数量的资源配额。但是,当代表您账户中的委托人使用这些 CMK 时,它们将计入请求配额。有关详细信息,请参阅 AWS Key Management Service 定价配额

AWS 拥有的 CMK

AWS 拥有的 CMK 是 AWS 服务拥有并管理以用于多个 AWS 账户中的 CMK 的集合。虽然 AWS 拥有的 CMK 不在您的 AWS 账户中,但 AWS 服务可以使用其 AWS 拥有的 CMK 来保护您账户中的资源。

您无需创建或管理 AWS 拥有的 CMK。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 CMK 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 AWS 服务支持的 CMK 类型(包括 AWS 拥有的 CMK)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 (CMK) 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 来生成数据密钥。此操作会返回数据密钥的明文副本以及由 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。但您可以在 KMS 之外使用数据密钥,例如使用 OpenSSL 或 AWS 加密 SDK 等加密库。

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 之外加密用户数据

使用数据密钥解密数据

要解密数据,请将加密数据密钥传递至 Decrypt 操作。AWS KMS 使用您的 CMK 解密数据密钥,然后该函数返回纯文本数据密钥。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 会将每个数据密钥对中的私有密钥置于您指定的 AWS KMS 中的对称 CMK 的保护之下。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。

如果私有密钥已加密,则可将加密的私有密钥传递给 Decrypt 操作。AWS KMS 使用 CMK 对数据密钥进行解密,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。

要签署消息,请使用加密哈希函数(如 OpenSSL 中的 dgst 命令)创建消息摘要。然后,将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。

加密操作

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

要使用 CMK 执行加密操作,请使用 AWS 开发工具包、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,请参阅编程 AWS KMS API

下表列出了 AWS KMS 加密操作。它还显示操作中使用的 CMK 的密钥类型和密钥使用要求。

操作 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
Verify 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 API 权限:操作和资源参考

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)

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

AWS KMS 定义了多个密钥标识符。创建 CMK 时,AWS KMS 生成密钥 ARN 和密钥 ID,这些是 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 CMK,并可按密钥 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(例如 TargetKeyIdDestinationKeyId)。但是,这些参数的值不限于密钥 ID。一些参数可以使用任意有效的密钥标识符。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 API 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 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 唯一地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 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 CMK。有关查找 CMK 的别名 ARN 的帮助,请参阅

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

该别名唯一标识某个账户和区域内关联的一个 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

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 CMK。您无法使用此前缀创建别名。例如,对于 Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) ,AWS 托管 CMK 的别名如下。

alias/aws/s3

密钥材料源

密钥材料源 是标识 CMK 中密钥材料的来源的 CMK 属性。您在创建 CMK 时选择密钥材料源,并且无法更改。要查找 CMK 的密钥材料源,请使用 DescribeKey 操作,或者在 AWS KMS 控制台中查看 CMK 详细信息页面 Cryptographic configuration (加密配置) 部分的 Origin (源) 值。有关帮助信息,请参阅查看密钥

CMK 可以具有以下密钥材料源值之一。

KMS(默认值)

API 值:AWS_KMS

AWS KMS 在其自己的密钥存储中创建和管理 CMK 的密钥材料。这是大多数 CMK 的默认值和推荐值。

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

CMK 具有 已导入密钥材料。当您使用 External 密钥材料源创建 CMK 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:创建不带密钥材料的 CMK

自定义密钥存储 (CloudHSM)

API 值:AWS_CLOUDHSM

AWS KMS 为您自定义密钥存储中的 CMK 创建了密钥材料。

有关在自定义密钥存储中创建 CMK 的帮助,请参阅在自定义密钥存储中创建 CMK

密钥规范

密钥规范 是一种 CMK 属性,用于表示 CMK 的加密配置。密钥规范决定了 CMK 是对称还是非对称、CMK 中的密钥材料类型,以及可以用于 CMK 的加密算法或签名算法。

通常来说,为 CMK 选择哪个密钥规范取决于使用案例和法规要求。密钥规范在创建 CMK 时选择,并且无法更改。如果选择了错误的密钥规范,可删除 CMK,然后创建一个新的密钥规范。

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,可使用 DescribeKey 操作,或者在 AWS KMS 控制台中查看 CMK 详细信息页面的 Cryptographic configuration (加密配置) 部分。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。

要对委托人在创建 CMK 时可使用的密钥规范做出限制,请使用 kms:CustomerMasterKeySpec 条件键。还可以使用 kms:CustomerMasterKeySpec 条件键,允许委托人根据 CMK 的密钥规范调用 AWS KMS 操作。例如,可以拒绝删除具有 RSA_4096 密钥规范的 CMK 的调度权限。

密钥用法

密钥用法 是一种 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 用于多种操作类型,会使两种操作的产物更容易受到攻击。

对称 CMK 的密钥用法始终是加密和解密。椭圆曲线 (ECC) CMK 的密钥用法始终是签名和验证。只需为 RSA CMK 选择密钥用法。密钥用法在创建 CMK 时选择,并且无法更改。如果选择了错误的密钥用法,可删除 CMK,然后创建一个新的密钥用法。

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,或者在 AWS KMS 控制台中查看 CMK 详细信息页面的 Cryptographic configuration (加密配置) 部分。有关帮助信息,请参阅查看密钥

要允许委托人创建仅用于签名和验证或仅用于加密和解密的 CMK,请使用 kms:CustomerMasterKeyUsage 条件键。还可以使用 kms:CustomerMasterKeyUsage 条件键,允许委托人根据 CMK 的密钥用法调用 API 操作。例如,可以允许仅当 CMK 的密钥用法为 SIGN_VERIFY 时禁用 CMK 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 可通过安全地存储和管理主密钥来帮助您保护它们。存储在 AWS KMS 中的主密钥(称为客户主密钥 (CMK))绝不会让 AWS KMS 经 FIPS 验证的硬件安全模块处于不加密状态。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。

  • 使用多个主密钥加密相同数据

    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

所有使用对称 CMK 的 AWS KMS 加密操作都接受加密上下文,它是一组包含有关数据的额外上下文信息的可选键/值对。–AWS KMS 将加密上下文用作附加身份验证数据 (AAD) 以支持身份验证加密

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,Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 使用包含的键为 aws:s3:arn 的加密上下文。该值是要加密的文件的 S3 存储桶路径。

"encryptionContext": { "aws:s3:arn": "arn:aws:s3:::bucket_name/file_name" }

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 (CMK) 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保护加密数据的完整性,请参阅 AWS 安全博客上的文章如何使用 AWS Key Management Service 和加密上下文保护加密数据的完整性

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 IAM 策略中对称客户主密钥 (CMK) 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,以下键策略语句允许 RoleForExampleApp 角色在 Decrypt 操作中使用 CMK。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

当您创建授权时,可以包括授权约束,仅在请求包含特定加密上下文或加密条件密钥时允许访问。有关 EncryptionContextEqualsEncryptionContextSubset 授权约束的详细信息,请参阅 授权约束

要为对称 CMK 指定授权中的加密上下文约束,请在 CreateGrant 操作中使用 Constraints 参数。虽然此示例使用的是 AWS Command Line Interface,但您可以使用任何 AWS 软件开发工具包。此命令创建的授权向 exampleUser 授予调用 Decrypt 操作的权限。不过,该权限仅在 Decrypt 请求中的加密上下文包含 "Department": "IT" 加密上下文对时有效。

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

生成的授权与以下项目类似。请注意,向 exampleUser 授予的权限仅在 Decrypt 请求包含授权约束中指定的加密上下文时有效。要查找对 CMK 的授权,请使用 ListGrants 操作。

$ aws kms list-grants --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab { "Grants": [ { "Name": "", "IssuingAccount": "arn:aws:iam::111122223333:root", "GrantId": "8c94d1f12f5e69f440bae30eaec9570bb1fb7358824f9ddfa1aa5a0dab1a59b2", "Operations": [ "Decrypt" ], "GranteePrincipal": "arn:aws:iam::111122223333:user/exampleUser", "Constraints": { "EncryptionContextSubset": { "Department": "IT" } }, "CreationDate": 1568565290.0, "KeyId": "arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:key/1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab", "RetiringPrincipal": "arn:aws:iam::111122223333:role/adminRole" } ] }

AWS 服务通常会在向其授予使用 AWS 账户中的 CMK 的权限的授权中使用加密上下文约束。例如,Amazon DynamoDB 使用与以下项目类似的授权来获取对账户中的 DynamoDB 使用 AWS 托管 CMK 的权限。此授权中的 EncryptionContextSubset 授权约束使授权中的权限仅在请求中的加密上下文包含 "subscriberID": "111122223333""tableName": "Services" 对时有效。此授权约束意味着,授权仅允许 DynamoDB 将指定的 CMK 用于 AWS 账户中的特定表。

要获取此输出,请对账户中的 DynamoDB 的 AWS 托管 CMK 运行 ListGrants 操作。

$ aws kms list-grants --key-id 0987dcba-09fe-87dc-65ba-ab0987654321 { "Grants": [ { "Operations": [ "Decrypt", "Encrypt", "GenerateDataKey", "ReEncryptFrom", "ReEncryptTo", "RetireGrant", "DescribeKey" ], "IssuingAccount": "arn:aws:iam::111122223333:root", "Constraints": { "EncryptionContextSubset": { "aws:dynamodb:tableName": "Services", "aws:dynamodb:subscriberId": "111122223333" } }, "CreationDate": 1518567315.0, "KeyId": "arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:key/0987dcba-09fe-87dc-65ba-ab0987654321", "GranteePrincipal": "dynamodb.us-west-2.amazonaws.com", "RetiringPrincipal": "dynamodb.us-west-2.amazonaws.com", "Name": "8276b9a6-6cf0-46f1-b2f0-7993a7f8c89a", "GrantId": "1667b97d27cf748cf05b487217dd4179526c949d14fb3903858e25193253fe59" } ] }

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 CMK 和数据。日志条目会准确显示哪个 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

创建 CMK 时,您可以确定使用和管理该 CMK 的人员。这些权限包含在名为密钥策略的文档中。您可以使用键策略随时为客户托管 CMK 添加、删除或更改权限。但是,您无法编辑 AWS 托管 CMK 的键策略。有关更多信息,请参阅AWS KMS 的身份验证和访问控制

授权

授权 是提供权限的另一种机制。它是密钥策略的替代方案。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。

授权令牌

创建授权时,为了确保最终一致性,授权中指定的权限可能不会立即生效。如果需要减轻潜在的延迟,请使用在响应 CreateGrant 请求时收到的授权令牌。您可以通过某些 AWS KMS API 请求传递授权令牌,以使授权中的权限立即生效。以下 AWS KMS API 操作可接受授权令牌:

授权令牌是公开的。授权令牌包含有关授权对象,以及谁可以使用该令牌来使授权的权限更快生效的信息。

审计 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 管理控制台、AWS 软件开发工具包和命令行工具发出的所有 AWS KMS 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来查找重要信息,包括使用 CMK 的时间、所请求的操作、请求者的身份以及源 IP 地址。有关更多信息,请参见使用 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 可为您操作 KMI。AWS KMS 会创建并安全地存储称为 CMK 的主密钥。有关 AWS KMS 如何操作的更多信息,请参阅 AWS Key Management Service 加密详情白皮书。