轮换 Amazon KMS keys - Amazon Key Management Service
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轮换 Amazon KMS keys

要为客户托管的密钥创建新的加密材料,您可以创建新的 KMS 密钥,然后更改您的应用程序或别名来使用新的 KMS 密钥。或者,您可以为现有 KMS 密钥启用自动密钥轮换。

如果您为 KMS 密钥启用自动密钥轮换,Amazon KMS 会每年为该 KMS 密钥生成新的加密材料。Amazon KMS 会永久保留所有以前版本的加密材料,以便解密使用该 KMS 密钥加密的任何数据。Amazon KMS 不会删除任何轮换的密钥材料,直至您删除 KMS 密钥。您可以在 Amazon CloudWatch 和. 中跟踪您的 KMS 密钥材料的轮换情况Amazon CloudTrail。

当您使用轮换 KMS 密钥加密数据时,Amazon KMS 会使用当前的密钥材料。当您使用轮换 KMS 密钥解密密文时,Amazon KMS 会使用加密时所用的密钥材料版本。您无法请求特定版本的密钥材料。由于 Amazon KMS 使用适当的密钥材料透明地进行解密,您可以安全地在应用程序和 Amazon Web Services 中使用轮换的 KMS 密钥,无需进行代码更改。

然而,自动密钥轮换对 KMS 密钥所保护的数据无效。它不会轮换 KMS 密钥生成的数据密钥,也不会对任何受 KMS 密钥保护的数据重新加密,并且它无法减轻数据密钥泄露的影响。

Amazon KMS 仅支持具有由 Amazon KMS 创建的密钥材料的对称加密 KMS 密钥进行自动密钥轮换。对于客户托管式 KMS 密钥,自动轮换是可选项。Amazon KMS 始终坚持每年轮换一次 Amazon 托管式 KMS 密钥的密钥材料。Amazon 拥有的 KMS 密钥的轮换有所不同。

注意

Amazon 托管式密钥 的轮换间隔在 2022 年 5 月发生了变化。有关更多信息,请参阅 Amazon 托管式密钥

密钥轮换只会更改密钥材料,即加密操作中所使用的加密密钥。不管密钥材料有没有变更或变更了多少次,该 KMS 密钥仍是相同的逻辑资源。KMS 密钥的属性不会发生变化,如下图所示。

自动密钥轮换具有以下优点:

  • KMS 密钥的属性,包括其密钥 ID密钥 ARN、区域、策略和权限,在密钥轮换时不会发生改变。

  • 您无需更改引用该 KMS 密钥的密钥 ID 或密钥 ARN 的应用程序或别名。

  • 轮换密钥材料不会影响 Amazon Web Service 中任何 KMS 密钥的使用。

  • 启用密钥轮换后,Amazon KMS 会每年自动轮换 KMS 密钥。您无需记住或计划更新。

您可能决定创建新的 KMS 密钥来替代原有的 KMS 密钥。这跟轮换现有 KMS 密钥的密钥材料具有相同效果,因此这通常被视为手动轮换密钥。如果您想控制密钥轮换计划,手动轮换是很好的选择。对于不符合自动密钥轮换要求的 KMS 密钥,包括非对称 KMS 密钥HMAC KMS 密钥自定义密钥存储中的 KMS 密钥以及包含导入的密钥材料的 KMS 密钥,这也提供了一种轮换方式。

密钥轮换和定价

针对为您的 KMS 密钥维护的各个版本的密钥材料,Amazon KMS 会按月收取费用。有关详细信息,请参阅 Amazon Key Management Service 定价

注意

您可以使用《Amazon Cost Explorer Service》https://docs.amazonaws.cn/cost-management/latest/userguide/ce-what-is.html来查看您的密钥存储费用明细。例如,您可以通过将使用类型指定为 $REGION-KMS-Keys 并按 API 操作对数据进行分组来筛选视图,以查看按当前和轮换 KMS 密钥计费的密钥的总费用。

您可能仍会看到历史日期的旧 Unknown API 操作的实例。

密钥轮换和配额

在计算密钥资源配额时,无论轮换密钥材料版本的数量如何,每个 KMS 密钥均算作一个密钥。

有关密钥材料和轮换的详细信息,请参阅《Amazon Key Management Service 加密详细信息》。

为什么要轮换 KMS 密钥?

加密最佳实践不鼓励大量重复使用直接加密数据的密钥,例如 Amazon KMS 生成的数据密钥。当 256 位数据密钥加密数百万条消息时,它们可能会耗尽并开始生成带有细微模式的加密文字,聪明的操作者可以利用这些密文来发现密钥中的位。为避免密钥耗尽,数据密钥最好仅使用一次或几次,这样可以有效地轮换密钥材料。

但是,KMS 密钥最常用作“包装密钥”,也称为“密钥加密密钥”。包装密钥不是加密数据,而是对加密数据的数据密钥进行加密。因此,其使用频率远低于数据密钥,并且几乎从未被重复使用到足以出现密钥耗尽的风险。

尽管耗尽风险非常低,但由于业务或合同规则或政府法规,您可能需要轮换 KMS 密钥。当您被迫轮换 KMS 密钥时,我们建议您在支持自动密钥轮换的情况下使用自动密钥轮换,在不支持自动密钥轮换时使用手动密钥轮换。

自动密钥轮换的工作方式

Amazon KMS 中的密钥轮换特点是透明且易于使用。Amazon KMS 仅对客户托管的密钥支持可选的自动密钥轮换。

管理密钥材料

即使密钥轮换处于禁用状态,Amazon KMS 也会保留 KMS 密钥的所有密钥材料。Amazon KMS 仅在您删除 KMS 密钥时才会删除密钥材料。

使用密钥材料

当您使用轮换 KMS 密钥加密数据时,Amazon KMS 会使用当前的密钥材料。当您使用轮换 KMS 密钥解密密文时,Amazon KMS 会使用与加密时所用密钥材料相同的版本。您无法请求特定版本的密钥材料。

轮换日期

Amazon KMS 在启用轮换后一年(大约 365 天)轮换密钥材料,然后每年(大约 365 天)轮换密钥材料。

客户管理密钥

由于客户托管密钥的自动密钥轮换是可选的,并且可以随时启用和禁用,因此轮换日期取决于最近启用轮换的日期。在密钥的生命周期内,该日期可能会更改很多次。

例如,如果您在 2022 年 1 月 1 日创建客户托管密钥,并在 2022 年 3 月 15 日启用自动密钥轮换,则 Amazon KMS 会在 2023 年 3 月 15 日、2024 年 3 月 15 日以及之后每 365 天轮换密钥材料。

以下是特殊案例:

  • 禁用密钥轮换 - 如果您在任何时候禁用自动密钥轮换,KMS 密钥将继续使用禁用轮换时使用的密钥材料版本。如果您重新启用自动密钥轮换,Amazon KMS 会在新轮换启用日期后一年轮换密钥材料,并在此后每年(约 365 天)轮换一次。

  • 禁用 KMS 密钥 - 禁用 KMS 密钥后,Amazon KMS 不会对其进行轮换。但是,密钥轮换状态不会发生改变,并且在 KMS 密钥处于禁用状态时不能对其进行更改。重新启用 KMS 密钥后,如果密钥材料已超过一年,Amazon KMS 会立即轮换,并在此后每年轮换一次。如果密钥材料少于一年,Amazon KMS 会恢复原始密钥轮换计划。

  • KMS 密钥待删除 - 对于待删除的 KMS 密钥,Amazon KMS 不会对其进行轮换。密钥轮换状态设为 false,处于待删除状态时不能更改。如果删除被取消,将恢复之前的密钥轮换状态。如果密钥材料已超过一年,Amazon KMS 会立即轮换,并在此后每年(最后一次轮换后大约 365 天)轮换一次。如果密钥材料少于一年,Amazon KMS 会恢复原始密钥轮换计划。

Amazon 托管式密钥

每年(大约 365 天)Amazon KMS 自动轮换 Amazon 托管式密钥。您无法启用或禁用 Amazon 托管式密钥 的密钥轮换。

Amazon 托管式密钥 的密钥材料在创建日期一年后首次轮换,此后每年(最后一次轮换后大约 365 天)轮换一次。

注意

2022 年 5 月,Amazon KMS 将 Amazon 托管式密钥 的轮换时间表从每三年(约 1095 天)更改为每年(约 365 天)。

新的 Amazon 托管式密钥 在创建一年后自动轮换,此后大约每年轮换一次。

现有的 Amazon 托管式密钥 在他们最近一次轮换一年后自动轮换,此后每年轮换一次。

Amazon 拥有的密钥

您无法启用或禁用 Amazon 拥有的密钥 的密钥轮换。Amazon 拥有的密钥 的密钥轮换策略Amazon由创建和管理密钥的服务确定。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。

支持的 KMS 密钥类型

只有具有由 Amazon KMS 生成(Origin = AWS_KMS)的密钥材料的对称加密 KMS 密钥支持自动密钥轮换。

以下类型的 KMS 密钥支持自动密钥轮换,但您可以手动轮换这些 KMS 密钥

多区域密钥

您可以启用和禁用多区域密钥的自动密钥轮换。您只能对主密钥设置属性。Amazon KMS 同步密钥时,它会将属性设置从主密钥复制到其副本密钥。轮换主密钥的密钥材料时,Amazon KMS 会自动将该密钥材料复制到其所有的副本密钥中。有关更多信息,请参阅 轮换多区域密钥

Amazon 服务

您可以在用于 Amazon 服务中的服务器端加密的客户托管密钥上启用自动密钥轮换。年度轮换是透明的,并与 Amazon 服务兼容。

监控密钥轮换

当Amazon KMS自动轮换Amazon 托管式密钥客户托管密钥的密钥材料时,它会将KMS CMK Rotation事件写入 Amazon EventBridge,将RotateKey 事件写入您的Amazon CloudTrail日志。您可以使用这些记录验证 KMS 密钥是否已轮换。

最终一致性

自动密钥轮换会受到与其他 Amazon KMS 管理操作相同的最终一致性影响。新的密钥材料在整个 Amazon KMS 中可用之前可能会有一些延迟。但是,轮换密钥材料不会导致加密操作中断或延迟。当前的密钥材料用于加密操作,直到新的密钥材料在整个 Amazon KMS 中可用为止。自动轮换多区域密钥的密钥材料时,Amazon KMS 将使用当前的密钥材料,直到新的密钥材料在所有具有相关多区域密钥的区域中都可用。

如何启用和禁用自动密钥轮换

授权用户可以使用 Amazon KMS 控制台或 Amazon KMS API 启用和禁用自动密钥轮换,并查看密钥的轮换状态。

当您启用自动密钥轮换时,Amazon KMS 会在启用日期一年后轮换 KMS 密钥,并在此后每年轮换一次。

启用和禁用密钥轮换(控制台)

  1. 登录到 Amazon Web Services Management Console,然后通过以下网址打开 Amazon Key Management Service (Amazon KMS) 控制台:https://console.aws.amazon.com/kms

  2. 要更改 Amazon Web Services 区域,请使用页面右上角的区域选择器。

  3. 在导航窗格中,选择客户托管密钥。(您无法启用或禁用 Amazon 托管式密钥 的轮换。它们每年自动轮换一次。)

  4. 选择 KMS 密钥的别名和密钥 ID。

  5. 选择 Key rotation (密钥轮换) 选项卡。

    Key rotation(密钥轮换)选项卡仅显示在具有 Amazon KMS 生成的密钥材料(即 Origin(源)为 AWS_KMS)的对称加密 KMS 密钥(包括多区域对称加密 KMS 没有)的详细信息页面上。

    您不能自动轮换非对称 KMS 密钥、HMAC KMS 密钥、具有导入的密钥材料的 KMS 密钥或自定义密钥存储中的 KMS 密钥。但是,您可以手动轮换它们

  6. 选中或清除 Automatically rotate this KMS key every year(每年自动轮换此 KMS 密钥)复选框。

    注意

    如果 KMS 密钥被禁用或待删除,则将清除 Automatically rotate this KMS key every year(每年自动轮换此 KMS 密钥)复选框,并且您不能对其进行更改。在启用 KMS 密钥或取消删除后,将恢复密钥轮换状态。有关详细信息,请参阅 自动密钥轮换的工作方式Amazon KMS 密钥的密钥状态

  7. 选择保存

启用和禁用密钥轮换 (Amazon KMS API)

您可以使用 Amazon Key Management Service (Amazon KMS) API 启用和禁用自动密钥轮换,并查看任何客户托管式密钥的当前轮换状态。这些示例使用 Amazon Command Line Interface (Amazon CLI),但您可以使用任何受支持的编程语言。

EnableKeyRotation操作可为指定的 KMS 密钥启用自动密钥轮换。该DisableKeyRotation操作将其禁用。要在这些操作中标识 KMS 密钥,请使用其密钥 ID密钥 ARN。在默认情况下,客户托管密钥的密钥轮换处于禁用状态。

以下示例在指定的对称加密 KMS 密钥上启用密钥轮换,并使用该GetKeyRotationStatus操作来查看结果。然后,它禁用了密钥轮换,并使用 GetKeyRotationStatus 查看更改。

$ aws kms enable-key-rotation --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab $ aws kms get-key-rotation-status --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab { "KeyRotationEnabled": true } $ aws kms disable-key-rotation --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab $ aws kms get-key-rotation-status --key-id 1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab { "KeyRotationEnabled": false }

手动轮换密钥

您可能希望创建一个新的 KMS 密钥,并使用它替代当前的 KMS 密钥,而不启用自动密钥轮换。当新的 KMS 密钥使用的加密材料与当前 KMS 密钥使用的加密材料不相同时,使用新的 KMS 密钥与更改现有 KMS 密钥的密钥材料具有相同的效果。使用一个 KMS 密钥替换另一个 KMS 密钥的过程被称为手动密钥轮换

如果您希望控制轮换的频率,建议您通过手动的方式轮换密钥。对于不符合自动密钥轮换要求的 KMS 密钥,例如非对称 KMS 密钥、HMAC KMS 密钥、自定义密钥存储中的 KMS 密钥,以及具有导入的密钥材料的 KMS 密钥,这也是一种很好的解决方案。

注意

当您开始使用新的 KMS 密钥时,请确保启用原来的 KMS 密钥,以便 Amazon KMS 可以解密使用原 KMS 密钥加密的数据。

当您手动轮换 KMS 密钥时,您还需要更新应用程序中对 KMS 密钥 ID 或密钥 ARN 的引用。将友好名称与 KMS 密钥关联的别名,可以使得这个过程变得更容易。使用别名来引用应用程序中的 KMS 密钥。之后,当您想更改应用程序所使用的 KMS 密钥(而不是编辑应用程序代码)时,更改别名的目标 KMS 密钥即可。有关更多信息,请参阅 在应用程序中使用别名

注意

指向手动轮换 KMS 密钥的最新版本的别名是、E ncrypt DescribeKey、、GenerateDataKeyGenerateDataKeyPairGenerateMac、和 S ign 操作的好解决方案。管理 KMS 密钥的操作中不允许使用别名,例如DisableKeyScheduleKeyDeletion

在对手动轮换的对称加密 KMS 密钥调用 Decrypt 操作时,请从命令中省略 KeyId 参数。Amazon KMS 会自动使用加密加密文字的 KMS 密钥。

使用非对称 KMS 密钥调用Decrypt验证,或使用 HMAC KMS 密钥VerifyMac进行调用时,必须使用该KeyId参数。当 KeyId 参数的值是不再指向执行加密操作的 KMS 密钥的别名时,例如当手动轮换密钥时,这些请求将失败。为避免此错误,必须跟踪并为每个操作指定正确的 KMS 密钥。

要更改别名的目标 KMS 密钥,请使用 Amazon KMS API 中的UpdateAlias操作。例如,此命令会更新 alias/TestKey 别名以指向新 KMS 密钥。由于该操作不返回任何输出,因此该示例使用该ListAliases操作来显示别名现在已与其他 KMS 密钥相关联,并且该LastUpdatedDate字段已更新。这些 ListAliases 命令使用中的query参数仅Amazon CLI获取alias/TestKey别名。

$ aws kms list-aliases --query 'Aliases[?AliasName==`alias/TestKey`]' { "Aliases": [ { "AliasArn": "arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:alias/TestKey", "AliasName": "alias/TestKey", "TargetKeyId": "1234abcd-12ab-34cd-56ef-1234567890ab", "CreationDate": 1521097200.123, "LastUpdatedDate": 1521097200.123 }, ] } $ aws kms update-alias --alias-name alias/TestKey --target-key-id 0987dcba-09fe-87dc-65ba-ab0987654321 $ aws kms list-aliases --query 'Aliases[?AliasName==`alias/TestKey`]' { "Aliases": [ { "AliasArn": "arn:aws:kms:us-west-2:111122223333:alias/TestKey", "AliasName": "alias/TestKey", "TargetKeyId": "0987dcba-09fe-87dc-65ba-ab0987654321", "CreationDate": 1521097200.123, "LastUpdatedDate": 1604958290.722 }, ] }