Kunden-verwaltete Verschlüsselungsschlüssel (CMEK)

Standardmäßig werden alle inaktiven Daten in Firestore im Datastore-Modus mit der Standardverschlüsselung von Google verschlüsselt. Diese Verschlüsselung wird vom Datastore-Modus durchgeführt und verwaltet. Zusätzliche Maßnahmen Ihrerseits sind nicht erforderlich.

Wenn Sie bestimmte Compliance- oder behördliche Anforderungen in Bezug auf die Schlüssel zum Schutz Ihrer Daten haben, können Sie für den Datastore-Modus vom Kunden verwaltete Verschlüsselungsschlüssel (Customer-Managed Encryption Keys, CMEK) verwenden. Anstatt die Verschlüsselungsschlüssel zum Schutz Ihrer Daten von Google verwalten zu lassen, wird Ihre Datastore-Modus-Datenbank mit einem Schlüssel geschützt, den Sie in Cloud Key Management Service (Cloud KMS) steuern und verwalten.

Auf dieser Seite wird CMEK für den Datastore-Modus beschrieben. Weitere Informationen zu CMEK im Allgemeinen, einschließlich wann und warum sie aktiviert werden sollten, finden Sie in der folgenden Cloud KMS-Dokumentation:

Eine Anleitung zum Ausführen von CMEK-Aufgaben mit dem Datastore-Modus finden Sie unter CMEK verwenden.

Features

  • Datenkontrolle: Mit CMEK können Sie den KMS-Schlüssel verwalten. Sie können den Schlüssel, der zum Verschlüsseln der inaktiven Daten in Ihrer Datastore-Modus-Datenbank verwendet wird, rotieren, deaktivieren und löschen.
  • Leistung: CMEK hat keine Auswirkungen auf die Firestore-SLA.
  • Nachvollziehbarkeit: Wenn Sie Audit-Logging für Cloud KMS aktivieren, werden alle Vorgänge für den Schlüssel protokolliert und in Cloud Logging angezeigt.
  • Einschränkungen für Organisationsrichtlinien: Mit CMEK-Einschränkungen für Organisationsrichtlinien können Sie Anforderungen für die Verschlüsselungscompliance für Datastore-Modus-Datenbanken in Ihrer Organisation angeben.

Preise

Cloud KMS berechnet die Kosten für den Schlüssel und alle kryptografischen Vorgänge, die mit diesem Schlüssel ausgeführt werden. Weitere Informationen finden Sie unter Cloud KMS – Preise.

Die Betriebskosten werden Ihnen in Rechnung gestellt, wenn der Datastore-Modus den Cloud KMS-Schlüssel anweist, einen Verschlüsselungs- oder Entschlüsselungsvorgang durchzuführen. Die Ver- und Entschlüsselung mit dem vom Kunden verwalteten Schlüssel erfolgt alle 5 Minuten und ist nicht mit Datenbankanfragen synchronisiert. Die Kosten sind in der Regel gering, da die Anzahl der erwarteten kryptografischen Vorgänge, die vom Datastore-Modus generiert werden, gering ist. Die Kosten für Cloud-Audit-Logs sind eine zusätzliche Ausgabe, die jedoch aufgrund der erwarteten Anzahl kryptografischer Vorgänge voraussichtlich gering sein wird.

Für die Verwendung einer CMEK-geschützten Datenbank fallen keine zusätzlichen Kosten für den Datastore-Modus an. Die Preise für den Datastore-Modus gelten weiterhin.

Wenn Sie den Schlüssel für eine Datenbank widerrufen, werden die Speicherkosten basierend auf der Größe des letzten Tages berechnet, an dem der Schlüssel verfügbar war. Bis die Datenbank gelöscht wird oder der Schlüssel wieder verfügbar ist, fallen weiterhin Speicherkosten für diese Datenbankgröße an.

Mit CMEK geschützte Inhalte

Wenn Sie eine CMEK-geschützte Datenbank im Datastore-Modus erstellen, wird Ihr Cloud KMS-Schlüssel verwendet, um inaktive Daten zu schützen. Dazu gehören Daten, die Sie auf einem Laufwerk oder einem USB-Laufwerk speichern, einschließlich Indexe und Sicherungen. Es gelten einige Ausnahmen. Die folgenden Datentypen werden mit der Google-Standardverschlüsselung und nicht mit dem CMEK-Schlüssel verschlüsselt:

  • Daten bei der Übertragung oder im Speicher
  • Datenbankmetadaten

Umgang mit einem nicht verfügbaren Schlüsselstatus

Ver- und Entschlüsselungsvorgänge werden nicht bei jeder Datenanfrage ausgeführt. Stattdessen fragt das Firestore-System alle 5 Minuten bei Cloud KMS ab, ob der Schlüssel noch verfügbar ist, und führt dann Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsvorgänge aus, wenn der Schlüssel verfügbar ist.

Wenn das System erkennt, dass der Schlüssel nicht verfügbar ist, geben alle nachfolgenden Aufrufe der Firestore-Datenbank innerhalb von 10 Minuten, einschließlich Lese-, Schreib- und Abfragevorgängen, den Fehler FAILED_PRECONDITION mit der Meldung The customer-managed encryption key required by the requested resource is not accessible zurück.

Wenn die Datenbank Richtlinien zur Gültigkeitsdauer (Time-to-Live, TTL) hat und Ablaufzeiten überschritten werden, während der Schlüssel nicht verfügbar ist, wird das Löschen von Daten nach TTL verzögert, bis der Schlüssel wiederhergestellt wird. Wenn in der Datenbank lange laufende Vorgänge ausgeführt werden, sind sie folgendermaßen betroffen:

  • Datenimport- oder exportvorgänge werden nicht mehr ausgeführt und als Failed gekennzeichnet. Die fehlgeschlagenen Vorgänge werden nicht wiederholt, wenn der Schlüssel reaktiviert wird.
  • Index-Build-Vorgänge und Vorgänge zum Aktivieren neuer TTL-Richtlinien werden nicht mehr ausgeführt. Die angehaltenen Vorgänge werden wiederholt, wenn der Schlüssel reaktiviert wird.

Schlüssel gelten als nicht verfügbar, wenn Firestore absichtlich der Zugriff auf den Schlüssel verwehrt wird. Dazu zählen:

Wenn der Schlüssel reaktiviert wird, erkennt der Polling-Vorgang, dass der Schlüssel wieder verfügbar ist. Der Zugriff wird in der Regel innerhalb weniger Minuten wieder aktiviert. In seltenen Fällen kann es jedoch auch einige Stunden dauern. Beachten Sie, dass es bei einigen Vorgängen für Cloud KMS-Schlüssel, z. B. beim Deaktivieren oder Löschen eines Schlüssels, bis zu 3 Stunden dauern kann, bis Änderungen wirksam werden. Firestore erkennt Änderungen erst, nachdem sie in Cloud KMS wirksam geworden sind.

Die Reaktivierung eines Schlüssels umfasst je nach Situation Folgendes:

  • Reaktivieren einer deaktivierten Schlüsselversion.
  • Wiederherstellen einer gelöschten Schlüsselversion. Bevor eine Schlüsselversion dauerhaft gelöscht wird, wird sie zum Löschen vorgemerkt. Sie können einen Schlüssel nur während des Zeitraums wiederherstellen, in dem eine Schlüsselversion zum Löschen vorgemerkt ist. Ein Schlüssel, der bereits endgültig gelöscht wurde, kann nicht wiederhergestellt werden.
  • Erneutes Gewähren der Berechtigung für den Firestore-Dienst-Agent, auf den Schlüssel zuzugreifen.

Wichtige Überlegungen zur Schlüsselrotation

Wenn Sie den CMEK-Schlüssel rotieren, wird die Datenbank im Datastore-Modus mit der neuesten primären Version des CMEK-Schlüssels neu verschlüsselt. Während der Neuverschlüsselung müssen sowohl die alte als auch die neue Schlüsselversion verfügbar sein. Nach Abschluss der erneuten Verschlüsselung wird der Zugriff auf die Datenbank nicht mehr deaktiviert, wenn Sie die alten Versionen des CMEK-Schlüssels deaktivieren oder löschen, da die Datenbank mit der neuen Primärschlüsselversion verschlüsselt ist.

Sie können auch die Schlüsselversionen aufrufen, die zum Schutz einer Datenbank verwendet werden. Weitere Informationen finden Sie unter Verwendeten Schlüssel ansehen.

Überlegungen zu externen Schlüsseln

Wenn Sie einen Cloud EKM-Schlüssel verwenden, hat Google keine Kontrolle über die Verfügbarkeit Ihres extern verwalteten Schlüssels im Partnersystem für die externe Schlüsselverwaltung.

Wenn ein extern verwalteter Schlüssel nicht verfügbar ist, unterstützt der Datastore-Modus weiterhin vollständige Datenbankvorgänge nach dem Best-Effort-Prinzip bis zu einer Stunde lang.

Wenn der Datastore-Modus nach einer Stunde immer noch keine Verbindung zu Cloud KMS herstellen kann, schaltet er als Sicherheitsmaßnahme die Datenbank offline. Aufrufe an die Datenbank schlagen mit dem Fehler FAILED_PRECONDITION fehl, der zusätzliche Details enthält.

Weitere Informationen zur Verwendung externer Schlüssel finden Sie in der Dokumentation zu Cloud External Key Manager.

Sichern und wiederherstellen

Für eine Sicherung wird derselbe Verschlüsselungsmechanismus wie für die Datenbank verwendet, aus der sie erstellt wurde. Wenn in einer CMEK-geschützten Datenbank im Datastore-Modus eine Sicherung erstellt wird, wird die Sicherung mit der primären Schlüsselversion verschlüsselt, die zum Zeitpunkt der Sicherung verwendet wurde.

Im Datastore-Modus wird die erste Sicherung einer CMEK-Datenbank 24 Stunden nach dem Aktivieren von Sicherungszeitplänen erstellt.

Weitere Informationen zu Sicherungen im Datastore-Modus finden Sie unter Daten sichern und wiederherstellen.

Für eine aus einer Sicherung wiederhergestellte Datenbank wird standardmäßig derselbe Verschlüsselungsmechanismus wie für die Sicherung verwendet. Wenn Sie eine Datenbank wiederherstellen, können Sie einen anderen Verschlüsselungstyp auf eine der folgenden Arten angeben:

  • Wiederherstellung in einer CMEK-Datenbank mit einem neu angegebenen Schlüssel.
  • Wiederherstellung in einer Datenbank ohne CMEK, die die Standardverschlüsselung von Google verwendet.
  • Stellen Sie die Datenbank in einer Datenbank wieder her, die dieselbe Verschlüsselung wie die Sicherung verwendet.

Weitere Informationen zum Wiederherstellen einer Datenbank im Datastore-Modus aus einer Sicherung finden Sie unter Daten aus einer Datenbanksicherung wiederherstellen. Weitere Informationen zum Wiederherstellen einer CMEK-geschützten Datenbank im Datastore-Modus aus einer Sicherung finden Sie unter CMEK-geschützte Datenbank wiederherstellen.

Schlüssel-Tracking

Mit der Schlüsselverfolgung können Sie Ressourcen wie Datenbanken im Datastore-Modus ansehen, die durch einen Schlüssel geschützt sind. Weitere Informationen zum Schlüssel-Tracking finden Sie unter Schlüsselnutzung ansehen.

CMEK und Schlüsselverfügbarkeit

Wenn Schlüssel nicht verfügbar oder deaktiviert sind, können in CMEK-fähigen Datenbanken die folgenden Verhaltensweisen auftreten:

  • Sie können die Einstellungen für die Wiederherstellung zu einem bestimmten Zeitpunkt (Point-in-Time Recovery, PITR) für den Datastore-Modus einer CMEK-fähigen Datenbank auch dann ändern, wenn der Schlüssel nicht verfügbar ist, da PITR-Einstellungen Datenbankmetadaten sind, die nicht mit CMEK verschlüsselt werden.
  • Sie können eine CMEK-Datenbank mit nicht verfügbaren Schlüsseln löschen.
  • Wenn Sie eine CMEK-fähige Datenbank erstellen, werden deaktivierte Schlüssel nicht in der Liste der verfügbaren Schlüssel in der Google Cloud Konsole angezeigt. Wenn Sie einen deaktivierten Schlüssel manuell eingeben, schlägt die Datenbankerstellung mit dem Fehler FAILED_PRECONDITION 400 fehl.

Beschränkungen

  • Sie können einen Schlüssel für eine CMEK-geschützte Datenbank nicht ändern. Sie können Schlüssel rotieren, aktivieren und deaktivieren.
  • CMEK-geschützte Datenbanken unterstützen Key Visualizer nur für Entitäts- und Dokumentdaten, nicht für Indexdaten.
  • Sie können CMEK nicht für vorhandene Datenbanken aktivieren. Sie können CMEK nur für neue Datenbanken aktivieren und müssen dies beim Erstellen der Datenbank tun. Wenn Sie Daten in einer vorhandenen Datenbank ohne CMEK in eine CMEK-geschützte Datenbank migrieren möchten, exportieren Sie die Daten und importieren Sie sie dann in eine neue CMEK-geschützte Datenbank. Sie können Daten auch aus einer Datenbank ohne CMEK in einer Datenbank mit CMEK wiederherstellen.
  • Firestore unterstützt eine begrenzte Anzahl von CMEK-geschützten Datenbanken.
  • Wir unterstützen keinen CMEK-Schutz mit der Integration von Cloud Functions (1. Generation). Wenn Sie CMEK-Schutz benötigen, verwenden Sie Cloud Run Functions Firestore-Trigger (2. Generation).

Nächste Schritte