Cloud External Key Manager

本页面简要介绍了 Cloud External Key Manager (Cloud EKM)。

术语

  • External Key Manager (EKM)

    在 Google Cloud 外部用于管理密钥的密钥管理器。

  • Cloud External Key Manager (Cloud EKM)

    一种 Google Cloud 服务，用于使用在受支持的 EKM 中管理的外部密钥。

  • 通过互联网使用 Cloud EKM

    一种 Cloud EKM 版本，其中 Google Cloud 通过互联网与您的外部密钥管理器通信。

  • 通过 VPC 使用 Cloud EKM

    Cloud EKM 的一种版本，其中 Google Cloud 通过虚拟私有云 (VPC) 与外部密钥管理器通信。如需了解详情，请参阅 VPC 网络概览。

  • 通过 Cloud KMS 进行 EKM 密钥管理

    通过 VPC 使用 Cloud EKM 时，如果外部密钥管理合作伙伴支持 Cloud EKM 控制平面，您可以使用 Cloud KMS EKM 管理模式来简化在外部密钥管理合作伙伴处和 Cloud EKM 中维护外部密钥的过程。如需了解详情，请参阅本页面上的协调的外部密钥和通过 Cloud KMS 进行 EKM 密钥管理。

  • 加密空间

    外部密钥管理合作伙伴中的资源容器。您的加密空间由唯一的加密空间路径标识。加密空间路径的格式因外部密钥管理合作伙伴而异，例如 v0/cryptospaces/YOUR_UNIQUE_PATH。

  • 合作伙伴管理的 EKM

    一种安排，即由值得信赖的合作伙伴为您管理 EKM。 如需了解详情，请参阅本页面上的合作伙伴管理的 EKM。

  • Key Access Justifications

    如果您将 Cloud EKM 与 Key Access Justifications 搭配使用，则发送给外部密钥管理合作伙伴的每个请求都会包含一个字段，用于指明每个请求的原因。您可以配置外部密钥管理合作伙伴，以根据提供的 Key Access Justifications 代码允许或拒绝请求。如需详细了解 Key Access Justifications，请参阅 Key Access Justifications 概览。

概览

借助 Cloud EKM，您可以使用您在支持的外部密钥管理合作伙伴内管理的密钥来保护Google Cloud中的数据。您可以通过支持的 CMEK 集成服务，或者直接调用 Cloud Key Management Service API，来保护静态数据。

Cloud EKM 提供多项优势：

  • 密钥出处：您可以控制外部管理的密钥的位置和分布。外部管理的密钥从不缓存或存储在 Google Cloud中。相反，Cloud EKM 针对每个请求直接与外部密钥管理合作伙伴进行通信。

  • 访问权限控制：您可以在外部密钥管理器中管理对外部管理的密钥的访问权限。您无法在Google Cloud 中使用外部管理的密钥，除非先在外部密钥管理器中向 Google Cloud 项目授予对该密钥的访问权限。您可以随时撤消此访问权限。

  • 集中式密钥管理：无论密钥保护的数据位于云端还是本地，您都可以通过单一界面来管理密钥和访问权限政策。

在任何情况下，密钥都位于外部系统上，并且绝不会发送给 Google。

您可以通过互联网或虚拟私有云 (VPC) 与外部密钥管理器进行通信。

Cloud EKM 的工作原理

Cloud EKM 密钥版本包含以下部分：

  • 外部密钥材料：Cloud EKM 密钥的外部密钥材料是在 EKM 中创建和存储的加密材料。此材料不会离开您的 EKM，也绝不会与 Google 分享。
  • 密钥引用：每个 Cloud EKM 密钥版本都包含密钥 URI 或密钥路径。这是 Cloud EKM 在使用相应密钥请求加密操作时所用的外部密钥材料的唯一标识符。
  • 内部密钥材料：创建对称 Cloud EKM 密钥时，Cloud KMS 会在 Cloud KMS 中创建额外的密钥材料，这些材料永远不会离开 Cloud KMS。此密钥材料在与 EKM 通信时用作额外的加密层。此内部密钥材料不适用于非对称签名密钥。

为了使用 Cloud EKM 密钥，Cloud EKM 会向您的 EKM 发送加密操作请求。例如，若要使用对称加密密钥加密数据，Cloud EKM 会先使用内部密钥材料加密数据。加密后的数据包含在向 EKM 发出的请求中。EKM 使用外部密钥材料将加密数据封装在另一层加密中，然后返回生成的密文。如果使用 Cloud EKM 密钥加密数据，则必须同时拥有外部密钥材料和内部密钥材料，才能解密数据。

如果贵组织已启用 Key Access Justifications，则外部密钥管理合作伙伴会记录所提供的访问理由，并且仅针对外部密钥管理合作伙伴上的 Key Access Justifications 政策允许的理由代码完成请求。

创建和管理 Cloud EKM 密钥需要在 Cloud KMS 和 EKM 中进行相应的更改。 对于手动管理的外部密钥和协同管理的外部密钥，这些相应的更改的处理方式有所不同。通过互联网访问的所有外部密钥都由用户手动管理。通过 VPC 网络访问的外部密钥可以手动管理或协调管理，具体取决于 EKM 连接的 EKM 管理模式。手动 EKM 管理模式用于手动管理的密钥。Cloud KMS EKM 管理模式用于协调的外部密钥。如需详细了解 EKM 管理模式，请参阅本页面上的手动管理的外部密钥和协同管理的外部密钥。

下图展示了 Cloud KMS 如何适应密钥管理模型。此图使用 Compute Engine 和 BigQuery 作为两个示例；您还可以查看支持 Cloud EKM 密钥的完整服务列表。

说明如何使用 Cloud EKM 进行加密和解密的图表

了解使用 Cloud EKM 时的注意事项和限制。

手动管理的外部密钥

本部分简要介绍了 Cloud EKM 如何与手动管理的外部密钥搭配使用。

  1. 您需要在支持的外部密钥管理合作伙伴系统中创建密钥或使用现有密钥。此密钥具有唯一的 URI 或密钥路径。
  2. 您将向 Google Cloud 项目授予存取权限以使用外部密钥管理合作伙伴系统中的密钥。
  3. 在 Google Cloud 项目中，您可以使用外部管理的密钥的 URI 或密钥路径创建 Cloud EKM 密钥版本。
  4. 密钥轮替等维护操作必须在 EKM 和 Cloud EKM 之间手动管理。例如，密钥版本轮换或密钥版本销毁操作需要在 EKM 中和 Cloud KMS 中直接完成。

在 Google Cloud中，密钥与您的其他 Cloud KMS 和 Cloud HSM 密钥一起显示，保护级别为 EXTERNAL 或 EXTERNAL_VPC。Cloud EKM 密钥与外部密钥管理合作伙伴密钥协同工作以保护您的数据。外部密钥材料绝不会公开给 Google。

协调的外部密钥

本部分简要介绍了 Cloud EKM 如何与协调的外部密钥搭配使用。

  1. 您需要设置 EKM 连接，并将 EKM 管理模式设置为 Cloud KMS。在设置过程中，您必须授权 EKM 访问您的 VPC 网络，并授权您的Google Cloud 服务账号访问 EKM 中的加密空间。您的 EKM 连接使用 EKM 的主机名和用于标识 EKM 中资源的 加密空间路径。

  2. 您可以在 Cloud KMS 中创建外部密钥。当您使用通过 VPC 连接的 EKM 创建 Cloud EKM 密钥并启用 Cloud KMS EKM 管理模式时，系统会自动执行以下步骤：

    1. Cloud EKM 会向您的 EKM 发送密钥创建请求。
    2. EKM 会创建所请求的密钥材料。此外部密钥材料会保留在 EKM 中，绝不会发送给 Google。
    3. 您的 EKM 会向 Cloud EKM 返回密钥路径。
    4. Cloud EKM 会使用 EKM 提供的密钥路径创建 Cloud EKM 密钥版本。

  3. 可以从 Cloud KMS 启动对协调的外部密钥的维护操作。例如，用于对称加密的协调外部密钥可以按照设定的时间表自动轮替。新密钥版本的创建由 Cloud EKM 在您的 EKM 中协调完成。您还可以使用Google Cloud 控制台、gcloud CLI、Cloud KMS API 或 Cloud KMS 客户端库，从 Cloud KMS 触发 EKM 中密钥版本的创建或销毁。

在 Google Cloud中，密钥与您的其他 Cloud KMS 和 Cloud HSM 密钥一起显示，保护级别为 EXTERNAL_VPC。Cloud EKM 密钥与外部密钥管理合作伙伴密钥协同工作以保护您的数据。外部密钥材料绝不会公开给 Google。

通过 Cloud KMS 进行 EKM 密钥管理

协调的外部密钥通过使用 Cloud KMS 的 EKM 密钥管理的 EKM 连接来实现。 如果您的 EKM 支持 Cloud EKM 控制平面，则您可以从 Cloud KMS 为 EKM 连接启用 EKM 密钥管理，以创建协调的外部密钥。启用 Cloud KMS 的 EKM 密钥管理功能后，Cloud EKM 可以在您的 EKM 中请求以下更改：

  • 创建密钥：当您使用兼容的 EKM 连接在 Cloud KMS 中创建外部管理的密钥时，Cloud EKM 会将您的密钥创建请求发送到 EKM。成功后，您的 EKM 会创建新密钥和密钥材料，并返回密钥路径，供 Cloud EKM 用于访问密钥。

  • 轮替密钥：当您使用兼容的 EKM 连接在 Cloud KMS 中轮替外部管理的密钥时，Cloud EKM 会将轮替请求发送到您的 EKM。成功后，您的 EKM 会创建新的密钥材料，并返回 Cloud EKM 用于访问新密钥版本的密钥路径。

  • 销毁密钥：当您使用兼容的 EKM 连接在 Cloud KMS 中销毁外部管理密钥的密钥版本时，Cloud KMS 会在 Cloud KMS 中安排销毁该密钥版本。如果在已安排销毁期限结束之前未恢复密钥版本，Cloud EKM 会销毁其密钥加密材料，并向您的 EKM 发送销毁请求。

    即使 EKM 尚未销毁密钥版本，在 Cloud KMS 中销毁密钥版本后，也无法解密使用该密钥版本加密的数据。您可以在 Cloud KMS 中查看密钥的详细信息，以了解 EKM 是否已成功销毁密钥版本。

当 EKM 中的密钥由 Cloud KMS 管理时，密钥材料仍驻留在 EKM 中。未经明确许可，Google 无法向您的 EKM 发出任何密钥管理请求。 Google 无法更改外部密钥管理合作伙伴系统中的权限或 Key Access Justifications 政策。 如果您在 EKM 中撤消 Google 的权限，则在 Cloud KMS 中尝试进行的密钥管理操作会失败。

兼容性

支持的密钥管理器

您可以将外部密钥存储在以下外部密钥管理合作伙伴系统中：

支持将 CMEK 与 Cloud EKM 搭配使用的服务

以下服务支持与 Cloud KMS 集成以使用外部 (Cloud EKM) 密钥：

注意事项

  • 当您使用 Cloud EKM 密钥时，Google 无法控制由外部管理的密钥在外部密钥管理合作伙伴系统中的可用性。如果您丢失了自己在 Google Cloud外部管理的密钥，Google 将无法恢复您的数据。

  • 为您的 Cloud EKM 密钥选择位置时，请查看有关外部密钥管理合作伙伴和区域的准则。

  • 查看 Cloud EKM 服务等级协议 (SLA)。

  • 通过互联网与外部服务通信可能会导致发生可靠性、可用性和延迟方面的问题。对于这类风险容忍度较低的应用，请考虑使用 Cloud HSM 或 Cloud KMS 存储密钥材料。

    • 如果外部密钥不可用，Cloud KMS 将返回 FAILED_PRECONDITION 错误，并在 PreconditionFailure 错误详细信息中提供详细信息。

      启用数据审核日志记录以便保存与 Cloud EKM 相关的所有错误的记录。错误消息包含详细信息，可帮助您找出错误的来源。常见错误示例：外部密钥管理合作伙伴没有在合理的时间范围内响应请求。

    • 您需要与外部密钥管理合作伙伴签署支持合同。 Google Cloud 支持团队只能协助解决Google Cloud 服务中的问题，而不能直接协助解决外部系统的问题。有时，您必须与双方的支持团队合作来排查互操作性问题。

  • Cloud EKM 可与裸金属机架 HSM 结合使用来创建与 Cloud KMS 集成的单租户 HSM 解决方案。如需了解详情，请选择支持单租户 HSM 的 Cloud EKM 合作伙伴，并查看裸金属机架 HSM 的要求。

  • 在外部密钥管理器中启用审核日志记录，以捕获对 EKM 密钥的访问和使用情况。

限制

  • 使用 API 或 Google Cloud CLI 创建 Cloud EKM 密钥时，该密钥不能有初始密钥版本。这不适用于使用Google Cloud console创建的 Cloud EKM 密钥。
  • 手动管理的外部密钥不支持自动轮替。
  • 除了受到 Cloud KMS 操作的配额限制之外，Cloud EKM 操作还受特定配额限制。

对称加密密钥

非对称签名密钥

外部密钥管理器和区域

Cloud EKM 必须能够快速访问您的密钥，以避免出错。创建 Cloud EKM 密钥时，请选择一个地理位置接近外部密钥管理合作伙伴密钥位置的Google Cloud 位置。请参阅您的外部密钥管理合作伙伴的文档，以确定他们支持哪些位置。

  • 通过互联网使用 Cloud EKM：在大多数提供 Cloud KMS 的位置（包括区域位置和多区域位置）均可使用。 Google Cloud
  • 通过 VPC 使用 Cloud EKM：可在大多数提供 Cloud KMS 的区域位置使用。多区域位置不支持通过 VPC 使用 Cloud EKM。

部分位置（包括 global 和 nam-eur-asia1）不适用于 Cloud EKM。如需了解哪些位置支持 Cloud EKM，请参阅 Cloud KMS 位置。

多区域使用

当您使用具有多区域且由外部管理的密钥时，密钥的元数据在多区域内的多个数据中心都有提供。此元数据包括与外部密钥管理合作伙伴通信所需的信息。如果您的应用在多区域内从一个数据中心故障切换到另一个数据中心，则新数据中心会发起密钥请求。新数据中心的网络特征可能与以前的数据中心不同，包括与外部密钥管理合作伙伴之间的距离以及发生超时的可能性。如果所选的外部密钥管理器可为相应多区域的所有区域提供低延迟，我们建议仅将多区域与 Cloud EKM 搭配使用。

合作伙伴管理的 EKM

借助合作伙伴管理的 EKM，您可以通过可信的主权合作伙伴使用 Cloud EKM，该合作伙伴会为您管理 EKM 系统。借助合作伙伴管理的 EKM，您的合作伙伴可以创建和管理您在 Cloud EKM 中使用的密钥。合作伙伴会确保您的 EKM 符合主权要求。

当您与主权合作伙伴完成初始配置后，该合作伙伴会在 Google Cloud 和您的 EKM 中预配资源。这些资源包括一个用于管理 Cloud EKM 密钥的 Cloud KMS 项目，以及一个配置为通过 Cloud KMS 管理 EKM 密钥的 EKM 连接。合作伙伴会根据您的数据驻留要求在 Google Cloud 位置创建资源。

每个 Cloud EKM 密钥都包含 Cloud KMS 元数据，这使得 Cloud EKM 可以向您的 EKM 发送请求，以使用永远不会离开 EKM 的外部密钥材料执行加密操作。对称 Cloud EKM 密钥还包括 Cloud KMS 内部密钥材料，这些材料永远不会离开 Google Cloud。如需详细了解 Cloud EKM 密钥的内部和外部，请参阅本页面中的 Cloud EKM 的工作原理。

如需详细了解合作伙伴管理的 EKM，请参阅配置合作伙伴管理的 Cloud KMS。

监控 Cloud EKM 用量

您可以使用 Cloud Monitoring 监控 EKM 连接。以下指标可帮助您了解 EKM 用量：

  • cloudkms.googleapis.com/ekm/external/request_latencies
  • cloudkms.googleapis.com/ekm/external/request_count

如需详细了解这些指标，请参阅 Cloud KMS 指标。您可以创建信息中心来跟踪这些指标。如需了解如何设置信息中心来监控 EKM 连接，请参阅监控 EKM 使用情况。

获取支持

如果您遇到 Cloud EKM 问题，请与支持团队联系。

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