Cloud External Key Manager

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

术语

  • External Key Manager (EKM)

    您在 Google Cloud 外部用来管理密钥的密钥管理器。

  • Cloud External Key Manager (Cloud EKM)

    一种使用在受支持的 EKM 中管理的外部密钥的 Google Cloud 服务。

  • 通过互联网使用 Cloud EKM

    Cloud EKM 的一个版本，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 的一个版本，其中 Google Cloud 通过 Virtual Private Cloud (VPC) 与您的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 与支持 Cloud EKM 控制平面的外部密钥管理合作伙伴一起使用 Cloud EKM 时，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外部密钥和 Cloud KMS 中的 EKM 密钥管理。

  • 加密空间

    外部密钥管理合作伙伴中用于存放资源的容器。您的加密空间由唯一的加密空间路径标识。Crypto Space 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

    由值得信赖的合作伙伴为您管理 EKM 的安排。 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

    将 Cloud EKM 与 Key Access Justifications 搭配使用时，您向外部密钥管理合作伙伴发出的每个请求都会包含一个字段，用于标识每个请求的原因。您可以将外部密钥管理合作伙伴配置为根据提供的 Key Access Justifications 代码批准或拒绝请求。如需详细了解 Key Access Justifications，请参阅密钥访问理由概览。

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。您必须先向 Google Cloud 项目授予对外部密钥管理器中密钥的访问权限，然后才能在 Google Cloud 中使用外部托管密钥。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通过虚拟私有云 (VPC) 与外部密钥管理器通信。

Cloud EKM 的运作方式

Cloud EKM 密钥版本由以下部分组成：

  • 外部密钥材料：Cloud EKM 密钥的外部密钥材料是指在 EKM 中创建并存储的加密材料。这些材料不会离开您的 EKM，也不会与 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。这是外部密钥材料的唯一标识符，Cloud EKM 在请求使用该密钥进行加密操作时会使用该标识符。
  • 内部密钥材料：创建对称 Cloud EKM 密钥时，Cloud KMS 会在 Cloud KMS 中创建其他密钥材料，这些材料绝不会离开 Cloud KMS。与 EKM 通信时，此密钥材料会用作额外的加密层。此内部密钥材料不适用于非对称签名密钥。

如需使用 Cloud EKM 密钥，Cloud EKM 会向您的 EKM 发送加密操作请求。例如，如需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。加密数据包含在对 EKM 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。如果没有外部密钥材料和内部密钥材料，就无法解密使用 Cloud EKM 密钥加密的数据。

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 中进行相应更改。对于手动管理的外部密钥和协调的外部密钥，系统会以不同的方式处理这些相应更改。通过互联网访问的所有外部密钥均由人工管理。通过 VPC 网络访问的外部密钥可以手动管理或协调，具体取决于通过 VPC 连接的 EKM 的 EKM 管理模式。手动 EKM 管理模式适用于手动管理的密钥。Cloud KMS EKM 管理模式适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调的外部密钥。

下图展示了 Cloud KMS 在密钥管理模型中的作用。此图使用 Compute Engine 和 BigQuery 作为两个示例；您还可以查看支持 Cloud EKM 密钥的服务的完整列表。

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 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，可使用由外部管理的密钥的 URI 或密钥路径创建 Cloud EKM 密钥版本。
  4. 您必须在 EKM 和 Cloud EKM 之间手动管理密钥轮替等维护操作。例如，密钥版本轮替或密钥版本销毁操作需要直接在 EKM 和 Cloud KMS 中完成。

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 Cloud EKM 如何与协调的外部密钥搭配使用。

  1. 您通过 VPC 连接设置 EKM，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 项目服务账号访问 EKM 中的加密空间。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. 您在 Cloud KMS 中创建外部密钥。当您使用启用了 Cloud KMS EKM 管理模式的通过 VPC 连接的 EKM 创建 Cloud EKM 密钥时，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. 您可以从 Cloud KMS 发起对协调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设定的时间表自动轮替。Cloud EKM 会在 EKM 中协调新密钥版本的创建。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 触发在 EKM 中创建或销毁密钥版本。

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。

使用 Cloud KMS 进行 EKM 密钥管理

通过 VPC 连接的 EKM 可使用 Cloud KMS 中的 EKM 密钥管理功能，从而实现协调的外部密钥。如果您的 EKM 支持 Cloud EKM 控制平面，则可以通过 VPC 连接为 EKM 启用 Cloud KMS 中的 EKM 密钥管理，以创建协调的外部密钥。启用 Cloud KMS 中的 EKM 密钥管理后，Cloud EKM 可能会请求在您的 EKM 中进行以下更改：

  • 创建密钥：当您使用通过 VPC 连接的兼容 EKM 在 Cloud KMS 中创建外部管理密钥时，Cloud EKM 会将密钥创建请求发送到您的 EKM。成功后，EKM 会创建新的密钥和密钥材料，并返回密钥路径以供 Cloud EKM 使用来访问密钥。

  • 轮替密钥：当您通过 VPC 连接使用兼容的 EKM 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 EKM。成功后，您的 EKM 会创建新的密钥材料，并返回密钥路径，以供 Cloud EKM 用于访问新的密钥版本。

  • 销毁密钥：当您通过 VPC 连接使用兼容的 EKM 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。如果密钥版本未在已安排销毁期限结束前恢复，Cloud EKM 会销毁该密钥的部分加密材料，并向您的 EKM 发送销毁请求。

    在 Cloud KMS 中销毁密钥版本后，即使 EKM 尚未销毁该密钥版本，也无法解密使用此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，了解 EKM 是否已成功销毁密钥版本。

通过 Cloud KMS 管理 EKM 中的密钥时，密钥材料仍会保留在 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 中尝试执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：

支持通过 Cloud EKM 使用 CMEK 的服务

以下服务支持将外部 (Cloud EKM) 密钥与 Cloud KMS 集成：

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。如果您丢失了您在 Google Cloud 外部管理的密钥，Google 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 支持团队只能帮助解决 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 可与裸机机架 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

  • 不支持自动轮替。
  • 使用 API 或 Google Cloud CLI 创建 Cloud EKM 密钥时，该密钥不得具有初始密钥版本。这不适用于使用 Google Cloud 控制台创建的 Cloud EKM 密钥。
  • 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：在支持 Cloud KMS 的大多数 Google Cloud 位置（包括区域性位置和多区域位置）均可使用。
  • 通过 VPC 使用 Cloud EKM：在大多数支持 Cloud KMS 的区域位置提供。通过 VPC 使用 Cloud EKM 在多区域位置不可用。

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

当您将由外部管理的密钥与多区域结合使用时，密钥的元数据会在多区域内的多个数据中心提供。此元数据包含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。如果您选择的外部密钥管理器可为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，您可以通过可信的独立合作伙伴使用 Cloud EKM，由对方为您管理 EKM 系统。借助合作伙伴管理的 EKM，您的合作伙伴会创建和管理您在 Cloud EKM 中使用的密钥。合作伙伴会确保您的 EKM 符合主权要求。

在您与主权合作伙伴完成初始配置后，合作伙伴会在 Google Cloud 和您的 EKM 中预配资源。这些资源包括用于管理 Cloud EKM 密钥的 Cloud KMS 项目，以及通过 VPC 连接的 EKM，该连接已配置为通过 Cloud KMS 进行 EKM 密钥管理。您的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，这让 Cloud EKM 可以向您的 EKM 发送请求，以使用从不离开 EKM 的外部密钥材料执行加密操作。对称 Cloud EKM 密钥还包含 Cloud KMS 内部密钥材料，这些材料绝不会离开 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 cloudkms 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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