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顧客管理の暗号鍵（CMEK）を使用する

このページでは、Firestore の顧客管理の暗号鍵（CMEK）に関連するタスクの実行方法について説明します。CMEK の一般的な用途や使用する理由などの詳細については、Cloud KMS のドキュメントをご覧ください。

CMEK 鍵を準備する

CMEK で保護された Firestore データベースを作成する前に、次の手順を完了する必要があります。

Firestore CMEK 機能へのアクセスをリクエストします。
Firestore サービスエージェントを作成（または取得）する。
CMEK 鍵を作成する。
その鍵の IAM 設定を構成する。

CMEK で保護された Firestore データベースを含むプロジェクトごとに、次の手順を完了します。後で新しい CMEK 鍵を作成する場合は、その鍵の IAM 設定を構成する必要があります。

アクセスをリクエスト

Firestore サービスエージェントを作成する前に、こちらのフォームに入力して CMEK 機能へのアクセスをリクエストしてください。

Firestore サービスエージェントを作成する

CMEK 鍵を作成する前に、Firestore サービスエージェントが必要です。このアカウントは、Firestore が鍵へのアクセスに使用する Google マネージドサービスアカウントの一種です。

サービスアカウント作成コマンドを実行して、Firestore がお客様の代わりに CMEK 鍵にアクセスする際に使用するサービスエージェントを作成します。サービスアカウントが存在しない場合、このコマンドはサービスアカウントを作成して表示します。

gcloud beta services identity create \
    --service=firestore.googleapis.com \
    --project FIRESTORE_PROJECT

FIRESTORE_PROJECT は、Firestore データベースに使用する予定のプロジェクトに置き換えます。

このコマンドは、メールアドレスに似た形式のサービスエージェント ID を表示します。後のステップで使用するため、出力メール文字列を記録します。

Service identity created:
service-xxx@gcp-sa-firestore.iam.gserviceaccount.com

キーを作成

Cloud KMS で直接作成された鍵または Cloud External Key Manager で利用できる外部管理鍵を使用できます。

Cloud KMS 鍵のロケーションは、使用する Firestore データベースのロケーションと同じである必要があります。

リージョンデータベースのロケーションには、ロケーション名には 1 対 1 のマッピングがあるため、キーリング、鍵、データベースに同じロケーション名を使用します。

たとえば、CMEK で保護されたデータベースを us-west1 に作成する場合は、us-west1 にキーリングと鍵を作成します。
マルチリージョンデータベースロケーションには、KMS マルチリージョンロケーションのロケーション名を使用します。
- Firestore の nam5 マルチリージョンロケーションには、Cloud KMS us マルチリージョンロケーションを使用します。
- Firestore の eur3 マルチリージョンロケーションには、Cloud KMS europe マルチリージョンロケーションを使用します。

鍵を管理する Google Cloud プロジェクトで、以下を完了します。

Cloud KMS API を有効化します。
次のいずれかのオプションを使用してキーリングと鍵を作成します。
- Cloud KMS でキーリングと鍵を直接作成する。
- 外部管理の鍵を使用する。外部鍵を作成してから Cloud EKM 鍵を作成し、その鍵を Cloud KMS で使用できるようにします。

鍵の IAM 設定を構成する

Console

Cloud KMS のロールをサービスエージェントに付与するには、次の手順を行います。詳細レベルでの設定が必要な場合は、鍵レベルまたは鍵リングレベルで権限を付与することもできます。

Google Cloud コンソールの [IAM] ページに移動します。

IAM ページに移動
[追加] をクリックします。
Firestore サービスエージェントのメール ID を入力します。
[Cloud KMS 暗号鍵の暗号化 / 復号] ロールを選択します。
[保存] をクリックします。

gcloud

サービスエージェントに cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter ロールを付与します。
```
gcloud kms keys add-iam-policy-binding KMS_KEY \
    --keyring KMS_KEYRING\
    --location KMS_LOCATION \
    --member serviceAccount:SERVICE_AGENT_EMAIL \
    --role roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter \
    --project KMS_PROJECT
```
次のフィールドを入力します。
- KMS_KEY: 鍵に割り当てた名前
- KMS_KEYRING: 鍵が含まれる KMS キーリング
- KMS_LOCATION: キーリングが含まれるリージョン
- SERVICE_AGENT_EMAIL: アクセス権を付与するサービスエージェントのメール形式の ID
- KMS_PROJECT: 鍵が含まれるプロジェクト
ターミナルに次のようなレスポンスが表示されます。
```
Updated IAM policy for key KMS_KEY.
bindings:
- members:
  - serviceAccount:
    service-{project-number}@gcp-sa-firestore.iam.gserviceaccount.com
role: roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter
```

CMEK 有効化データベースを作成する

CMEK 鍵の作成と構成が完了したら、CMEK で保護されたデータベースを作成できます。Google のデフォルトの暗号化によって保護されている既存の Firestore データベースは、CMEK を使用するように変換できません。暗号化の種類と鍵は、作成時にのみ選択できます。

gcloud

gcloud alpha firestore databases create --location=FIRESTORE_DATABASE_LOCATION \
      --database=DATABASE_ID \
      --kms-key-name=KMS_KEY_NAME \
      --project=FIRESTORE_PROJECT

次のフィールドを入力します。

FIRESTORE_DATABASE_LOCATION: データベースの Firestore のロケーション
DATABASE_ID: データベースの ID
KMS_KEY_NAME: 鍵に割り当てた名前鍵の完全なリソース名を次の形式で使用します。

projects/KMS_PROJECT/locations/KMS_LOCATION/keyRings/KMS_KEYRING_ID/cryptoKeys/KMS_KEY_ID
FIRESTORE_PROJECT: Firestore データベースに使用するプロジェクト

REST API

HTTP リクエスト:

POST https://firestore.googleapis.com/v1/projects/{FIRESOTRE_PROJECT}/databases

リクエストの本文で cmek_config.kms_key_name フィールドに CMEK を構成します。

Cloud KMS 鍵の完全なリソース ID に設定します。このデータベースと同じロケーションにある鍵のみが使用できます。

この値は、projects/{KMS_PROJECT}/locations/{KMS_LOCATION}/keyRings/{KMS_KEYRING_ID}/cryptoKeys/{KMS_KEY_ID} の形式で Cloud KMS 鍵のリソース ID にする必要があります。

その他のフィールドの詳細については、database create ページをご覧ください。

リクエストの例:

curl -X POST 'https://firestore.googleapis.com/v1/projects/FIRESTORE_PROJECT/databases?databaseId={DATABASE_ID}' \
-H "Authorization: Bearer $(gcloud auth print-access-token)" \
-H "Content-type: application/json" \
-d '{
  "type":"FIRESTORE_NATIVE",
  "locationId":"{FIRESTORE_DATABASE_LOCATION}",
  "cmekConfig": {
    "kmsKeyName":"projects/KMS_PROJECT/locations/KMS_LOCATION/keyRings/KMS_KEYRING_ID/cryptoKeys/KMS_KEY_ID"
  }
}'

Terraform

CMEK 有効化データベースを作成するには、google_firestore_database リソースを使用します。詳細と例については、google_firestore_database をご覧ください。

resource "google_firestore_database" "database" {
  project     = "FIRESTORE_PROJECT"
  name        = "DATABASE_ID"
  location_id = "FIRESTORE_DATABASE_LOCATION"
  type        = "DATABASE_TYPE"

  cmek_config {
    kms_key_name = "KMS_KEY_NAME"
  }

}

次のフィールドを入力します。

FIRESTORE_PROJECT: Firestore データベースに使用するプロジェクト
DATABASE_ID: データベースの ID
FIRESTORE_DATABASE_LOCATION: データベースの Firestore のロケーション
DATABASE_TYPE: ネイティブモードの場合は FIRESTORE_NATIVE、データストアモードの場合は DATASTORE_MODE のいずれか。
KMS_KEY_NAME: 鍵に割り当てた名前鍵の完全なリソース名を次の形式で使用します。

projects/KMS_PROJECT/locations/KMS_LOCATION/keyRings/KMS_KEYRING_ID/cryptoKeys/KMS_KEY_ID

CMEK で保護されているデータベースにアクセスする

CMEK で保護されたデータベースに送信されるすべての読み取り、書き込み、クエリのオペレーションは、Google のデフォルトの暗号化されたデータベースと同じように機能するべきです。たとえば、リクエストごとにキーを指定する必要はありません。

使用中の鍵を表示する

gcloud

databases describe gcloud CLI コマンドを使用して、データベースの CMEK 構成を確認できます。

gcloud firestore databases describe --database=DATABASE_ID --project=FIRESTORE_PROJECT

レスポンスの cmekConfig フィールドに CMEK の情報が次のように表示されます。

cmekConfig:
    activeKeyVersion:
    - projects/PROJECT_ID/locations/us/keyRings/KEYRING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME/cryptoKeyVersions/1
    kmsKeyName: projects/PROJECT_ID/locations/us/keyRings/KEYRING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME
  locationId: nam5
  name: projects/PROJECT_ID/databases/DATABASE_ID

レスポンスには次の情報が含まれます。

kmsKeyName: CMEK で保護されたデータベースの暗号化に使用される鍵の完全なリソース名。
activeKeyVersion: CMEK で保護されたデータベースで現在使用中のすべての鍵バージョンのリスト。鍵のローテーション中、複数のアクティブな鍵バージョンが存在することがあります。

REST API

HTTP リクエスト:

GET https://firestore.googleapis.com/v1/{name=projects/FIRESTORE_PROJECT/databases/DATABASE_ID}

リクエストの本文で cmek_config.kms_key_name フィールドに CMEK を構成します。Cloud KMS 鍵の完全なリソース ID に設定します。このデータベースと同じロケーションにある鍵のみが使用できます。

この値は、projects/{KMS_PROJECT}/locations/{KMS_LOCATION}/keyRings/{KMS_KEYRING_ID}/cryptoKeys/{KMS_KEY_ID} の形式で Cloud KMS 鍵のリソース ID にする必要があります。

その他のフィールドの詳細については、database create ページをご覧ください。

リクエストとレスポンスの例

curl 'https://firestore.googleapis.com/v1/projects/FIRESTORE_PROJECT/databases/{DATABASE_ID}' \
-H "Authorization: Bearer $(gcloud auth print-access-token)" \
-H "Content-type: application/json"

—----------------------------------------- Response —--------------------------------------------
{
  "name": "projects/FIRESTORE_PROJECT/databases/{DATABASE_ID}",
  "locationId": "{FIRESTORE_DATABASE_LOCATION}",
  "type": "FIRESTORE_NATIVE",
  "cmekConfig": {
    "kmsKeyName": "projects/{KMS_PROJECT}/locations/{KMS_LOCATION}/keyRings/{KMS_KEYRING_ID}/cryptoKeys/{KMS_KEY_ID}",
    "activeKeyVersion": [
      "projects/{KMS_PROJECT}/locations/{KMS_LOCATION}/keyRings/{KMS_KEYRING_ID}/cryptoKeys/{KMS_KEY_ID}/cryptoKeyVersions/1"
    ]
  },
  ……
}

鍵を無効にする

データベースに関連付けられた鍵を無効にするには、次の手順を完了します。

データベースで使用中の鍵バージョンを表示する
これらの鍵バージョンを無効にする
変更が有効になるまで待ってから、データにもうアクセスできないかを確認します。通常は数分で変更内容が反映されますが、最長で 3 時間ほどかかることもあります。

データベースで使用される鍵が無効な場合、FAILED_PRECONDITION 例外とエラーメッセージの詳細が受信されることが想定されます。次に例を示します。

{
  "error": {
    "code": 400,
    "message": "The customer-managed encryption key required by the requested resource is not accessible. Error reason:  generic::permission_denied: Permission 'cloudkms.cryptoKeyVersions.useToEncrypt' denied on resource 'projects/FIRESTORE_PROJECT/locations/{KMS_LOCATION}/keyRings/{KMS_KEYRING_ID}/cryptoKeys/{KMS_KEY_ID}' (or it may not exist).",
    "status": "FAILED_PRECONDITION",
    "details": [
      {
        "@type": "type.googleapis.com/google.rpc.DebugInfo",
        "detail": "The customer-managed encryption key required by the requested resource is not accessible. Error reason:  generic::permission_denied: Permission 'cloudkms.cryptoKeyVersions.useToEncrypt' denied on resource 'projects/FIRESTORE_PROJECT/locations/{KMS_LOCATION}/keyRings/{KMS_KEYRING_ID}/cryptoKeys/{KMS_KEY_ID}' (or it may not exist)"
      }
    ]
  }
}

鍵を有効にする

データベースに関連付けられた鍵を再度有効にするには、次の手順を完了します。

データベースで使用中の鍵バージョンを表示する
これらの鍵バージョンを有効にする
変更が有効になるまで待ってから、データにもうアクセスできないかを確認します。通常は数分で変更内容が反映されますが、最長で 3 時間ほどかかることもあります。

Cloud KMS 鍵の監査ログを表示する

Cloud KMS データアクセス監査ログを有効にする前に、Cloud Audit Logs について理解しておく必要があります。

Cloud KMS データアクセス監査ログでは、Firestore または CMEK 鍵を使用するように構成されている他のプロダクトが Cloud KMS に暗号化 / 復号呼び出しを行った日時を確認できます。Firestore は、すべてのデータリクエストに対して暗号化 / 復号呼び出しを実行するのではなく、鍵を定期的に確認するポーラーを維持します。ポーリングの結果は監査ログに表示されます。

監査ログは Google Cloud コンソールで設定と操作ができます。

プロジェクト内の Cloud KMS API でロギングが有効になっていることを確認します。
Google Cloud コンソールで Cloud Logging に移動します。

Cloud Logging に移動

クエリビルダーに次の行を追加して、ログエントリを Cloud KMS 鍵に限定します。

resource.type="cloudkms_cryptokey"
resource.labels.key_ring_id = KMS_KEYRING
resource.labels.crypto_key_id = KMS_KEY
resource.labels.location=KMS_LOCATION

次のフィールドを入力します。

KMS_KEY: CMEK 鍵の名前
KMS_KEYRING: 鍵が含まれる KMS キーリング
KMS_LOCATION: 鍵とキーリングのロケーション

このログには、データベースごとに約 5 分間隔でログエントリが記録されます。ログエントリは次のようになります。

Info 2021-03-20 08:02:24.869 EDT Cloudkms.googleapis.com Decrypt projects/cloud-kms-project/locations/us-central1/keyRings/firestore-keys/cryptoKeys/my-cmek-key service-123456789123@gcp-sa-firestore.iam.gserviceaccount.com
audit_log, method: "Decrypt", principal_email: "service-1234567891011@gcp-sa-firestore.iam.gserviceaccount.com"

Info 2021-03-20 08:02:24.913 EDT Cloudkms.googleapis.com Encrypt projects/cloud-kms-project/locations/us-central1/keyRings/firestore-keys/cryptoKeys/my-cmek-key service-123456789123@gcp-sa-firestore.iam.gserviceaccount.com
audit_log, method: "Encrypt", principal_email: "service-123456789123@gcp-sa-firestore.iam.gserviceaccount.com"

監査ログの解釈方法については、監査ログについてをご覧ください。

CMEK の組織のポリシーを構成する

組織内の Firestore データベースの暗号化コンプライアンス要件を指定するには、CMEK 組織ポリシー制約を使用します。

CMEK 保護を要求する

Firestore データベースの作成に CMEK を要求するように constraints/gcp.restrictNonCmekServices を構成します。制約を deny に設定し、firestore.googleapis.com を拒否リストに追加します。次に例を示します。

 gcloud resource-manager org-policies deny gcp.restrictNonCmekServices  is:firestore.googleapis.com --project=FIRESTORE_PROJECT

FIRESTORE_PROJECT は、制限するプロジェクトに置き換えます。

組織のポリシーの構成の詳細については、ポリシーの作成と編集をご覧ください。

ポリシーが有効になった後、影響を受けるプロジェクトで CMEK 以外のデータベースを作成しようとすると、FAILED_PRECONDITION 例外とエラーメッセージを受信します。たとえば、例外は次のようになります。

{
  "error": {
    "code": 400,
    "message": "Constraint 'constraints/gcp.restrictNonCmekServices' violated for 'projects/FIRESTORE_PROJECT' attempting to perform the operation 'google.firestore.admin.v1.FirestoreAdmin.CreateDatabase' with violated value 'firestore.googleapis.com'. See https://cloud.google.com/resource-manager/docs/organization-policy/org-policy-constraints for more information.",
    "status": "FAILED_PRECONDITION",
    "details": [
      {
        "@type": "type.googleapis.com/google.rpc.PreconditionFailure",
        "violations": [
          {
            "type": "constraints/gcp.restrictNonCmekServices",
            "subject": "orgpolicy:projects/FIRESTORE_PROJECT",
            "description": "Constraint 'constraints/gcp.restrictNonCmekServices' violated for 'projects/FIRESTORE_PROJECT' attempting to perform the operation 'google.firestore.admin.v1.FirestoreAdmin.CreateDatabase' with violated value 'firestore.googleapis.com'. See https://cloud.google.com/resource-manager/docs/organization-policy/org-policy-constraints for more information."
          }
        ]

CMEK の鍵の使用を制限する

CMEK の保護に使用される Cloud KMS 鍵がどれかを制限するには、constraints/gcp.restrictCmekCryptoKeyProjects 制約を構成します。

リスト型制約として許容される値は、リソース階層インジケーター（projects/PROJECT_ID、under:folders/FOLDER_ID、under:organizations/ORGANIZATION_ID など）です。この制約を使用するには、リソース階層インジケーターのリストを構成し、制約を [許可] に設定します。この構成では、CMEK 鍵が、リストされたプロジェクト、フォルダ、組織からのみ選択できるように、サポート対象サービスが制限されます。構成されたサービスで CMEK で保護されたリソースを作成するリクエストは、許可されたリソースのいずれかからの Firestore 鍵がないと成功しません。

次の例では、指定されたプロジェクト内の CMEK で保護されたデータベースの ALLOWED_KEY_PROJECT_ID の鍵のみを許可します。

gcloud resource-manager org-policies allow gcp.restrictCmekCryptoKeyProjects \
under:projects/ALLOWED_KEY_PROJECT_ID \
--project=FIRESTORE_PROJECT

ポリシーが有効になった後、制約に違反すると、FAILED_PRECONDITION 例外とエラーメッセージを受信します。例外は次のようになります。

{
  "error": {
    "code": 400,
    "message": "Constraint 'constraints/gcp.restrictCmekCryptoKeyProjects' violated for 'projects/FIRESTORE_PROJECT' attempting to perform the operation 'google.firestore.admin.v1.FirestoreAdmin.CreateDatabase' with violated value 'projects/{NOT_ALLOWED_KEY_PROJECT}'. See https://cloud.google.com/resource-manager/docs/organization-policy/org-policy-constraints for more information.",
    "status": "FAILED_PRECONDITION",
    "details": [
      {
        "@type": "type.googleapis.com/google.rpc.PreconditionFailure",
        "violations": [
          {
            "type": "constraints/gcp.restrictCmekCryptoKeyProjects",
            "subject": "orgpolicy:projects/FIRESTORE_PROJECT",
            "description": "Constraint 'constraints/gcp.restrictCmekCryptoKeyProjects' violated for 'projects/FIRESTORE_PROJECT' attempting to perform the operation 'google.firestore.admin.v1.FirestoreAdmin.CreateDatabase' with violated value 'projects/{NOT_ALLOWED_KEY_PROJECT}'. See https://cloud.google.com/resource-manager/docs/organization-policy/org-policy-constraints for more information."
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

次のステップ

Firestore と CMEK の概要を確認する

顧客管理の暗号鍵（CMEK）を使用する

CMEK 鍵を準備する

アクセスをリクエスト

Firestore サービス エージェントを作成する

キーを作成

鍵の IAM 設定を構成する

Console

gcloud

CMEK 有効化データベースを作成する

gcloud

REST API

Terraform

CMEK で保護されているデータベースにアクセスする

使用中の鍵を表示する

gcloud

REST API

鍵を無効にする

鍵を有効にする

Cloud KMS 鍵の監査ログを表示する

CMEK の組織のポリシーを構成する

CMEK 保護を要求する

CMEK の鍵の使用を制限する

次のステップ

Firestore サービスエージェントを作成する