Algoritmos y propósitos de clave

Cada clave de Cloud Key Management Service tiene un propósito, que define las capacidades criptográficas de la clave. El propósito también determina cuáles algoritmos admiten las versiones de claves. Cada algoritmo define cuáles parámetros se deben usar para cada operación criptográfica. Cada clave también tiene un nivel de protección que indica si las operaciones criptográficas se realizan en software o en un módulo de seguridad de hardware (HSM).

Propósitos de clave

Cloud KMS proporciona propósitos de clave para las siguientes situaciones:

Situación Propósito de clave (SDK) Propósito de clave (API) Métodos admitidos
Encriptación simétrica encriptación ENCRYPT_DECRYPT cryptoKeys.encrypt, cryptoKeys.decrypt
Firma asimétrica asymmetric-signing ASYMMETRIC_SIGN cryptoKeyVersions.asymmetricSign, cryptoKeyVersions.getPublicKey
Encriptación asimétrica asymmetric-encryption ASYMMETRIC_DECRYPT cryptoKeyVersions.asymmetricDecrypt, cryptoKeyVersions.getPublicKey
Firma MAC firma mac MAC cryptoKeyVersions.macSign, cryptoKeyVersions.macVerify

Cuando creas una clave, defines el propósito y el algoritmo de esa clave. Puedes cambiar el algoritmo cuando creas versiones de clave nuevas, sujeto al alcance de su propósito. Este último no se puede cambiar.

Dos claves con el mismo propósito pueden usar algoritmos subyacentes diferentes, pero deben admitir el mismo conjunto de operaciones criptográficas.

Algoritmos de encriptación simétrica

El propósito de clave ENCRYPT_DECRYPT habilita la encriptación simétrica. Todas las claves con el propósito de clave ENCRYPT_DECRYPT usan el algoritmo GOOGLE_SYMMETRIC_ENCRYPTION. No se usa ningún parámetro con este algoritmo. Este usa claves del Estándar de encriptación avanzada de 256 bits (AES-256) en modo Galois/contador (GCM), que se rellenó con metadatos internos de Cloud KMS.

Algoritmos de firma asimétrica

El propósito de clave ASYMMETRIC_SIGN habilita la firma asimétrica. Las claves con el propósito de clave ASYMMETRIC_SIGN usan algoritmos diferentes, según si la clave admite la firma de curva elíptica o la firma RSA.

En el caso de una clave con el propósito ASYMMETRIC_SIGN, puedes cambiar entre claves de tamaño diferente y esquemas de firma diferentes mediante el algoritmo.

Algoritmos de firma de curva elíptica

El formato de un algoritmo de firma de curva elíptica es el siguiente:

EC_SIGN_[ELLIPTIC_CURVE]_[DIGEST_ALGORITHM]

En el ejemplo anterior, se ilustra lo siguiente:

  • [ELLIPTIC_CURVE] es la curva elíptica
  • [DIGEST_ALGORITHM] es el algoritmo de resumen

La tabla siguiente incluye una lista de los algoritmos posibles para las claves de curva elíptica con el propósito ASYMMETRIC_SIGN. Usa los nombres de algoritmos en minúscula con el comando gcloud y los que están en mayúscula con la API de Cloud Key Management Service.

Algoritmo (SDK) Algoritmo (API) Descripción
ec_sign_p256_sha256 (recomendado) EC_SIGN_P256_SHA256 ECDSA en la curva P-256 con un resumen SHA-256
ec_sign_p384_sha384 EC_SIGN_P384_SHA384 ECDSA en la curva P-384 con un resumen SHA-384
ec_sign_secp256k1_sha256 EC_SIGN_SECP256K1_SHA256 ECDSA en la curva Secp256k1 con un resumen SHA-256

Algoritmos de firma RSA

El formato de un algoritmo de firma RSA es el siguiente:

RSA_SIGN_[PADDING_ALGORITHM]_[MODULUS_BIT_LENGTH]_[DIGEST_ALGORITHM]

En el ejemplo anterior, se ilustra lo siguiente:

  • [PADDING_ALGORITHM] es el algoritmo de relleno
  • [MODULUS_BIT_LENGTH] es la longitud de bits de la clave
  • [DIGEST_ALGORITHM] es el algoritmo de resumen

Ten en cuenta que algunos algoritmos tienen el siguiente formato

RSA_SIGN_RAW_[PADDING_ALGORITHM]_[MODULUS_BIT_LENGTH]

y omite el algoritmo de resumen. Estos algoritmos son una variante de la firma PKCS #1 que omite la codificación en un DigestInfo. En la variante: + + un resumen se calcula sobre el mensaje que se firmará + + PKCS #1 de relleno se aplica al resumen directamente + + una firma del resumen relleno se calcula con el RSA privado clave

La siguiente tabla incluye una lista de algoritmos posibles para claves RSA con el propósito ASYMMETRIC_SIGN. Usa los nombres de algoritmos en minúscula con el comando gcloud y los que están en mayúscula con la API de Cloud Key Management Service.

Algoritmo (SDK) Algoritmo (API) Descripción
rsa_sign_pss_2048_sha256 RSA_SIGN_PSS_2048_SHA256 Clave RSASSA-PSS de 2048 bits con un resumen SHA-256
rsa_sign_pss_3072_sha256 (recomendado) RSA_SIGN_PSS_3072_SHA256 Clave RSASSA-PSS de 3072 bits con un resumen SHA-256
rsa_sign_pss_4096_sha256 RSA_SIGN_PSS_4096_SHA256 Clave RSASSA-PSS de 4096 bits con un resumen SHA-256
rsa_sign_pss_4096_sha512 RSA_SIGN_PSS_4096_SHA512 Clave RSASSA-PSS de 4096 bits con un resumen SHA-512
rsa_sign_pkcs1_2048_sha256 RSA_SIGN_PKCS1_2048_SHA256 RSASSA-PKCS1 v1_5 con una clave de 2048 bits y un resumen SHA-256
rsa_sign_pkcs1_3072_sha256 RSA_SIGN_PKCS1_3072_SHA256 RSASSA-PKCS1 v1_5 con una clave de 3072 bits y un resumen SHA-256
rsa_sign_pkcs1_4096_sha256 RSA_SIGN_PKCS1_4096_SHA256 RSASSA-PKCS1 v1_5 con una clave de 4096 bits y un resumen SHA-256
rsa_sign_pkcs1_4096_sha512 RSA_SIGN_PKCS1_4096_SHA512 RSASSA-PKCS1 v1_5 con una clave de 4096 bits y un resumen SHA-512
rsa_sign_raw_pkcs1_2048 RSA_SIGN_RAW_PKCS1_2048 Firma RSASSA-PKCS1-v1_5 sin codificación, con una clave de 2048 bits
rsa_sign_raw_pkcs1_3072 RSA_SIGN_RAW_PKCS1_3072 Firma RSASSA-PKCS1-v1_5 sin codificación, con una clave de 3072 bits
rsa_sign_raw_pkcs1_4096 RSA_SIGN_RAW_PKCS1_4096 Firma RSASSA-PKCS1-v1_5 sin codificación, con una clave de 4096 bits

En el esquema probabilístico de firmas (PSS), la longitud utilizada para la sal es igual a la longitud del algoritmo de resumen. Por ejemplo, RSA_SIGN_PSS_2048_SHA256 usará PSS con una longitud de sal de 256 bits. Además, para el PSS el algoritmo de resumen especificado en el nombre del algoritmo también se usa en la función de generación de enmascaramiento (MGF1). Por ejemplo, si estás usando RSA_SIGN_PSS_2048_SHA256, enviarás un hash SHA-256 de los datos que se firmarán, y Cloud KMS usará un SHA-256 de forma interna como el algoritmo del hash para la MGF1 cuando procese la firma.

Algoritmos de encriptación asimétrica

El propósito de clave ASYMMETRIC_DECRYPT habilita la encriptación RSA. El formato de un algoritmo ASYMMETRIC_DECRYPT es el siguiente:

RSA_DECRYPT_[PADDING_ALGORITHM]_[MODULUS_BIT_LENGTH]_[DIGEST_ALGORITHM]

En el ejemplo anterior, se ilustra lo siguiente:

  • [PADDING_ALGORITHM] es el algoritmo de relleno
  • [MODULUS_BIT_LENGTH] es la longitud de bits de la clave
  • [DIGEST_ALGORITHM] es el algoritmo de resumen

La siguiente tabla incluye una lista de algoritmos posibles para claves RSA con el propósito ASYMMETRIC_DECRYPT. Usa los nombres de algoritmos en minúscula con el comando gcloud y los que están en mayúscula con la API de Cloud Key Management Service.

Algoritmo (SDK) Algoritmo (API) Descripción
rsa_decrypt_oaep_2048_sha1 RSA_DECRYPT_OAEP_2048_SHA1 Clave RSAES-OAEP de 2048 bits con un resumen SHA-1
rsa_decrypt_oaep_2048_sha256 RSA_DECRYPT_OAEP_2048_SHA256 Clave RSAES-OAEP de 2048 bits con un resumen SHA-256
rsa_decrypt_oaep_3072_sha1 RSA_DECRYPT_OAEP_3072_SHA1 Clave RSAES-OAEP de 3072 bits con un resumen SHA-1
rsa_decrypt_oaep_3072_sha256 (recomendado) RSA_DECRYPT_OAEP_3072_SHA256 Clave RSAES-OAEP de 3072 bits con un resumen SHA-256
rsa_decrypt_oaep_4096_sha1 RSA_DECRYPT_OAEP_4096_SHA1 Clave RSAES-OAEP de 4096 bits con un resumen SHA-1
rsa_decrypt_oaep_4096_sha256 RSA_DECRYPT_OAEP_4096_SHA256 Clave RSAES-OAEP de 4096 bits con un resumen SHA-256
rsa_decrypt_oaep_4096_sha512 RSA_DECRYPT_OAEP_4096_SHA512 Clave RSAES-OAEP de 4096 bits con un resumen SHA-512

Todos estos algoritmos usan relleno óptimo de encriptación asimétrica (OAEP) con la función de generación de enmascaramiento MGF1. Esta función requiere un algoritmo de resumen. En Cloud KMS, la función de resumen que se usará con MGF1 se especifica como parte del nombre del algoritmo de clave. Por ejemplo, si estás usando el algoritmo RSA_DECRYPT_OAEP_3072_SHA256, deberías usar SHA-256 con MGF1 cuando encriptes los datos.

Algoritmos de firma MAC

El propósito de la clave MAC habilita la firma MAC simétrica. Actualmente, las claves con MAC de propósito de clave solo admiten la firma HMAC.

Algoritmos de firma HMAC

El formato de un algoritmo de firma HMAC es el siguiente:

HMAC_[HASH_ALGORITHM]

En el ejemplo anterior, se ilustra lo siguiente:

  • [HASH_ALGORITHM] es el algoritmo hash

En la siguiente tabla, se enumeran los algoritmos HMAC disponibles en la actualidad para las claves con propósito de MAC. Usa los nombres de algoritmos en minúscula con el comando gcloud y los que están en mayúscula con la API de Cloud Key Management Service.

Algoritmo (SDK) Algoritmo (API) Descripción
hmac_sha256 HMAC_SHA256 HMAC con un resumen SHA-256

Recomendaciones de algoritmos

Para las firmas digitales, la recomendación es usar los algoritmos de firma de curva elíptica. EC_SIGN_P256_SHA256 es el algoritmo de curva elíptica recomendado. Si vas a usar algoritmos de firma RSA, el algoritmo de firma RSA recomendado es RSA_SIGN_PSS_3072_SHA256.

En los casos de encriptación asimétrica, el algoritmo recomendado es RSA_DECRYPT_OAEP_3072_SHA256.

Para ver la lista de valores de algoritmos compatibles que se usarán con la herramienta de gcloud, consulta --default-algorithm.

Niveles de protección

El nivel de protección indica cómo se realizan las operaciones criptográficas. Después de que creas una clave, no puedes cambiar el nivel de protección.

Nivel de protección Descripción
SOFTWARE Las operaciones criptográficas se realizan en software.
HSM Las operaciones criptográficas se realizan en un HSM.
EXTERNAL Las operaciones criptográficas se realizan mediante el uso de una clave almacenada en un administrador de claves externo. Se limita a la encriptación simétrica.

Todos los propósitos de la clave son compatibles con las claves con nivel de protección SOFTWARE o HSM.