Algoritmos y propósitos de clave

Cada clave de Cloud KMS 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 Métodos admitidos
Encriptación simétrica ENCRYPT_DECRYPT cryptoKeys.encrypt, cryptoKeys.decrypt
Firma asimétrica ASYMMETRIC_SIGN cryptoKeys.asymmetricSign, cryptoKeyVersions.getPublicKey
Encriptación asimétrica ASYMMETRIC_DECRYPT cryptoKeyVersions.asymmetricDecrypt, cryptoKeyVersions.getPublicKey

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.

Para la lista de valores de propósito de clave compatibles que se usarán con la herramienta de línea de comandos de gcloud, consulta --purpose.

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]

donde:

  • [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.

Algoritmo Descripción
EC_SIGN_P256_SHA256 (recomendado) ECDSA en la curva P-256 con un resumen SHA-256
EC_SIGN_P384_SHA384 ECDSA en la curva P-384 con un resumen SHA-384

Algoritmos de firma RSA

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

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

donde:

  • [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_SIGN.

Algoritmo Descripción
RSA_SIGN_PSS_2048_SHA256 Clave RSASSA-PSS de 2048 bits con un resumen SHA-256
RSA_SIGN_PSS_3072_SHA256 (recomendado) Clave RSASSA-PSS de 3072 bits con un resumen SHA-256
RSA_SIGN_PSS_4096_SHA256 Clave RSASSA-PSS de 4096 bits con un resumen SHA-256
RSA_SIGN_PSS_4096_SHA512 Clave RSASSA-PSS de 4096 bits con un resumen SHA-512
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 RSASSA-PKCS1-v1_5 con una clave de 3072 bits y un resumen SHA-256
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 RSASSA-PKCS1-v1_5 con una clave de 4096 bits y un resumen SHA-512

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]

donde:

  • [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.

Algoritmo Descripción
RSA_DECRYPT_OAEP_2048_SHA256 Clave RSAES-OAEP de 2048 bits con un resumen SHA-256
RSA_DECRYPT_OAEP_3072_SHA256 (recomendado) Clave RSAES-OAEP de 3072 bits con un resumen SHA-256
RSA_DECRYPT_OAEP_4096_SHA256 Clave RSAES-OAEP de 4096 bits con un resumen SHA-256
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.

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 el módulo de seguridad de hardware

Todos los propósitos de clave son compatibles con los niveles de protección de SOFTWARE y HSM.

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