Daten mit einem symmetrischen Schlüssel verschlüsseln und entschlüsseln

In diesem Thema erfahren Sie, wie Sie die folgenden symmetrischen Schlüsselvorgänge ausführen:

  • Text oder binären Inhalt (Klartext) mithilfe eines Cloud Key Management Service-Schlüssels verschlüsseln
  • Geheimtext entschlüsseln, der mit einem Cloud KMS-Schlüssel verschlüsselt wurde

Wenn Sie stattdessen einen asymmetrischen Schlüssel für die Verschlüsselung verwenden möchten, finden Sie unter Daten mit einem asymmetrischen Schlüssel verschlüsseln und entschlüsseln weitere Informationen.

Vorbereitung

  1. Erstellen Sie einen Schlüsselbund und einen Schlüssel, wie in Schlüsselbunde und Schlüssel erstellen beschrieben.

  2. Achten Sie darauf, dass der Nutzer, der die Methoden zum Verschlüsseln und Entschlüsseln aufruft, über die Berechtigungen cloudkms.cryptoKeyVersions.useToEncrypt und cloudkms.cryptoKeyVersions.useToDecrypt für den zum Verschlüsseln oder Entschlüsseln verwendeten Schlüssel verfügt.

    Eine Möglichkeit, einem Nutzer die Verschlüsselung oder Entschlüsselung zu ermöglichen, besteht darin, den Nutzer den IAM-Rollen roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypter, roles/cloudkms.cryptoKeyDecrypter oder roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter für diesen Schlüssel hinzuzufügen. Weitere Informationen finden Sie unter Berechtigungen und Rollen.

Encrypt

Befehlszeile

Wenn Sie Cloud KMS in der Befehlszeile verwenden möchten, müssen Sie zuerst Cloud SDK installieren oder ein Upgrade ausführen.

gcloud kms encrypt \
    --key key \
    --keyring key-ring \
    --location location  \
    --plaintext-file file-with-data-to-encrypt \
    --ciphertext-file file-to-store-encrypted-data

Ersetzen Sie key durch den Namen des Schlüssels, der für die Verschlüsselung verwendet werden soll. Ersetzen Sie key-ring durch den Namen des Schlüsselbunds, in dem sich der Schlüssel befindet. Ersetzen Sie location durch den Cloud KMS-Speicherort für den Schlüsselbund. Ersetzen Sie file-with-data-to-encrypt und file-to-store-encrypted-data durch die lokalen Dateipfade, um die Klartextdaten zu lesen und die verschlüsselte Ausgabe zu speichern.

Wenn Sie Informationen zu allen Flags und möglichen Werten erhalten möchten, führen Sie den Befehl mit dem Flag --help aus.

C#

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine C#-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS C# SDK installieren.


using Google.Cloud.Kms.V1;
using Google.Protobuf;
using System.Text;

public class EncryptSymmetricSample
{
    public byte[] EncryptSymmetric(
      string projectId = "my-project", string locationId = "us-east1", string keyRingId = "my-key-ring", string keyId = "my-key",
      string message = "Sample message")
    {
        // Create the client.
        KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.Create();

        // Build the key name.
        CryptoKeyName keyName = new CryptoKeyName(projectId, locationId, keyRingId, keyId);

        // Convert the message into bytes. Cryptographic plaintexts and
        // ciphertexts are always byte arrays.
        byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes(message);

        // Call the API.
        EncryptResponse result = client.Encrypt(keyName, ByteString.CopyFrom(plaintext));

        // Return the ciphertext.
        return result.Ciphertext.ToByteArray();
    }
}

Go

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Go-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Go SDK installieren.

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"

	kms "cloud.google.com/go/kms/apiv1"
	kmspb "google.golang.org/genproto/googleapis/cloud/kms/v1"
)

// encryptSymmetric encrypts the input plaintext with the specified symmetric
// Cloud KMS key.
func encryptSymmetric(w io.Writer, name string, message string) error {
	// name := "projects/my-project/locations/us-east1/keyRings/my-key-ring/cryptoKeys/my-key"
	// message := "Sample message"

	// Create the client.
	ctx := context.Background()
	client, err := kms.NewKeyManagementClient(ctx)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to create kms client: %v", err)
	}

	// Convert the message into bytes. Cryptographic plaintexts and
	// ciphertexts are always byte arrays.
	plaintext := []byte(message)

	// Build the request.
	req := &kmspb.EncryptRequest{
		Name:      name,
		Plaintext: plaintext,
	}

	// Call the API.
	result, err := client.Encrypt(ctx, req)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to encrypt: %v", err)
	}

	fmt.Fprintf(w, "Encrypted ciphertext: %s", result.Ciphertext)
	return nil
}

Java

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Java-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Java SDK installieren.

import com.google.cloud.kms.v1.CryptoKeyName;
import com.google.cloud.kms.v1.EncryptResponse;
import com.google.cloud.kms.v1.KeyManagementServiceClient;
import com.google.protobuf.ByteString;
import java.io.IOException;

public class EncryptSymmetric {

  public void encryptSymmetric() throws IOException {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    String projectId = "your-project-id";
    String locationId = "us-east1";
    String keyRingId = "my-key-ring";
    String keyId = "my-key";
    String plaintext = "Plaintext to encrypt";
    encryptSymmetric(projectId, locationId, keyRingId, keyId, plaintext);
  }

  // Encrypt data with a given key.
  public void encryptSymmetric(
      String projectId, String locationId, String keyRingId, String keyId, String plaintext)
      throws IOException {
    // Initialize client that will be used to send requests. This client only
    // needs to be created once, and can be reused for multiple requests. After
    // completing all of your requests, call the "close" method on the client to
    // safely clean up any remaining background resources.
    try (KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.create()) {
      // Build the key version name from the project, location, key ring, key,
      // and key version.
      CryptoKeyName keyVersionName = CryptoKeyName.of(projectId, locationId, keyRingId, keyId);

      // Encrypt the plaintext.
      EncryptResponse response = client.encrypt(keyVersionName, ByteString.copyFromUtf8(plaintext));
      System.out.printf("Ciphertext: %s%n", response.getCiphertext().toStringUtf8());
    }
  }
}

Node.js

Um diesen Code auszuführen, richten Sie zuerst eine Node.js-Entwicklungsumgebung ein und installieren Sie das Cloud KMS Node.js SDK.

//
// TODO(developer): Uncomment these variables before running the sample.
//
// const projectId = 'my-project';
// const locationId = 'us-east1';
// const keyRingId = 'my-key-ring';
// const keyId = 'my-key';
// const plaintextBuffer = Buffer.from('...');

// Imports the Cloud KMS library
const {KeyManagementServiceClient} = require('@google-cloud/kms');

// Instantiates a client
const client = new KeyManagementServiceClient();

// Build the key name
const keyName = client.cryptoKeyPath(projectId, locationId, keyRingId, keyId);

async function encryptSymmetric() {
  const [encryptResponse] = await client.encrypt({
    name: keyName,
    plaintext: plaintextBuffer,
  });

  const ciphertext = encryptResponse.ciphertext;

  console.log(`Ciphertext: ${ciphertext.toString('base64')}`);
  return ciphertext;
}

return encryptSymmetric();

PHP

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst PHP in Google Cloud verwenden lernen und das Cloud KMS PHP SDK installieren.

use Google\Cloud\Kms\V1\KeyManagementServiceClient;

function encrypt_symmetric_sample(
    string $projectId = 'my-project',
    string $locationId = 'us-east1',
    string $keyRingId = 'my-key-ring',
    string $keyId = 'my-key',
    string $plaintext = '...'
) {
    // Create the Cloud KMS client.
    $client = new KeyManagementServiceClient();

    // Build the key name.
    $keyName = $client->cryptoKeyName($projectId, $locationId, $keyRingId, $keyId);

    // Call the API.
    $encryptResponse = $client->encrypt($keyName, $plaintext);
    printf('Ciphertext: %s' . PHP_EOL, $encryptResponse->getCiphertext());
    return $encryptResponse;
}

Python

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Python-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Python SDK installieren.

def encrypt_symmetric(project_id, location_id, key_ring_id, key_id, plaintext):
    """
    Encrypt plaintext using a symmetric key.

    Args:
        project_id (string): Google Cloud project ID (e.g. 'my-project').
        location_id (string): Cloud KMS location (e.g. 'us-east1').
        key_ring_id (string): ID of the Cloud KMS key ring (e.g. 'my-key-ring').
        key_id (string): ID of the key to use (e.g. 'my-key').
        plaintext (string): message to encrypt

    Returns:
        bytes: Encrypted ciphertext.

    """

    # Import the client library.
    from google.cloud import kms

    # Import base64 for printing the ciphertext.
    import base64

    # Convert the plaintext to bytes.
    plaintext_bytes = plaintext.encode('utf-8')

    # Create the client.
    client = kms.KeyManagementServiceClient()

    # Build the key name.
    key_name = client.crypto_key_path(project_id, location_id, key_ring_id, key_id)

    # Call the API.
    encrypt_response = client.encrypt(request={'name': key_name, 'plaintext': plaintext_bytes})
    print('Ciphertext: {}'.format(base64.b64encode(encrypt_response.ciphertext)))
    return encrypt_response

Ruby

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Ruby-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Ruby SDK installieren.

# TODO(developer): uncomment these values before running the sample.
# project_id  = "my-project"
# location_id = "us-east1"
# key_ring_id = "my-key-ring"
# key_id      = "my-key"
# plaintext  = "..."

# Require the library.
require "google/cloud/kms"

# Create the client.
client = Google::Cloud::Kms.key_management_service

# Build the parent key name.
key_name = client.crypto_key_path project:    project_id,
                                  location:   location_id,
                                  key_ring:   key_ring_id,
                                  crypto_key: key_id

# Call the API.
response = client.encrypt name: key_name, plaintext: plaintext
puts "Ciphertext: #{Base64.strict_encode64 response.ciphertext}"

API

In diesen Beispielen wird curl als HTTP-Client verwendet, um die Verwendung der API zu demonstrieren. Weitere Informationen zur Zugriffssteuerung finden Sie unter Auf die Cloud KMS API zugreifen.

Wenn Sie JSON und die REST API verwenden, müssen Inhalte mit base-64 codiert sein, bevor sie von Cloud KMS verschlüsselt werden können.

Erstellen Sie eine POST-Anfrage und geben Sie die entsprechenden Projekt- und Schlüsselinformationen an. Außerdem geben Sie den zu verschlüsselnden base64-codierten Text im Feld plaintext des Anfragetexts an, um Daten zu verschlüsseln.

curl "https://cloudkms.googleapis.com/v1/projects/project-id/locations/location/keyRings/key-ring-name/cryptoKeys/key-name:encrypt" \
  --request "POST" \
  --header "authorization: Bearer token" \
  --header "content-type: application/json" \
  --data "{\"plaintext\": \"base64-encoded-input\"}"

Hier ein Beispiel für eine Nutzlast mit base64-codierten Daten:

{
  "plaintext": "U3VwZXIgc2VjcmV0IHRleHQgdGhhdCBtdXN0IGJlIGVuY3J5cHRlZAo=",
}

Decrypt

Befehlszeile

Wenn Sie Cloud KMS in der Befehlszeile verwenden möchten, müssen Sie zuerst Cloud SDK installieren oder ein Upgrade ausführen.

gcloud kms decrypt \
    --key key \
    --keyring key-ring \
    --location location  \
    --ciphertext-file file-path-with-encrypted-data \
    --plaintext-file file-path-to-store-plaintext

Ersetzen Sie key durch den Namen des Schlüssels, der für die Entschlüsselung verwendet werden soll. Ersetzen Sie key-ring durch den Namen des Schlüsselbunds, in dem sich der Schlüssel befindet. Ersetzen Sie location durch den Cloud KMS-Speicherort für den Schlüsselbund. Ersetzen Sie file-path-with-encrypted-data und file-path-to-store-plaintext durch die lokalen Dateipfade, um die verschlüsselten Daten zu lesen und die entschlüsselte Ausgabe zu speichern.

Wenn Sie Informationen zu allen Flags und möglichen Werten erhalten möchten, führen Sie den Befehl mit dem Flag --help aus.

C#

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine C#-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS C# SDK installieren.


using Google.Cloud.Kms.V1;
using Google.Protobuf;
using System.Text;

public class DecryptSymmetricSample
{
    public string DecryptSymmetric(
      string projectId = "my-project", string locationId = "us-east1", string keyRingId = "my-key-ring", string keyId = "my-key",
      byte[] ciphertext = null)
    {
        // Create the client.
        KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.Create();

        // Build the key name.
        CryptoKeyName keyName = new CryptoKeyName(projectId, locationId, keyRingId, keyId);

        // Call the API.
        DecryptResponse result = client.Decrypt(keyName, ByteString.CopyFrom(ciphertext));

        // Get the plaintext. Cryptographic plaintexts and ciphertexts are
        // always byte arrays.
        byte[] plaintext = result.Plaintext.ToByteArray();

        // Return the result.
        return Encoding.UTF8.GetString(plaintext);
    }
}

Go

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Go-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Go SDK installieren.

import (
	"context"
	"fmt"
	"io"

	kms "cloud.google.com/go/kms/apiv1"
	kmspb "google.golang.org/genproto/googleapis/cloud/kms/v1"
)

// decryptSymmetric will decrypt the input ciphertext bytes using the specified symmetric key.
func decryptSymmetric(w io.Writer, name string, ciphertext []byte) error {
	// name := "projects/my-project/locations/us-east1/keyRings/my-key-ring/cryptoKeys/my-key"
	// ciphertext := []byte("...")  // result of a symmetric encryption call

	// Create the client.
	ctx := context.Background()
	client, err := kms.NewKeyManagementClient(ctx)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to create kms client: %v", err)
	}

	// Build the request.
	req := &kmspb.DecryptRequest{
		Name:       name,
		Ciphertext: ciphertext,
	}

	// Call the API.
	result, err := client.Decrypt(ctx, req)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to decrypt ciphertext: %v", err)
	}
	fmt.Fprintf(w, "Decrypted plaintext: %s", result.Plaintext)
	return nil
}

Java

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Java-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Java SDK installieren.

import com.google.cloud.kms.v1.CryptoKeyName;
import com.google.cloud.kms.v1.DecryptResponse;
import com.google.cloud.kms.v1.KeyManagementServiceClient;
import com.google.protobuf.ByteString;
import java.io.IOException;

public class DecryptSymmetric {

  public void decryptSymmetric() throws IOException {
    // TODO(developer): Replace these variables before running the sample.
    String projectId = "your-project-id";
    String locationId = "us-east1";
    String keyRingId = "my-key-ring";
    String keyId = "my-key";
    byte[] ciphertext = null;
    decryptSymmetric(projectId, locationId, keyRingId, keyId, ciphertext);
  }

  // Decrypt data that was encrypted using a symmetric key.
  public void decryptSymmetric(
      String projectId, String locationId, String keyRingId, String keyId, byte[] ciphertext)
      throws IOException {
    // Initialize client that will be used to send requests. This client only
    // needs to be created once, and can be reused for multiple requests. After
    // completing all of your requests, call the "close" method on the client to
    // safely clean up any remaining background resources.
    try (KeyManagementServiceClient client = KeyManagementServiceClient.create()) {
      // Build the key version name from the project, location, key ring, and
      // key.
      CryptoKeyName keyName = CryptoKeyName.of(projectId, locationId, keyRingId, keyId);

      // Decrypt the response.
      DecryptResponse response = client.decrypt(keyName, ByteString.copyFrom(ciphertext));
      System.out.printf("Plaintext: %s%n", response.getPlaintext().toStringUtf8());
    }
  }
}

Node.js

Um diesen Code auszuführen, richten Sie zuerst eine Node.js-Entwicklungsumgebung ein und installieren Sie das Cloud KMS Node.js SDK.

//
// TODO(developer): Uncomment these variables before running the sample.
//
// const projectId = 'my-project';
// const locationId = 'us-east1';
// const keyRingId = 'my-key-ring';
// const keyId = 'my-key';
// const ciphertext = Buffer.from('...');

// Imports the Cloud KMS library
const {KeyManagementServiceClient} = require('@google-cloud/kms');

// Instantiates a client
const client = new KeyManagementServiceClient();

// Build the key name
const keyName = client.cryptoKeyPath(projectId, locationId, keyRingId, keyId);

async function decryptSymmetric() {
  const [result] = await client.decrypt({
    name: keyName,
    ciphertext: ciphertext,
  });

  const plaintext = result.plaintext.toString('utf8');

  console.log(`Plaintext: ${plaintext}`);
  return plaintext;
}

return decryptSymmetric();

PHP

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst PHP in Google Cloud verwenden lernen und das Cloud KMS PHP SDK installieren.

use Google\Cloud\Kms\V1\KeyManagementServiceClient;

function decrypt_symmetric_sample(
    string $projectId = 'my-project',
    string $locationId = 'us-east1',
    string $keyRingId = 'my-key-ring',
    string $keyId = 'my-key',
    string $ciphertext = '...'
) {
    // Create the Cloud KMS client.
    $client = new KeyManagementServiceClient();

    // Build the key name.
    $keyName = $client->cryptoKeyName($projectId, $locationId, $keyRingId, $keyId);

    // Call the API.
    $decryptResponse = $client->decrypt($keyName, $ciphertext);
    printf('Plaintext: %s' . PHP_EOL, $decryptResponse->getPlaintext());
    return $decryptResponse;
}

Python

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Python-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Python SDK installieren.

def decrypt_symmetric(project_id, location_id, key_ring_id, key_id, ciphertext):
    """
    Decrypt the ciphertext using the symmetric key

    Args:
        project_id (string): Google Cloud project ID (e.g. 'my-project').
        location_id (string): Cloud KMS location (e.g. 'us-east1').
        key_ring_id (string): ID of the Cloud KMS key ring (e.g. 'my-key-ring').
        key_id (string): ID of the key to use (e.g. 'my-key').
        ciphertext (bytes): Encrypted bytes to decrypt.

    Returns:
        DecryptResponse: Response including plaintext.

    """

    # Import the client library.
    from google.cloud import kms

    # Create the client.
    client = kms.KeyManagementServiceClient()

    # Build the key name.
    key_name = client.crypto_key_path(project_id, location_id, key_ring_id, key_id)

    # Call the API.
    decrypt_response = client.decrypt(request={'name': key_name, 'ciphertext': ciphertext})
    print('Plaintext: {}'.format(decrypt_response.plaintext))
    return decrypt_response

Ruby

Um diesen Code auszuführen, müssen Sie zuerst eine Ruby-Entwicklungsumgebung einrichten und das Cloud KMS Ruby SDK installieren.

# TODO(developer): uncomment these values before running the sample.
# project_id  = "my-project"
# location_id = "us-east1"
# key_ring_id = "my-key-ring"
# key_id      = "my-key"
# ciphertext  = "..."

# Require the library.
require "google/cloud/kms"

# Create the client.
client = Google::Cloud::Kms.key_management_service

# Build the parent key name.
key_name = client.crypto_key_path project:    project_id,
                                  location:   location_id,
                                  key_ring:   key_ring_id,
                                  crypto_key: key_id

# Call the API.
response = client.decrypt name: key_name, ciphertext: ciphertext
puts "Plaintext: #{response.plaintext}"

API

In diesen Beispielen wird curl als HTTP-Client verwendet, um die Verwendung der API zu demonstrieren. Weitere Informationen zur Zugriffssteuerung finden Sie unter Auf die Cloud KMS API zugreifen.

Der vom Cloud KMS im JSON-Dokument zurückgegebene entschlüsselte Text ist Base64-codiert.

Erstellen Sie eine POST-Anforderung und geben Sie das entsprechende Projekt und die Schlüsselinformationen sowie den verschlüsselten Text im Feld ciphertext des Anfragetexts an, um verschlüsselte Daten zu entschlüsseln.

curl "https://cloudkms.googleapis.com/v1/projects/project-id/locations/location/keyRings/key-ring-name/cryptoKeys/key-name:decrypt" \
  --request "POST" \
  --header "authorization: Bearer token" \
  --header "content-type: application/json" \
  --data "{\"ciphertext\": \"encrypted-content\"}"

Hier ein Beispiel für eine Nutzlast mit base64-codierten Daten:

{
  "ciphertext": "CiQAhMwwBo61cHas7dDgifrUFs5zNzBJ2uZtVFq4ZPEl6fUVT4kSmQ...",
}

Nächste Schritte