RAW 对称加密

本主题介绍了如何执行以下原始对称密钥操作：

  • 在本地或使用 Cloud KMS 加密文本或二进制明文内容。
  • 在本地或使用 Cloud KMS 解密密文。

如果您希望改用常规（非原始）对称密钥操作，请参阅使用对称密钥加密和解密数据。

借助原始对称加密，您可以在本地（本地或使用 Cloud KMS）加密和解密数据，并在不同库和服务提供商之间移动加密数据，而无需先解密数据。此功能取决于在操作时能否访问密钥。如果您想在 Google Cloud之外使用密文，则必须使用导入的密钥，因为在 Cloud KMS 中生成的密钥无法导出。这些加密算法会生成标准密文，任何标准解密服务都可以解密这些密文。我们支持以下原始对称加密算法：

  • AES-128-GCM
  • AES-256-GCM
  • AES-128-CBC
  • AES-256-CBC
  • AES-128-CTR
  • AES-256-CTR

请注意以下有关这些原始加密算法的事项：

  • AES-GCM 基于其他经过身份验证的数据 (AAD) 提供身份验证并生成身份验证标记，是建议使用的加密算法。如果未提供 AAD，则无法解密使用 AES-GCM 算法加密的数据。

  • AES-CBC 要求明文的大小是块大小（16 字节）的倍数。如果明文不是分块大小的倍数，请在加密之前填充明文；否则，操作将失败，并显示指示问题的错误。

  • AES-CBC 和 AES-CTR 不是经过身份验证的加密方案，这意味着它们可能存在更高的误用风险。这些角色旨在支持旧版需求和互操作性需求，应谨慎使用。为防止随意滥用，使用这些加密算法需要以下 IAM 权限：

    • cloudkms.cryptoKeyVersions.manageRawAesCbcKeys，AES-CBC。
    • cloudkms.cryptoKeyVersions.manageRawAesCtrKeys，AES-CTR。

所需的角色

如需获得使用原始加密所需的权限，请让您的管理员为您授予密钥的以下 IAM 角色：

如需详细了解如何授予角色，请参阅管理对项目、文件夹和组织的访问权限。

您也可以通过自定义角色或其他预定义角色来获取所需的权限。

未经过身份验证的原始加密算法的其他角色

  • 如需使用 AES-CBC 密钥：Cloud KMS Expert Raw AES-CBC Key Manager (roles/cloudkms.expertRawAesCbc)
  • 如需使用 AES-CTR 密钥：Cloud KMS Expert Raw AES-CTR Key Manager (roles/cloudkms.expertRawAesCtr)

准备工作

  • 向预期主账号授予提及的原始对称加密权限。
  • 按照创建密钥环中所述创建密钥环。
  • 按照创建密钥和导入密钥中的说明创建并导入原始对称加密密钥。

加密

gcloud

如需在命令行上使用 Cloud KMS，请先安装或升级到最新版本的 Google Cloud CLI。

gcloud kms raw-encrypt \
    --location LOCATION \
    --keyring KEY_RING \
    --key KEY_NAME \
    --version KEY_VERSION \
    --plaintext-file INPUT_FILE_PATH \
    --ciphertext-file OUTPUT_FILE_PATH

替换以下内容：

  • LOCATION：密钥环的 Cloud KMS 位置。

  • KEY_RING：包含密钥的密钥环的名称。

  • KEY_NAME：用于加密的密钥的名称。

  • KEY_VERSION：用于加密的密钥版本的 ID。

  • INPUT_FILE_PATH：用于读取明文数据的本地文件路径。

  • OUTPUT_FILE_PATH：用于保存加密输出的本地文件路径。

如需了解所有标志和可能值，请使用 --help 标志运行命令。

API

这些示例使用 curl 作为 HTTP 客户端来演示如何使用 API。如需详细了解访问权限控制，请参阅访问 Cloud KMS API。

使用 JSON 和 REST API 时，内容必须先进行 base64 编码，然后才能由 Cloud KMS 加密。

使用 rawEncrypt 方法加密明文数据：

curl "https://cloudkms.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/KEY_RING/cryptoKeys/KEY_NAME/cryptoKeyVersions/KEY_VERSION:rawEncrypt" \
  --request "POST" \
  --header "authorization: Bearer TOKEN" \
  --header "content-type: application/json" \
  --data '{"plaintext": "BASE64_ENCODED_INPUT", "additionalAuthenticatedData": "BASE64_ENCODED_AAD"}'

替换以下内容：

  • PROJECT_ID：包含密钥环的项目的 ID。
  • LOCATION：密钥环的 Cloud KMS 位置。
  • KEY_RING：包含密钥的密钥环的名称。
  • KEY_NAME：用于加密的密钥的名称。
  • KEY_VERSION：用于加密的密钥版本的 ID。
  • BASE64_ENCODED_INPUT：要加密的 base64 编码的纯文本数据。
  • BASE64_ENCODED_AAD：用于提供完整性和真实性保证的 base64 编码的其他经过身份验证的数据。此字段仅适用于 AES-GCM 算法。

输出是一个 JSON 对象，其中包含加密后的密文和关联的初始化向量（以 base64 编码的字符串形式）。

解密

gcloud

如需在命令行上使用 Cloud KMS，请先安装或升级到最新版本的 Google Cloud CLI。

gcloud kms raw-decrypt \
    --location LOCATION \
    --keyring KEY_RING \
    --key KEY_NAME \
    --version KEY_VERSION \
    --ciphertext-file INPUT_FILE_PATH \
    --plaintext-file OUTPUT_FILE_PATH

替换以下内容：

  • LOCATION：密钥环的 Cloud KMS 位置。

  • KEY_RING：包含密钥的密钥环的名称。

  • KEY_NAME：用于加密的密钥的名称。

  • KEY_VERSION：用于加密的密钥版本的 ID。

  • INPUT_FILE_PATH：要解密的密文的本地文件路径。

  • OUTPUT_FILE_PATH：您要将解密的明文保存到的本地文件路径。

如需了解所有标志和可能值，请使用 --help 标志运行命令。

API

这些示例使用 curl 作为 HTTP 客户端来演示如何使用 API。如需详细了解访问权限控制，请参阅访问 Cloud KMS API。

使用 REST API 时，内容必须先进行 base64 编码，然后才能由 Cloud KMS 解密。

如需解密加密后的数据，请使用 rawDecrypt 方法：

curl "https://cloudkms.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/KEY_RING/cryptoKeys/KEY_NAME/cryptoKeyVersions/KEY_VERSION:rawDecrypt" \
  --request "POST" \
  --header "authorization: Bearer TOKEN" \
  --header "content-type: application/json" \
  --data '{"ciphertext": "BASE64_ENCODED_DATA", "additionalAuthenticatedData": "BASE64_ENCODED_AAD", "initializationVector": "BASE64_ENCODED_IV"}'

替换以下内容：

  • PROJECT_ID：包含密钥环的项目的 ID。
  • LOCATION：密钥环的 Cloud KMS 位置。
  • KEY_RING：包含密钥的密钥环的名称。
  • KEY_NAME：用于解密的密钥的名称。
  • KEY_VERSION：用于解密的密钥版本的 ID。
  • BASE64_ENCODED_DATA：要解密的 base64 编码的密文。
  • BASE64_ENCODED_AAD：数据加密时使用的 base64 编码的其他身份验证数据。此字段仅适用于 AES-GCM 算法。
  • BASE64_ENCODED_IV：数据加密时使用的 base64 编码的初始化向量。

输出是一个 JSON 对象，其中包含解密后的明文（以 base64 编码的字符串形式）。

后续步骤