Utilizzo delle chiavi di crittografia gestite dal cliente (CMEK)

Autopilot Standard

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Questa pagina descrive come utilizzare le chiavi di crittografia gestite dal cliente (CMEK) su Google Kubernetes Engine (GKE). Se devi controllare la gestione delle tue chiavi, puoi utilizzare Cloud Key Management Service e CMEK per proteggere i dischi permanenti e i dischi di avvio personalizzati collegati nel tuo cluster GKE.

Panoramica

Per impostazione predefinita, Google Cloud cripta i contenuti archiviati inattivi dei clienti e GKE gestisce la crittografia per conto tuo senza che tu debba fare altro.

Se vuoi controllare e gestire autonomamente rotazione della chiave di crittografia, puoi utilizzare le chiavi CMEK. Queste chiavi criptano le chiavi di crittografia dei dati che criptano i tuoi dati. Per maggiori informazioni, consulta la sezione Gestione delle chiavi.

Puoi anche criptare i segreti nel cluster utilizzando le chiavi che gestisci. Per maggiori dettagli, vedi Crittografia dei secret a livello di applicazione.

In GKE, CMEK può proteggere i dati di due tipi di dischi di archiviazione: i dischi di avvio dei nodi e i dischi collegati.

Dischi di avvio dei nodi

I dischi di avvio dei nodi fanno parte dei pool di nodi del cluster. Puoi creare un disco di avvio del nodo criptato con CMEK quando crei cluster e pool di nodi.

Dischi collegati

I dischi collegati sono volumi permanenti utilizzati dai pod per lo stoccaggio duraturo. I dischi permanenti collegati con crittografia CMEK sono disponibili in GKE come PersistentVolume con provisioning dinamico.

Per scoprire di più sui dischi di archiviazione, vedi Opzioni di archiviazione. I dischi del piano di controllo, utilizzati per i piani di controllo GKE, non possono essere protetti con CMEK.

Prima di iniziare

1. Per svolgere gli esercizi in questo argomento, hai bisogno di due progetti Google Cloud:

   • Progetto chiavi: è qui che crei una chiave di crittografia.

   • Progetto cluster:qui crei un cluster che attiva CMEK.

   Nota: puoi utilizzare lo stesso progetto per il progetto principale e il progetto cluster. Tuttavia, la pratica consigliata è utilizzare progetti distinti.

2. Nel progetto della chiave, assicurati di aver attivato l'API Cloud KMS.

   Abilita l'API Cloud KMS

3. Nel progetto di chiavi, l'utente che crea il keyring e la chiave deve disporre delle seguenti autorizzazioni IAM:

   • cloudkms.keyRings.getIamPolicy
   • cloudkms.keyRings.setIamPolicy

   Queste autorizzazioni vengono concesse al roles/cloudkms.admin ruolo Identity and Access Management predefinito. Puoi scoprire di più sulla concessione delle autorizzazioni per la gestione delle chiavi nella documentazione di Cloud KMS.

4. Nel progetto cluster, assicurati di aver attivato l'API Cloud KMS.

   Abilita l'API Cloud KMS

5. Assicurati di aver installato gcloud CLI.

6. Aggiorna gcloud alla versione più recente:

   gcloud components update
   

Crea una chiave Cloud KMS

Prima di poter proteggere il disco di avvio o il disco collegato del tuo nodo con un CMEK, devi disporre di un portachiavi e di una chiave Cloud KMS.

Il mazzo di chiavi e la chiave devono soddisfare i seguenti requisiti:

• La chiave deve utilizzare la crittografia simmetrica.

• Per utilizzare la chiave, devi concedere le autorizzazioni dell'account di servizio GKE.

• Il keyring deve avere una posizione corrispondente a quella del cluster GKE:

  • Un cluster di zona deve utilizzare un keyring da una posizione superset. Ad esempio, un cluster nella zona us-central1-a può utilizzare solo una chiave nella regione us-central1.

  • Un cluster regionale deve utilizzare un keyring nella stessa posizione. Ad esempio, un cluster nella regione asia-northeast1 deve essere protetto con un keyring della regione asia-northeast1.

  • La regione Cloud KMS global non è supportata per l'utilizzo con GKE.

Per istruzioni su come creare un mazzo di chiavi e una chiave, consulta la sezione Creazione di chiavi simmetriche.

Concedi l'autorizzazione per utilizzare la chiave

Devi assegnare all'account di servizio Compute Engine utilizzato dai nodi del cluster il ruolo Autore crittografia/decrittografia CryptoKey Cloud KMS. Questo è necessario per consentire ai dischi permanenti GKE di accedere e utilizzare la chiave di crittografia.

Il nome dell'account di servizio Compute Engine ha il seguente formato:

[e-mail]

Sostituisci PROJECT_NUMBER con il numero del progetto del tuo cluster.

Nota: per i dischi di avvio dei nodi protetti da CMEK e per i dischi collegati protetti da CMEK, questo account di servizio Compute Engine è l'account che richiede le autorizzazioni per eseguire la crittografia utilizzando la chiave Cloud KMS. Questo vale anche se utilizzi un account di servizio personalizzato sui tuoi nodi.

Per concedere l'accesso all'account di servizio, puoi utilizzare il comando gcloud o la console Google Cloud.

gcloud

Concedi al tuo account di servizio Compute Engine il ruolo Autore crittografia/decrittografia CryptoKey Cloud KMS:

gcloud kms keys add-iam-policy-binding KEY_NAME \
    --location LOCATION \
    --keyring RING_NAME \
    --member serviceAccount:SERVICE_ACCOUNT \
    --role roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter \
    --project KEY_PROJECT_ID

Sostituisci quanto segue:

• KEY_NAME: il nome della chiave.
• LOCATION: la regione in cui hai creato il keyring.
• RING_NAME: il nome del tuo mazzo di chiavi.
• SERVICE_ACCOUNT: il nome del tuo account di servizio Compute Engine.
• KEY_PROJECT_ID: l'ID del tuo progetto principale.

Console

Concedi al tuo account di servizio Compute Engine il ruolo Autore crittografia/decrittografia CryptoKey Cloud KMS:

1. Apri il browser Chiavi di Cloud Key Management Service nella console Google Cloud.
   Apri il browser delle chiavi Cloud KMS

2. Fai clic sul nome del keyring contenente la chiave che ti interessa.

3. Seleziona la casella di controllo per la chiave che ti interessa.

   La scheda Autorizzazioni nel riquadro della finestra a destra diventa disponibile.

4. Nella finestra di dialogo Aggiungi membri, specifica l'indirizzo email dell'account di servizio Compute Engine a cui stai concedendo l'accesso.

5. Nel menu a discesa Seleziona un ruolo, seleziona Autore crittografia/decrittografia CryptoKey Cloud KMS.

6. Fai clic su Salva.

Utilizzare i dischi di avvio dei nodi protetti da CMEK

In questa sezione, crei un nuovo cluster o pool di nodi con un disco di avvio protetto da CMEK.

Non puoi attivare la crittografia gestita dal cliente per i dischi di avvio dei nodi su un cluster esistente, in quanto non puoi modificare il tipo di disco di avvio di un cluster o di un pool di nodi esistente. Tuttavia, puoi creare un nuovo pool di nodi per il tuo cluster con la crittografia gestita dal cliente abilitata ed eliminare il pool di nodi precedente.

Inoltre, non puoi disattivare la crittografia gestita dal cliente per i dischi di avvio dei nodi in un cluster o un pool di nodi esistente. Tuttavia, puoi creare un nuovo pool di nodi per il tuo cluster con la crittografia gestita dal cliente disattivata ed eliminare il pool di nodi precedente.

Creare un cluster con un disco di avvio del nodo protetto da CMEK

Puoi creare un cluster con un disco di avvio del nodo protetto da CMEK utilizzando la gcloud CLI o la console Google Cloud.

Per i cluster standard, solo un disco permanente standard (pd-standard) o un disco permanente SSD (pd-ssd) può essere criptato con una chiave CMEK.

gcloud

Per creare un cluster il cui disco di avvio è criptato con una chiave CMEK, specifica un valore per il parametro --boot-disk-kms-key nel comando di creazione del cluster.

Creare un cluster standard

Per creare un cluster standard il cui disco di avvio è criptato con una chiave CMEK, utilizza il seguente comando:

gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
    --cluster-version=latest \
    --region COMPUTE_REGION \
    --boot-disk-kms-key projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME \
    --project CLUSTER_PROJECT_ID \
    --disk-type DISK_TYPE

Creare un cluster Autopilot

Per creare un cluster Autopilot il cui disco di avvio è criptato con una chiave CMEK, utilizza il seguente comando:

gcloud container clusters create-auto CLUSTER_NAME \
    --cluster-version=latest \
    --region COMPUTE_REGION \
    --boot-disk-kms-key projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME \
    --project CLUSTER_PROJECT_ID

Sostituisci quanto segue:

• CLUSTER_NAME: il nome del nuovo cluster.
• COMPUTE_REGION: la regione di calcolo per il piano di controllo del cluster.
• KEY_PROJECT_ID: l'ID del tuo progetto principale.
• LOCATION: la posizione del mazzo di chiavi.
• RING_NAME: il nome del tuo mazzo di chiavi.
• KEY_NAME: il nome della chiave.
• CLUSTER_PROJECT_ID è l'ID progetto del cluster.
• DISK_TYPE: pd-standard (valore predefinito) o pd-ssd.

Console

Creare un cluster standard

Per creare un cluster standard il cui disco di avvio è criptato con una chiave CMEK, svolgi i seguenti passaggi:

1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai a Google Kubernetes Engine

2. Fai clic su Crea.

3. Nella sezione Standard, fai clic su Configura.

4. Configura il cluster come preferisci.

5. Nel riquadro di navigazione, in Pool di nodi, fai clic su Nodi.

6. Nell'elenco a discesa Tipo di disco di avvio, seleziona Disco permanente standard o Disco permanente SSD.

7. Seleziona la casella di controllo Abilita la crittografia gestita dal cliente per il disco di avvio e scegli la chiave di crittografia Cloud KMS che hai creato in precedenza.

8. Fai clic su Crea.

Creare un cluster Autopilot

Per creare un cluster Autopilot il cui disco di avvio è criptato con una chiave CMEK, svolgi i passaggi che seguono:

1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai a Google Kubernetes Engine

2. Fai clic su Crea.

3. Nella sezione Autopilot, fai clic su Configura.

4. Configura il cluster come preferisci.

5. Espandi la sezione Opzioni avanzate e individua le opzioni Sicurezza.

6. Seleziona la casella di controllo Abilita la crittografia gestita dal cliente per il disco di avvio e scegli la chiave di crittografia Cloud KMS che hai creato in precedenza.

7. Fai clic su Crea.

Crea un nuovo pool di nodi con i dischi di avvio dei nodi protetti da CMEK

Nota: questa sezione si applica solo ai cluster standard. I nodi e i pool di nodi nei cluster Autopilot sono completamente gestiti da Google.

Per creare un nuovo pool di nodi con CMEK abilitato su un cluster standard esistente, puoi utilizzare la gcloud CLI o la console Google Cloud.

gcloud

Per creare un pool di nodi con crittografia gestita dal cliente per i dischi di avvio dei nodi, specifica un valore per il parametro --boot-disk-kms-key nel comando di creazione.

gcloud container node-pools create NODE_POOL_NAME \
    --region COMPUTE_REGION \
    --disk-type DISK_TYPE \
    --boot-disk-kms-key projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME \
    --project CLUSTER_PROJECT_ID \
    --cluster CLUSTER_NAME

Sostituisci quanto segue:

• NODE_POOL_NAME: il nome scelto per il pool di nodi.
• COMPUTE_REGION: la regione di calcolo per il piano di controllo del cluster.
• DISK_TYPE: pd-standard (valore predefinito) o pd-ssd.
• KEY_PROJECT_ID:il tuo ID progetto principale.
• LOCATION: la posizione del mazzo di chiavi.
• RING_NAME: il nome del tuo mazzo di chiavi.
• KEY_NAME: il nome della chiave.
• CLUSTER_PROJECT_ID: l'ID del progetto del cluster.
• CLUSTER_NAME: il nome del cluster standard creato nel passaggio precedente.

Console

1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai a Google Kubernetes Engine

2. Nell'elenco dei cluster, fai clic sul nome del cluster da modificare.

3. Fai clic su Aggiungi pool di nodi.

4. Nel riquadro di navigazione, fai clic su Nodi.

5. Nella sezione Configurazione macchina, assicurati che Tipo di disco di avvio sia Disco permanente standard o Disco permanente SSD.

6. Seleziona la casella di controllo Abilita la crittografia gestita dal cliente per il disco di avvio e la chiave di crittografia Cloud KMS che hai creato.

7. Fai clic su Crea.

Utilizza istanze Filestore o dischi permanenti protetti da CMEK

Le seguenti informazioni spiegano come criptare le istanze Filestore o i dischi permanenti appena creati. Puoi attivare CMEK su un cluster nuovo o esistente utilizzando una chiave Cloud KMS nuova o esistente.

Queste istruzioni devono essere completate una volta per cluster GKE:

• Crea un cluster GKE, se non ne hai già uno disponibile.
• Esegui il deployment del driver CSI Filestore o del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine nel tuo cluster.
• Crea un keyring e una versione della chiave Cloud KMS, se non ne hai già uno a disposizione.
• Concedi le autorizzazioni di accesso alle chiavi all'account di servizio Filestore.
• Crea una StorageClass che consenta di criptare automaticamente i dischi di cui è stato eseguito il provisioning da Kubernetes con la chiave Cloud KMS. Per maggiori dettagli su come eseguire questa operazione, consulta la sezione che segue.

Nota: per la crittografia CMEK delle istanze Filestore, il cluster deve eseguire GKE 1.21 o versioni successive. La crittografia CMEK delle istanze Filestore è supportata solo per i livelli Enterprise e SSD ad alta scalabilità (anteprima).

Attenzione: la crittografia CMEK sulle istanze Filestore non può essere rimossa.

Crea un StorageClass che fa riferimento alla chiave Cloud KMS

1. Copia i contenuti di seguito in un file YAML denominato cmek-sc.yaml. Questa configurazione consente il provisioning dinamico dei volumi criptati.

   Istanze Filestore

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
     name: csi-filestore-cmek
   provisioner: filestore.csi.storage.gke.io
   allowVolumeExpansion: true
   parameters:
     tier: enterprise
     instance-encryption-kms-key: projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME
   

   • Il campo instance-encryption-kms-key deve essere il identificatore risorsa completo per la chiave che verrà utilizzata per criptare le nuove istanze Filestore.
   • I valori in instance-encryption-kms-key sono sensibili alle maiuscole (ad esempio keyRings e cryptoKeys). Il provisioning di un nuovo volume con valori errati genera un errore invalidResourceUsage.
   • Non puoi aggiungere il parametro instance-encryption-kms-key a un oggetto StorageClass esistente. Tuttavia, puoi eliminare l'oggetto StorageClass e ricrearlo con lo stesso nome, ma con un insieme diverso di parametri.

   Dischi permanenti

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
     name: csi-gce-pd-cmek
   provisioner: pd.csi.storage.gke.io
   volumeBindingMode: "WaitForFirstConsumer"
   allowVolumeExpansion: true
   parameters:
     type: pd-standard
     disk-encryption-kms-key: projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME
   

   • Il campo disk-encryption-kms-key deve essere il identificatore risorsa completo per la chiave che verrà utilizzata per criptare i nuovi dischi.
   • I valori in disk-encryption-kms-key sono sensibili alle maiuscole (ad esempio keyRings e cryptoKeys). Il provisioning di un nuovo volume con valori errati genera un errore invalidResourceUsage.
   • Non puoi aggiungere il parametro disk-encryption-kms-key a un oggetto StorageClass esistente. Tuttavia, puoi eliminare l'oggetto StorageClass e rigenerarlo con lo stesso nome, ma con un insieme diverso di parametri. Assicurati che il provisioning del corso esistente sia pd.csi.storage.gke.io.

   Puoi impostare StorageClass come predefinita.

2. Esegui il deployment di StorageClass nel tuo cluster GKE utilizzando kubectl:

   kubectl apply -f cmek-sc.yaml
   

3. Verifica che StorageClass abbia utilizzato il driver CSI Filestore o Persistent Disk di Compute Engine e includa l'ID della chiave:

   Istanze Filestore

   kubectl describe storageclass csi-filestore-cmek
   

   Nell'output del comando, verifica quanto segue:

   • Il provisioning è impostato su filestore.csi.storage.gke.io.
   • L'ID della chiave segue instance-encryption-kms-key.

   Name:                  csi-filestore-cmek
   IsDefaultClass:        No
   Annotations:           None
   Provisioner:           filestore.csi.storage.gke.io
   Parameters:            instance-encryption-kms-key=projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME,type=pd-standard
   AllowVolumeExpansion:  true
   MountOptions:          none
   ReclaimPolicy:         Delete
   VolumeBindingMode:     WaitForFirstConsumer
   Events:                none
   

   Dischi permanenti

   kubectl describe storageclass csi-gce-pd-cmek
   

   Nell'output del comando, verifica quanto segue:

   • Il provisioning è impostato su pd.csi.storage.gke.io.
   • L'ID della chiave segue disk-encryption-kms-key.

   Name:                  csi-gce-pd-cmek
   IsDefaultClass:        No
   Annotations:           None
   Provisioner:           pd.csi.storage.gke.io
   Parameters:            disk-encryption-kms-key=projects/KEY_PROJECT_ID/locations/LOCATION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME,type=pd-standard
   AllowVolumeExpansion:  unset
   MountOptions:          none
   ReclaimPolicy:         Delete
   VolumeBindingMode:     WaitForFirstConsumer
   Events:                none
   

Creare un volume di archiviazione criptato in GKE

In questa sezione, esegui il provisioning dinamico dei volumi di archiviazione Kubernetes criptati con la nuova chiave StorageClass e Cloud KMS.

1. Copia i seguenti contenuti in un nuovo file denominato pvc.yaml e assicurati che il valore di storageClassName corrisponda al nome dell'oggetto StorageClass:

   Istanze Filestore

   kind: PersistentVolumeClaim
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: podpvc
   spec:
     accessModes:
       - ReadWriteMany
     storageClassName: csi-filestore-cmek
     resources:
       requests:
         storage: 1Ti
   

   Dischi permanenti

   kind: PersistentVolumeClaim
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: podpvc
   spec:
     accessModes:
       - ReadWriteOnce
     storageClassName: csi-gce-pd-cmek
     resources:
       requests:
         storage: 6Gi
   

   Nota: se hai contrassegnato il nuovo StorageClass come predefinito, puoi omettere il campo storageClassName.

2. Applica PersistentVolumeClaim (PVC) al tuo cluster GKE:

   kubectl apply -f pvc.yaml
   

3. Se il campo volumeBindingMode del tuo StorageClass è impostato su WaitForFirstConsumer, devi creare un pod per utilizzare la PVC prima di poterla verificare. Copia i seguenti contenuti in un nuovo file denominato pod.yaml e assicurati che il valore di claimName corrisponda al nome dell'oggetto PersistentVolumeClaim:

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: web-server
   spec:
     containers:
      - name: web-server
        image: nginx
        volumeMounts:
          - mountPath: /var/lib/www/html
            name: mypvc
     volumes:
      - name: mypvc
        persistentVolumeClaim:
          claimName: podpvc
          readOnly: false
   

4. Applica il pod al cluster GKE:

   kubectl apply -f pod.yaml
   

5. Ottieni lo stato del PersistentVolumeClaim del tuo cluster e verifica che il PVC sia stato creato e associato a un PersistentVolume appena eseguito il provisioning.

   Istanze Filestore

   kubectl get pvc
   

   L'output è simile al seguente:

   NAME      STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS     AGE
   podpvc    Bound     pvc-e36abf50-84f3-11e8-8538-42010a800002   1Ti        RWO            csi-filestore-cmek  9s
   

   Nota: il provisioning dei PVC che utilizzano le istanze Filestore di livello Enterprise potrebbe richiedere da 20 a 30 minuti.

   Dischi permanenti

   kubectl get pvc
   

   L'output è simile al seguente:

   NAME      STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS     AGE
   podpvc    Bound     pvc-e36abf50-84f3-11e8-8538-42010a800002   6Gi       RWO            csi-gce-pd-cmek  9s
   

Ora puoi utilizzare il Persistent Disk protetto da CMEK con il tuo cluster GKE.

Rimuovere la protezione CMEK

Per rimuovere la protezione CMEK da un Persistent Disk, segui le istruzioni riportate nella documentazione di Compute Engine.

La crittografia CMEK non può essere rimossa dalle istanze Filestore.

Criteri dell'organizzazione GKE e CMEK

Anteprima

Questa funzionalità è soggetta ai "Termini delle Offerte pre-GA" nella sezione Termini generali del servizio dei Termini specifici dei servizi. Le funzionalità pre-GA sono disponibili "così come sono" e potrebbero avere un supporto limitato. Per saperne di più, consulta le descrizioni della fase di lancio.

GKE supporta i criteri dell'organizzazione CMEK (anteprima) che possono richiedere la protezione CMEK e limitare le chiavi Cloud KMS che puoi utilizzare per la protezione CMEK.

Quando container.googleapis.com è nell'elenco di servizi del criterio Deny per il vincolo constraints/gcp.restrictNonCmekServices, GKE rifiuta di creare le seguenti risorse se non attivi la protezione CMEK:

• Nuovi cluster e node pool
• Nuove istanze Filestore e dischi permanenti

Quando il vincolo constraints/gcp.restrictNonCmekCryptoKeyProjects è configurato in un criterio dell'organizzazione, GKE crea solo risorse protette da CMEK che utilizzano una chiave di crittografia di un progetto, di una cartella o di un'organizzazione consentiti.

Passaggi successivi

• Leggi le domande frequenti su Cloud Key Management Service.
• Scopri di più sulla protezione delle risorse con le chiavi Cloud KMS.