En esta página, se describen las claves de encriptación administradas por el cliente (CMEK) para Spanner. Para obtener más información sobre las CMEK en general, incluso cuándo y por qué habilitarlas, consulta la documentación de Cloud KMS.
De forma predeterminada, Spanner encripta el contenido del cliente almacenado en reposo. Spanner controla la encriptación por ti sin que debas realizar ninguna acción adicional. Esta opción se denomina Encriptación predeterminada de Google.
Si deseas controlar tus claves de encriptación, puedes usar las claves de encriptación administradas por el cliente (CMEK) en Cloud KMS con servicios integrados en CMEK, incluido Spanner. El uso de claves de Cloud KMS te permite controlar su nivel de protección, ubicación, programa de rotación, permisos de uso y acceso, y límites criptográficos. El uso de Cloud KMS también te permite hacer un seguimiento del uso de las claves, ver los registros de auditoría y controlar los ciclos de vida de las claves. En lugar de que Google posea y administre las claves de encriptación de claves (KEK) simétricas que protegen tus datos, tú las controlas y administras en Cloud KMS.
Después de configurar tus recursos con CMEK, la experiencia de acceso a tus recursos de Spanner es similar a usar la encriptación predeterminada de Google. Para obtener más información sobre tus opciones de encriptación, consulta Claves de encriptación administradas por el cliente (CMEK).
Para aprender a usar las CMEK creadas de forma manual para proteger tus recursos de Spanner, consulta Cómo proteger una base de datos con CMEK.
CMEK con Autokey de Cloud KMS
Puedes crear CMEK de forma manual para proteger tus recursos de Spanner o usar la clave automática de Cloud KMS. Con Autokey, los llaveros de claves y las claves se generan a pedido como parte de la creación de recursos en Spanner. Los agentes de servicio que usan las claves para las operaciones de encriptación y desencriptación se crean si aún no existen y se les otorgan los roles de Identity and Access Management (IAM) necesarios. Para obtener más información, consulta Descripción general de las claves automáticas.
Spanner solo es compatible con Autokey de Cloud KMS cuando se crean recursos con Terraform o la API de REST. No puedes usar la clave automática de Cloud KMS para crear varias claves regionales (de una sola región) de Cloud KMS para una base de datos de Spanner.
Para usar las CMEK que crea la clave automática de Cloud KMS para proteger tus recursos de Spanner, usa los pasos que se proporcionan para Secret Manager en Cómo usar Autokey con recursos de Secret Manager como ejemplo.
Funciones
- Control de acceso a los datos: Los administradores pueden rotar, administrar el acceso e inhabilitar o destruir la clave que se usa para proteger los datos en reposo en Spanner.
- Auditabilidad: Si habilitas el registro de auditoría para la API de Cloud KMS en tu proyecto, todas las acciones en la clave, incluidas las que realiza Spanner, se registran y se pueden ver en Cloud Logging. Las claves de Cloud EKM admiten Key Access Justification, que agrega un campo de justificación a todas las solicitudes de claves. Con determinados socios de administración de claves externas, puedes aprobar o rechazar automáticamente estas solicitudes, según la justificación.
- Rendimiento: No se realizan cambios en el rendimiento ni en el acuerdo de nivel de servicio de Spanner cuando se usan CMEK.
- Compatibilidad con varias claves regionales: Puedes crear varias claves regionales (de una sola región) de Cloud KMS para proteger una base de datos en una configuración de instancia personalizada, birregional o multirregional de Spanner.
Precios
Spanner factura las bases de datos habilitadas para CMEK como cualquier otra base de datos. No se aplican costos adicionales de Spanner por habilitar CMEK. Para obtener más información, consulta Precios de Spanner.
Cloud KMS te factura el costo de la clave y cualquier operación criptográfica que se realice en ella (cada vez que Spanner use la clave para la encriptación o desencriptación). Esperamos que esos costos sean mínimos en función de la cantidad esperada de operaciones criptográficas que genera Spanner. Para obtener más información, consulta Precios de Cloud KMS.
Qué se protege con CMEK
En una base de datos habilitada para CMEK, Spanner usa tus claves de Cloud KMS para proteger los datos en reposo. Esto incluye los datos de una base de datos que se almacenan en un disco o en una unidad flash.
Se aplican algunas excepciones. Los siguientes tipos de datos están protegidos por la encriptación predeterminada en reposo de Google y no por la clave de CMEK:
- Un subconjunto de claves de fila que marca los límites del rango
- Depuración de datos, incluidos los volcados de memoria y los registros operativos
- Datos en tránsito o en memoria
- Metadatos de la base de datos
En Spanner, hay tres capas de encriptación. Los datos en reposo se dividen en fragmentos de subarchivos para el almacenamiento. Cada fragmento se encripta a nivel de almacenamiento con una clave de encriptación individual. La clave que se usa para encriptar los datos de un fragmento se denomina clave de encriptación de datos (DEK). Debido al gran volumen de claves que posee Google y a la necesidad de bajar la latencia y aumentar la disponibilidad, estas claves se almacenan cerca de los datos que encriptan. Las DEK se encriptan (o “unen”) con una clave de encriptación de claves (KEK). Por último, cada KEK se encripta con tu CMEK.
Cuando rotas la clave CMEK, Spanner vuelve a encriptar solo los KEK intermedios con la versión principal más reciente de la clave CMEK. Una vez que finalice la nueva encriptación, inhabilitar o borrar las versiones anteriores de la clave CMEK no inhabilitará el acceso a la base de datos. También puedes ver las versiones de clave que se usan para proteger una base de datos.
Con CMEK
Sin CMEK
Habilita CMEK
Para usar CMEK para las bases de datos de Spanner, debes crear una base de datos nueva
y especificar la clave de Cloud KMS en el momento de la creación de la base de datos.
Spanner puede acceder a la clave en tu nombre después de otorgar la función de encriptador/desencriptador de CryptoKey de Cloud KMS (roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter) a una cuenta de servicio de Spanner administrada por Google.
Para obtener instrucciones detalladas, consulta Cómo proteger una base de datos con CMEK.
Las APIs de acceso a datos de Spanner, como las que se usan para administrar sesiones y ejecutar transacciones en datos, son exactamente las mismas para CMEK y Google-owned and Google-managed encryption keys. Las aplicaciones no necesitan especificar claves ni configuraciones de encriptación cuando leen o escriben datos. El servicio controla toda la encriptación.
Administrar claves
Las operaciones de administración de claves se realizan mediante Cloud KMS. Spanner no puede detectar ni realizar cambios en cualquier cambio de clave hasta que Cloud KMS los propague. Algunas operaciones, como inhabilitar o destruir una clave, pueden tardar hasta tres horas en propagarse. Los cambios en los permisos suelen propagarse mucho más rápido.
Después de crear la base de datos, Spanner llama a Cloud KMS aproximadamente cada cinco minutos para asegurarse de que la clave siga siendo válida.
Si Spanner detecta que tu clave de Cloud KMS se inhabilitó o destruyó, una operación comienza de inmediato para hacer que tu base de datos sea inaccesible. Todas las llamadas posteriores a la base de datos, incluidas las sesiones, las operaciones de lectura y las de escritura, muestran un error FAILED_PRECONDITION: KMS key required by the
Spanner resource is not accessible. Si las llamadas de Spanner a Cloud KMS detectan que se volvió a habilitar una clave que estaba inhabilitada, Cloud KMS restablece el acceso a la base de datos de Spanner automáticamente.
Además, si una base de datos está protegida por varias claves regionales y todas las claves se inhabilitan o destruyen, Spanner comienza de inmediato a hacer que tu base de datos sea inaccesible. Si Spanner detecta que solo un subconjunto de las claves de la base de datos está inhabilitado o destruido, inhabilita la base de datos durante un período de tiempo de 12 horas. No se recomienda inhabilitar o destruir solo un subconjunto de claves en una base de datos habilitada para CMEK, ya que podría generar un comportamiento incierto. Para evitar que esto suceda, puedes usar la métrica de claves CMEK de Spanner (instance/replica/cmek/total_keys) para activar una alerta si se inhabilita o destruye un subconjunto de claves. Para obtener más información, consulta Cómo crear una alerta para inhabilitar un subconjunto de CMEK.
Crea una alerta para inhabilitar un subconjunto de CMEK
Puedes usar la métrica Claves de CMEK de Spanner (/instance/replica/cmek/total_keys) para activar una alerta si se inhabilita o destruye un subconjunto de CMEK. Para crear esta política de alertas, expande los siguientes pasos y la configuración:
Configuración de la política de alertas de CMEK
| Nueva condición Campo |
Valor |
|---|---|
| Recurso y métrica | En el menú Recursos, selecciona Instancia de Spanner. En el menú Categorías de métricas, selecciona Instancia. En el menú Métricas, selecciona Claves de CMEK. (El valor de metric.type es spanner.googleapis.com/instance/replica/cmek/total_keys).
|
| Filtro | instance_id = INSTANCE_IDis_key_revoked = TRUE |
| En las series temporales Agrupación de las series temporales |
database |
| En las series temporales Agregación de series temporales |
sum |
| Ventana progresiva | 10 m |
| Función analítica progresiva | mean |
| Configura el activador de alertas Campo |
Valor |
|---|---|
| Tipo de condición | Threshold |
| Activador de alertas | Any time series violates |
| Posición del umbral | Above threshold |
| Umbral | 0
|
| Período para volver a probar | 1 hr |
| Nueva condición Campo |
Valor |
|---|---|
| Recurso y métrica | En el menú Recursos, selecciona Instancia de Spanner. En el menú Categorías de métricas, selecciona Instancia. En el menú Métricas, selecciona Claves de CMEK. (El valor de metric.type es spanner.googleapis.com/instance/replica/cmek/total_keys).
|
| Filtro | instance_id = INSTANCE_IDis_key_revoked = FALSE |
| En las series temporales Agrupación de las series temporales |
database |
| En las series temporales Agregación de series temporales |
sum |
| Ventana progresiva | 10 m |
| Función analítica progresiva | mean |
| Configura el activador de alertas Campo |
Valor |
|---|---|
| Tipo de condición | Threshold |
| Activador de alertas | Any time series violates |
| Posición del umbral | Above threshold |
| Umbral | 0
|
| Período para volver a probar | 1 hr |
| Configura el activador de alertas Campo |
Valor |
|---|---|
| Activador de varias condiciones | All conditions are met |
Después de crear la alerta, si Spanner detecta que se inhabilitó un subconjunto de las CMK, aparecerá un elemento de resumen del incidente debajo de la tabla Incidentes en la página Detalles de la política de la alerta. También puedes configurar canales de notificación opcionales. Para obtener más información, consulta Cómo crear y administrar canales de notificaciones.
Cómo se controla un estado de clave no disponible
En raras ocasiones, como durante períodos en los que Cloud KMS no está disponible, es posible que Spanner no pueda recuperar el estado de tu clave de Cloud KMS.
Si tu base de datos de Spanner está protegida por una clave que está habilitada en el momento en que Spanner no puede comunicarse con Cloud KMS por primera vez, Spanner seguirá admitiendo operaciones de base de datos completas de la mejor manera posible durante un período de hasta una hora para minimizar el impacto de cualquier incidente de este tipo en tu carga de trabajo. Después de una hora, si Spanner aún no puede conectarse con Cloud KMS, comienza a desconectar la base de datos como medida de protección. Los datos de tu base de datos de Spanner permanecerán inaccesibles hasta que la base de datos pueda volver a conectarse con Cloud KMS y Cloud KMS responda que la clave está activa.
Por el contrario, si tu base de datos de Spanner está protegida por una clave que se inhabilitó en el momento en que Spanner no puede comunicarse con Cloud KMS por primera vez, la base de datos permanecerá inaccesible hasta que pueda volver a conectarse con Cloud KMS y tú hayas vuelto a habilitar tu clave.
Si usas varias claves regionales para proteger una base de datos de Spanner, solo las réplicas que están protegidas por una clave que reside en el Cloud KMS regional no disponible se ven afectadas por la falta de disponibilidad.
Consideraciones de claves externas
Cuando usas una clave de Cloud EKM, Google no tiene control sobre la disponibilidad de tu clave administrada de forma externa en el sistema de socios de administración de claves externas.
Si una clave administrada de forma externa no está disponible, Spanner continúa admitiendo hasta por una hora operaciones de base de datos completas mediante una versión de la clave almacenada en caché. Después de una hora, si Spanner aún no puede conectarse con Cloud KMS, comenzará a desconectar la base de datos como medida de protección. Las llamadas a la base de datos fallarán con un error FAILED_PRECONDITION: External key error: Could not find a key
resource at the key URI.
Si usas varias claves de Cloud EKM para proteger tu base de datos de Spanner, solo las réplicas que están protegidas por la clave no disponible se ven afectadas por la falta de disponibilidad.
Para obtener más consideraciones sobre el uso de claves externas, consulta la documentación de Cloud External Key Manager.
Copia de seguridad y restablecimiento
Puedes usar CMEK o Google-owned and Google-managed encryption keys para proteger las copias de seguridad de Spanner. De forma predeterminada, una copia de seguridad usa la misma configuración de encriptación que su base de datos, pero puedes anular este comportamiento si especificas una configuración de encriptación diferente cuando creas la copia de seguridad. Si la copia de seguridad está habilitada para CMEK, se encripta con la versión principal de la clave de KMS en el momento de su creación. Una vez creada la copia de seguridad, su clave y versión de clave no se pueden modificar, incluso si se rota la clave de KMS. Para obtener más información, consulta Cómo crear una copia de seguridad de una base de datos.
Cuando restableces una base de datos a partir de una copia de seguridad, de forma predeterminada, la base de datos restablecida usa la misma configuración de encriptación que la copia de seguridad. Puedes anular este comportamiento si especificas una configuración de encriptación diferente cuando restableces la base de datos. Para restablecer una copia de seguridad habilitada para CMEK, la clave y la versión de clave que se usó para encriptarla deben estar disponibles. Para obtener más información, consulta Cómo restablecer desde una copia de seguridad.
Puedes realizar operaciones de copia de seguridad, como crear, copiar y restablecer en una base de datos encriptada con varias claves regionales.
Todas las copias de seguridad creadas por los programas de copias de seguridad se pueden proteger con CMEK o Google-owned and Google-managed encryption keys. Sin embargo, los programas de copias de seguridad incrementales solo se pueden encriptar con Google-owned and Google-managed encryption keys.
Logging
Puedes auditar las solicitudes que Spanner envía a Cloud KMS en tu nombre en Cloud Logging si habilitaste el registro de auditoría para la API de Cloud KMS en tu proyecto. Estas entradas de registro de Cloud KMS se pueden ver en Cloud Logging.
Exige o limita las CMEK en tu organización
Puedes establecer políticas para toda la organización sobre el uso de la protección de CMEK en varios Google Cloud productos, incluido Spanner. Con estas políticas, puedes hacer lo siguiente:
Exige que las bases de datos de Spanner nuevas que cree tu organización usen la protección de CMEK.
Limita cuáles de las claves de Cloud KMS de tu organización están disponibles para la protección de CMEK.
Para obtener más información, consulta Políticas de la organización de CMEK.
¿Qué sigue?
- Obtén más información para proteger una base de datos con CMEK.