Clés de chiffrement gérées par le client (CMEK)

Par défaut, toutes les données au repos dans Google Cloud, y compris celles dans Cloud Spanner, sont protégées grâce au chiffrement par défaut géré par Google. Google Cloud traite et gère ce chiffrement par défaut sans requérir aucune action supplémentaire de votre part.

Si vous avez des exigences réglementaires ou de conformité spécifiques concernant les clés qui protègent vos données, vous pouvez utiliser des clés de chiffrement gérées par le client (CMEK, Customer-Managed Encryption Keys) pour Cloud Spanner. Au lieu de laisser Google gérer les clés de chiffrement qui protègent vos données, c'est votre base de données Cloud Spanner qui est protégée, à l'aide d'une clé que vous contrôlez et gérez dans Cloud Key Management Service (KMS). Il peut s'agir d'une clé symétrique, d'une clé Cloud HSM ou d'une clé Cloud External Key Manager.

Cette page décrit la fonctionnalité CMEK pour Cloud Spanner. Pour plus d'informations sur le chiffrement CMEK en général, y compris quand et pourquoi les activer, consultez la documentation Cloud KMS.

Fonctionnalités

  • Contrôle de l'accès aux données : les administrateurs peuvent alterner la clé utilisée pour protéger les données au repos dans Cloud Spanner, en gérer l'accès, et la désactiver ou la détruire.
  • Possibilité de réaliser des audits : si vous activez la journalisation d'audit pour l'API Cloud KMS dans votre projet, toutes les actions sur la clé, y compris celles effectuées par Cloud Spanner, sont enregistrées et visibles dans Cloud Logging. Les clés Cloud EKM sont compatibles avec Key Access Justifications, qui ajoute un champ de justification à toutes les requêtes de clé. Avec certains partenaires de gestion de clés externes, vous pouvez approuver ou refuser automatiquement ces demandes, en fonction de leur justification.
  • Performances : aucune modification n'est apportée aux performances de Cloud Spanner ni au contrat de niveau de service.

Tarifs

Cloud Spanner facture les bases de données compatibles CMEK comme n'importe quelle autre base de données ; il n'y a aucuns frais supplémentaire pour Cloud Spanner Pour en savoir plus, consultez la page Tarifs de Cloud Spanner.

Le coût de la clé et les opérations de chiffrement sur celle-ci vous sont facturés par Cloud KMS (chaque fois que Cloud Spanner utilise la clé pour le chiffrement/déchiffrement). Ces coûts devraient être minimes en fonction du nombre attendu d'opérations de chiffrement générées par Cloud Spanner. Pour en savoir plus, consultez la section sur les tarifs de Cloud KMS.

Éléments protégés par CMEK

Dans une base de données avec CMEK, Cloud Spanner utilise votre clé Cloud KMS pour protéger les données au repos. Cela comprend les données d'une base de données stockée sur disque ou sur Flash.

Certaines exceptions s'appliquent. Les types de données suivants sont protégés par le chiffrement au repos par défaut de Google, et non par la clé CMEK :

  • Sous-ensemble de clés de ligne délimitant des plages
  • Les données de débogage, y compris les vidages de mémoire et les journaux opérationnels
  • Les données en transit ou en mémoire
  • Métadonnées de base de données

Dans Cloud Spanner, il existe trois couches de chiffrement. Les données au repos sont divisées en fragments de sous-fichiers pour le stockage, et chaque fragment est chiffré au niveau du stockage avec une clé de chiffrement individuelle. La clé utilisée pour chiffrer les données contenues dans un fragment est appelée "clé de chiffrement des données" (DEK, Data Encryption Key). En raison de la nécessité d'une faible latence et d'une disponibilité élevée, ainsi que du grand nombre de clés chez Google, celles-ci sont stockées à proximité des données qu'elles chiffrent. Les DEK sont elles-mêmes chiffrées (ou "encapsulées") à l'aide d'une clé de chiffrement de clé (KEK, Key Encryption Key). Enfin, chaque KEK est chiffrée avec votre clé de chiffrement gérée par le client.

Lorsque vous effectuez une rotation de la clé CMEK, Cloud Spanner rechiffre uniquement les KEK intermédiaires avec la dernière version principale de la clé CMEK. Une fois le rechiffrement terminé, la désactivation ou la suppression des anciennes versions de la clé CMEK ne désactive pas l'accès à la base de données. Vous pouvez également afficher les versions de clé utilisées pour protéger une base de données.

Avec CMEK

"Schéma illustrant le chiffrement avec une clé de chiffrement gérée par le client"

Sans CMEK

"Schéma illustrant le chiffrement avec une clé de chiffrement gérée par Google"

Activer CMEK

Pour utiliser CMEK pour les bases de données Cloud Spanner, vous devez créer une base de données et spécifier la clé Cloud KMS au moment de la création de la base de données.

Cloud Spanner peut accéder à la clé en votre nom après avoir accordé le rôle Chiffreur/Déchiffreur de CryptoKeys Cloud KMS (roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter) à une clé Compte de service Cloud Spanner.

Pour obtenir des instructions détaillées, consultez Utiliser CMEK.

Les API d'accès aux données de Cloud Spanner, telles que celles utilisées pour gérer les sessions et exécuter des transactions sur les données, sont exactement les mêmes pour les bases de données compatibles avec CMEK et pour Google. Les applications n'ont pas besoin de spécifier de clés ni de configurations de chiffrement lors de la lecture ou de l'écriture de données. L'intégralité du chiffrement est gérée par le service.

Gestion des clés

Les opérations de gestion des clés sont effectuées à l'aide de Cloud KMS. Cloud Spanner ne peut pas détecter les modifications de clé ni agir avant qu'elles ne soient propagées par Cloud KMS. Certaines opérations, telles que la désactivation ou la destruction d'une clé, peuvent prendre jusqu'à trois heures pour se propager. Les modifications apportées aux autorisations se propagent généralement beaucoup plus rapidement.

Une fois la base de données créée, Cloud Spanner appelle Cloud KMS toutes les cinq minutes environ pour s'assurer que la clé est toujours valide.

Si Cloud Spanner détecte que votre clé Cloud KMS a été désactivée ou détruite, une opération permettant de rendre votre base de données inaccessible commence immédiatement. Tous les appels ultérieurs à la base de données, y compris les sessions, les lectures et les écritures, renvoient une erreur FAILED_PRECONDITION: KMS key required by the Spanner resource is not accessible.

Si les appels de Cloud Spanner à Cloud KMS détectent qu'une clé précédemment désactivée a été réactivée, Cloud KMS restaure automatiquement l'accès à la base de données Cloud Spanner.

Traitement de l'état d'indisponibilité d'une clé

Dans de rares cas, par exemple pendant les périodes d'indisponibilité de Cloud KMS, Cloud Spanner peut ne pas être en mesure de récupérer l'état de votre clé à partir de Cloud KMS.

Si votre base de données Cloud Spanner est protégée par une clé activée au moment où Cloud Spanner ne peut pas communiquer avec Cloud KMS, Cloud Spanner continue à prendre en charge les opérations de base de données complètes du mieux qu'il peut sur une période d'une heure maximum afin de minimiser l'impact d'un tel incident sur votre charge de travail.

Au bout d'une heure, si Cloud Spanner ne parvient toujours pas à se connecter à Cloud KMS, il commence à déconnecter la base de données afin de se protéger. Les données de votre base de données Cloud Spanner restent inaccessibles jusqu'à ce que votre base de données puisse se reconnecter à Cloud KMS et que Cloud KMS répond que la clé est active.

Inversement, si votre base de données Cloud Spanner est protégée par une clé désactivée au moment où Cloud Spanner est d'abord incapable de communiquer avec Cloud KMS, elle reste inaccessible jusqu'à ce qu'elle puisse se reconnecter à Cloud KMS et que vous ayez réactivé votre clé.

Remarques importantes concernant les clés externes

Lorsque vous utilisez une clé Cloud EKM, Google n'a aucun contrôle sur la disponibilité de votre clé gérée en externe dans le système partenaire de gestion des clés externes.

Si une clé gérée en externe n'est pas disponible, Cloud Spanner continue à effectuer des opérations complètes sur la base de données à l'aide d'une version en cache de la clé, pendant une heure maximum.

Au bout d'une heure, si Cloud Spanner ne parvient toujours pas à se connecter à Cloud KMS, il commence à déconnecter la base de données comme mesure de protection. Les appels à la base de données échouent avec une erreur FAILED_PRECONDITION: External key error: Could not find a key resource at the key URI.

Pour en savoir plus sur l'utilisation de clés externes, consultez la documentation de Cloud External Key Manager.

Sauvegarde et restauration

Comme les bases de données, les sauvegardes Cloud Spanner peuvent être protégées par des clés CMEK ou par le chiffrement géré par Google. Par défaut, une sauvegarde utilise la même configuration de chiffrement que sa base de données, mais vous pouvez ignorer ce comportement en spécifiant une configuration de chiffrement différente lors de la création de la sauvegarde. Si la sauvegarde est activée pour CMEK, elle est chiffrée à l'aide de la version principale de la clé KMS au moment de la création de la sauvegarde. Une fois la sauvegarde créée, sa clé et sa version de clé ne peuvent plus être modifiées, même si la clé KMS est alternée. Pour en savoir plus, consultez la page Sauvegarder une base de données.

Lorsque vous restaurez une base de données à partir d'une sauvegarde, celle-ci utilise par défaut la même configuration de chiffrement que la sauvegarde. Vous pouvez ignorer ce comportement en spécifiant une configuration de chiffrement différente lors de la restauration de la base de données. Pour restaurer une sauvegarde activée pour CMEK, la clé et la version de clé utilisées pour chiffrer la sauvegarde doivent être disponibles. Pour en savoir plus, consultez la section Restaurer à partir d'une sauvegarde.

Logging

Vous pouvez auditer les requêtes que Cloud Spanner envoie à Cloud KMS en votre nom dans Cloud Logging, si vous avez activé la journalisation d'audit pour l'API Cloud KMS dans votre projet. Ces entrées de journal Cloud KMS sont visibles dans Cloud Logging.