Clés de chiffrement gérées par le client (CMEK)

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Par défaut, toutes les données au repos dans Google Cloud, y compris les données dans Spanner, sont protégées à l'aide du chiffrement par défaut géré par Google. Google Cloud traite et gère ce chiffrement par défaut sans intervention 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) pour Spanner. Au lieu de laisser Google gérer les clés de chiffrement qui protègent vos données, votre base de données Spanner 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 les clés CMEK pour Spanner. Pour en savoir plus sur les clés 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.
  • Auditabilité: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 Spanner, sont consignées 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'a été apportée aux performances de Spanner ni au contrat de niveau de service.

Tarifs

Spanner facture les bases de données utilisant CMEK comme n'importe quelle autre base de données. Aucuns frais supplémentaires ne sont facturés pour Spanner. Pour en savoir plus, consultez la page Tarifs de Spanner.

Le coût de la clé et les opérations de chiffrement qu'elle inclut vous sont facturés par Cloud KMS (chaque fois que Spanner utilise la clé pour le chiffrement/déchiffrement). Ces coûts devraient être minimes en fonction du nombre attendu d'opérations cryptographiques générées par Spanner. Pour en savoir plus, consultez la page Tarifs de Cloud KMS.

Éléments protégés par CMEK

Dans une base de données compatible CMEK, Spanner utilise votre clé Cloud KMS pour protéger les données au repos. Cela inclut les données d'une base de données stockée sur disque ou 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 qui délimitent 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

Spanner inclut 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 permettant de chiffrer les données dans un fragment est appelée clé de chiffrement de données (DEK). En raison du volume élevé de clés chez Google, et de la nécessité d'une faible latence et d'une haute disponibilité, ces clés 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). Enfin, chaque KEK est chiffrée à l'aide de votre clé de chiffrement gérée par le client.

Lorsque vous effectuez une rotation de la clé CMEK, Spanner ne rechiffre que les KEK intermédiaires avec la dernière version principale de la clé CMEK. Une fois le chiffrement terminé, désactiver ou supprimer les anciennes versions de la clé CMEK ne désactive pas l'accès à la base de données. Vous pouvez également afficher les versions de clé servant à 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 les clés CMEK pour les bases de données Spanner, vous devez créer une base de données et spécifier la clé Cloud KMS au moment de la création de la base de données.

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

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 gérées par Google et celles utilisant les CMEK. 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. Le chiffrement est entièrement géré 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 en conséquence tant qu'elles n'ont pas été propagées par Cloud KMS. Certaines opérations, telles que la désactivation ou la destruction d'une clé, peuvent prendre jusqu'à trois heures. Les modifications apportées aux autorisations sont généralement beaucoup plus rapides.

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 visant à 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, Cloud Spanner commence à mettre la base de données hors connexion à titre de protection. 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 réponde 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 d'accepter les opérations de base de données complètes à l'aide d'une version mise 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, Cloud Spanner commence à mettre la base de données hors connexion à titre de protection. Les appels à la base de données échoueront 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 Spanner peuvent être protégées par une clé CMEK ou un 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 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, la base de données restaurée 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 compatible CMEK, la clé et la version de clé utilisées pour chiffrer la sauvegarde doivent être disponibles. Pour en savoir plus, consultez la page Restaurer à partir d'une sauvegarde.

Journalisation

Vous pouvez auditer les requêtes que Spanner envoie pour vous à Cloud KMS 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.

Exiger ou limiter le chiffrement CMEK au sein de votre organisation

Vous pouvez définir des règles à l'échelle de l'organisation concernant l'utilisation de la protection CMEK dans divers produits Google Cloud, y compris Cloud Spanner. Grâce à ces règles, vous pouvez:

  • Exiger que les nouvelles bases de données Spanner créées par votre organisation utilisent la protection CMEK.

  • Limitez les clés Cloud KMS de votre organisation disponibles pour la protection CMEK.

Pour en savoir plus, consultez Règles d'administration des clés CMEK.