Questa pagina descrive come implementare la crittografia lato client su Cloud SQL.
Panoramica
La crittografia lato client consiste nel criptare i dati prima di scriverli in Cloud SQL. Puoi criptare i dati di Cloud SQL in modo che solo la tua applicazione possa decriptarli.
Per attivare la crittografia lato client, hai a disposizione le seguenti opzioni:
- Utilizzo di una chiave di crittografia archiviata in Cloud Key Management Service (Cloud KMS).
- Utilizzo di una chiave di crittografia archiviata localmente nell'applicazione.
In questo argomento viene spiegato come utilizzare la prima opzione, che offre la un'opzione di gestione delle chiavi semplice. Creiamo una chiave di crittografia in Cloud KMS e implementiamo la crittografia dell'involucro utilizzando Tink, la libreria crittografica open source di Google.
Perché hai bisogno della crittografia lato client?
La crittografia lato client è necessaria se vuoi proteggere i dati di Cloud SQL a livello di colonna 1. Immagina di avere una tabella di nomi e carte di credito numeri. Non vuoi concedere a un utente l'accesso a questa tabella, ma non vuoi che l'utente possa accedere per visualizzare i numeri delle carte di credito. Puoi criptare i numeri utilizzando il lato client la crittografia. Se all'utente non viene concesso l'accesso alla chiave di crittografia in a Cloud KMS, non riescono a leggere i dati della carta di credito.
Creare chiavi utilizzando Cloud KMS
Cloud KMS consente di creare e gestire le chiavi nella Google Cloud Platform.
Cloud KMS supporta molti tipi di chiavi diversi. Per lato client devi creare una chiave simmetrica.
Per concedere all'applicazione l'accesso alla chiave in Cloud KMS, devi assegnare all'account di servizio utilizzato dall'applicazione il ruolo cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter
. In gcloud, utilizza il seguente
comando:
gcloud kms keys add-iam-policy-binding key \ --keyring=key-ring \ --location=location \ --member=serviceAccount:service-account-name@example.domain.com \ --role=roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter
Sebbene sia possibile utilizzare la chiave KMS per criptare i dati, in questo caso utilizziamo una soluzione più flessibile chiamata crittografia busta. In questo modo, possiamo criptare i messaggi più lunghi di 64 KB, che è la dimensione massima supportata dall'API Cloud Key Management Service.
Crittografia della busta di Cloud KMS
Nella crittografia della busta, la chiave KMS funge da chiave di crittografia della chiave (KEK). Vale a dire che viene utilizzato per crittografare le chiavi di crittografia dei dati (DEK), che a loro volta sono utilizzate per crittografare i dati effettivi.
Dopo aver creato una KEK in Cloud KMS, per criptare ciascun messaggio devi:
- Genera una chiave di crittografia dei dati (DEK) localmente.
- Utilizza questa DEK localmente per criptare il messaggio.
- Chiama Cloud KMS per criptare (wrapping) la DEK con la KEK.
- Archivia i dati criptati e la DEK con wrapping.
Anziché implementare la crittografia envelope da zero, in questo argomento utilizziamo Tink.
Tink
Tink è una libreria multipiattaforma e multilingue che offre le API crittografiche. Per criptare i dati con la crittografia envelope di Tink, devi fornire Tink con un URI della chiave che rimandi alla tua KEK in Cloud KMS e credenziali che consentono a Tink di usare la KEK. Tink genera la DEK, cripta i dati, aggrega i dati la DEK e restituisce un singolo testo crittografato con i dati criptati e la DEK con wrapping.
Tink supporta la crittografia envelope in C++, Java, Go e Python utilizzando AEAD API:
public interface Aead{
byte[] encrypt(final byte[] plaintext, final byte[] associatedData)
throws…
byte[] decrypt(final byte[] ciphertext, final byte[] associatedData)
throws…
}
Oltre al normale messaggio/crittogramma, i metodi di crittografia e decrittografia supportano i dati associati facoltativi. Questo argomento può essere utilizzato per associare il testo cifrato a un dato. Ad esempio, supponiamo che tu abbia un database con
campo user-id
e un campo encrypted-medical-history
. In questo caso, il campo
user-id
dovrebbe probabilmente essere utilizzato come dati associati durante la crittografia della
storia clinica. In questo modo si garantisce che un aggressore non possa trasferire la storia clinica di un utente
a un altro. Viene utilizzato anche per verificare che la riga di dati sia corretta quando
esegui una query.
Esempi
In questa sezione, esamineremo il codice campione di un database contenente le informazioni sugli elettori. che utilizza la crittografia lato client. Il codice campione mostra come:
- Crea una tabella di database e un pool di connessioni
- Configurare Tink per la crittografia envelope
- Crittografa e decripta i dati utilizzando la crittografia dell'envelope di Tink con una KEK in Cloud KMS
Prima di iniziare
Crea un'istanza Cloud SQL seguendo questi istruzioni. Prendi nota della stringa di connessione, dell'utente del database e della password del database creare.
Crea un database per la tua applicazione seguendo questi istruzioni. Prendi nota del nome del database.
Crea una chiave KMS per la tua applicazione seguendo queste istruzioni. Copia il del nome risorsa della chiave creata.
Crea un account di servizio con il "Client Cloud SQL" autorizzazioni per che seguono istruzioni.
Aggiungi il "Autore crittografia/decrittografia CryptoKey Cloud KMS" l'autorizzazione per la chiave al tuo account di servizio seguendo queste istruzioni.