客户提供的加密密钥

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本页面讨论了客户提供的加密密钥。如需了解其他加密选项，请参阅数据加密选项。

概览

作为标准 Cloud Storage 加密之上的附加层，您可以选择提供自己的 AES-256 加密密钥（采用标准 Base64 编码）。此密钥被称为客户提供的加密密钥。如果您提供客户提供的加密密钥，则 Cloud Storage 不会将您的密钥永久存储在其服务器中或以其他方式管理您的密钥。

相反，您将为每个 Cloud Storage 操作提供密钥，操作完成后，系统将从 Cloud Storage 服务器中完全清除您的密钥。Cloud Storage 仅存储密钥的加密哈希值，以便根据哈希值验证未来的请求。您的密钥将无法从此哈希值中恢复，并且此哈希值无法用于解密您的数据。

我们建议您将每个密钥备份到安全位置，并采取预防措施来确保密钥不会与不受信任方共享。如果存放加密密钥的任何文件或机器遭到破解，您应立即对使用被破解的密钥加密的所有对象执行密钥轮替。

何时使用密钥？

将客户提供的加密密钥应用到对象上时，Cloud Storage 会在加密以下信息时使用该密钥：

  • 对象的数据。
  • 对象的 CRC32C 校验和。
  • 对象的 MD5 哈希值。

Cloud Storage 使用默认静态加密来加密对象的剩余元数据，包括对象的名称。这样您可以读取和更新常规元数据以及列出、覆盖和删除对象，无需使用客户提供的加密密钥。但是，要执行以上任一操作，您必须具有足够的权限。

例如，如果对象是使用客户提供的加密密钥进行加密的，您必须使用该密钥才能在该对象上执行操作，例如下载或移动对象。如果您尝试在不提供密钥的情况下读取对象的元数据，您会收到对象名称和 Content-Type 之类的元数据，但不会收到对象的 CRC32C 校验和或 MD5 哈希值。如果在针对对象元数据的请求中提供了密钥，则除了收到元数据以外，您还将收到对象的 CRC32C 校验和以及 MD5 哈希值。

重写行为

如果您重写使用客户提供的加密密钥加密的对象，但未提供用于加密重写对象的密钥，则会发生以下情况：

HTTPS 检查

如需在读取和写入操作期间保护通过互联网传输的数据，请使用传输层安全协议（通常称为 TLS 或 HTTPS）。提供加密密钥时需要 TLS。如果您意外地通过未加密的 (HTTP) 连接使用加密密钥，攻击者可能会拦截您的密钥。由于存在这种可能性，Cloud Storage API 会返回一条错误消息，警告您密钥可能已泄露。如果发生这种情况，您应立即轮替密钥

限制

使用客户提供的加密密钥时，存在以下限制：

  • 您无法使用 Google Cloud 控制台下载使用客户提供的加密密钥加密的对象。同样，如果您使用 Google Cloud 控制台上传对象，则无法使用客户提供的加密密钥加密对象。

  • Cloud Storage Transfer Service 和 Cloud Dataflow 目前不支持使用客户提供的加密密钥加密的对象。

  • 您只能在单个对象上设置客户提供的加密密钥。 您无法为存储桶设置默认的客户提供的加密密钥。

  • 如果对象通过客户提供的加密密钥进行加密，并且您要对此对象执行 compose 操作，则必须使用相同的密钥对组件对象进行加密，并且您需要随同组合请求一起提供该密钥。生成的复合对象将使用相同的密钥进行加密。

  • 传送使用客户提供的加密密钥加密的对象时，Cloud Storage 会忽略与该对象关联的 Cache-Control 元数据，并通过将 Cache-Control 设置为 private, max-age=0 来传送该对象。

通过 REST API 使用加密密钥

当您使用客户提供的加密密钥并直接使用 JSON 或 XML API 时，您必须同时提供 AES-256 密钥和该密钥的 SHA256 哈希值。您应安全存储 AES-256 密钥和密钥的 SHA256 哈希值。Cloud Storage 将密钥的 SHA256 哈希值存储在对象的元数据中，以便您未来进行检索。Cloud Storage（或其他任何人）无法使用此 SHA256 哈希值来解密您的数据。之所以存储此哈希值，目的是为了唯一标识用于加密特定对象的 AES-256 密钥。

请求标头

在 JSON 或 XML 请求中包含以下 HTTP 标头：

标头名称 值 说明
x-goog-encryption-algorithm 字符串 要使用的加密算法。您必须使用值 AES256。
x-goog-encryption-key 字符串 AES-256 加密密钥的 RFC 4648 Base64 编码字符串。
x-goog-encryption-key-sha256 字符串 加密密钥的 SHA256 哈希值的 RFC 4648 Base64 编码字符串。

如果您使用 JSON API 执行重写操作，则使用上面列出的标头加密目标对象，并使用以下标头解密源对象：

标头名称 值 说明
x-goog-copy-source-encryption-algorithm 字符串 要使用的加密算法。您必须使用值 AES256。
x-goog-copy-source-encryption-key 字符串 源对象的 AES-256 加密密钥的 RFC 4648 Base64 编码字符串。
x-goog-copy-source-encryption-key-sha256 字符串 源对象的加密密钥的 SHA256 哈希值的 RFC 4648 Base64 编码字符串。

响应

JSON

使用 JSON API 时，响应正文将返回客户提供的加密密钥的元数据，其中包括以下属性：

属性名称 值 说明
customerEncryption 对象 用于请求的加密的相关信息。
customerEncryption.encryptionAlgorithm 字符串 使用的加密算法。始终包含值 AES256。
customerEncryption.keySha256 字符串 加密密钥的 SHA256 哈希值的 RFC 4648 Base64 编码字符串。您可以使用此 SHA256 哈希值来唯一标识解密对象所需的 AES-256 加密密钥（您必须安全存储该密钥）。

XML

使用 XML API 时，响应中包含以下标头：

标头名称 值 说明
x-goog-encryption-algorithm 字符串 使用的加密算法。始终包含值 AES256。
x-goog-encryption-key-sha256 字符串 加密密钥的 SHA256 哈希值的 RFC 4648 Base64 编码字符串。您可以使用此 SHA256 哈希值来唯一标识解密对象所需的 AES-256 加密密钥（您必须安全存储该密钥）。

在以下情况下，您收到 HTTP 400 错误：

  • 您使用客户提供的加密密钥上传对象，并尝试在不提供密钥的情况下对对象执行其他操作（用于请求或更新大多数元数据或删除对象的操作除外）。
  • 您使用客户提供的加密密钥上传对象，并尝试使用错误的密钥对对象执行其他操作。
  • 您在不提供客户提供的加密密钥的情况下上传对象，并尝试使用客户提供的加密密钥对该对象执行其他操作。
  • 您指定了无效的加密算法、密钥或 SHA256 哈希值。

加密密钥和 gcloud storage

Google Cloud CLI 支持使用客户提供的加密密钥。将 gcloud CLI 与客户提供的加密密钥搭配使用时，请注意以下事项：

  • 在命令中指定为加密密钥的密钥在命令中均用作加密密钥，并根据需要用作解密密钥。

  • 您可以选择最多指定 100 个解密密钥，这些密钥仅用于解密对象。

  • 解密时，系统会计算任何提供的加密和解密密钥的 SHA256 哈希值，并通过匹配对象元数据中的 SHA256 哈希值来选择适用于特定对象的正确密钥。

  • 为现有对象添加或轮替客户提供的加密密钥时，该对象会被重写为请求的一部分。即使对于 gcloud storage objects update 命令也是如此。

  • 列出可以为使用客户提供的密钥加密的对象返回 MD5 或 CRC32C 哈希的命令，对每个此类对象执行额外的元数据 GET 请求。与列出使用标准 Cloud Storage 加密方法加密的对象相比，这些额外的请求可能会大大降低列出的速度。

  • 如果加密密钥在部分完成的写入或复制操作期间可以或确实会更改，例如，您在强制退出或遇到网络超时后重新运行 cp 上传时，操作重启以确保目标对象是使用新密钥写入的。

加密密钥轮替

如果对象是使用客户提供的加密密钥进行加密的，您可以通过重写对象来轮替对象的密钥。JSON API 支持重写操作，XML API 不支持。要查看密钥轮替的示例，请参阅轮替加密密钥。

后续步骤