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Encryption 如何实现零停机键旋转

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Encryption 如何实现零停机键旋转,encryption,secret-key,aws-secrets-manager,shared-secret,Encryption,Secret Key,Aws Secrets Manager,Shared Secret,我有几个微服务在AWS中运行，其中一些相互通信，一些具有外部客户机或是外部服务的客户机 为了实现我的服务，我需要一些秘密（RSA密钥对来签名/验证令牌、对称密钥、API密钥等）。我正在为此使用AWS SecretsManager，它运行良好，但我现在正在实现对键旋转的适当支持，我有一些想法 我正在使用AWS SecretsManager，定期（约5分钟）获取机密并在本地缓存它们 我正在使用AWS SecretsManager的版本阶段功能，根据需要引用AWS当前版本和AWS以前的版本 假设服

我有几个微服务在AWS中运行，其中一些相互通信，一些具有外部客户机或是外部服务的客户机

为了实现我的服务，我需要一些秘密（RSA密钥对来签名/验证令牌、对称密钥、API密钥等）。我正在为此使用AWS SecretsManager，它运行良好，但我现在正在实现对键旋转的适当支持，我有一些想法

  • 我正在使用AWS SecretsManager，定期（约5分钟）获取机密并在本地缓存它们
  • 我正在使用AWS SecretsManager的版本阶段功能，根据需要引用AWS当前版本和AWS以前的版本
假设服务A需要服务B的密钥K：

  • 假设在开始时，K具有当前值K1和之前的值K0
  • 在与B的通信中，服务A将始终使用（并在本地缓存）K的AWSCURRENT版本，因此在本例中为K1
  • 服务B将在其本地缓存中保留版本AWSCURRENT和AWSPREVIOUS，并同时接受[K1，K0]
  • 在旋转K时，我首先确保服务B使用的秘密被旋转，以便在刷新间隔结束后，服务B的所有实例都接受[K2，K1]，而不是[K1，K0]。在刷新间隔结束之前，的所有实例仍使用K1
  • 当刷新间隔结束时，意味着B的所有实例都必须获取K2，我旋转键进行服务，以便A将使用K1或K2，直到刷新间隔结束，然后仅使用K2
  • 这就完成了密钥轮换（但是如果K1被认为被泄露了，我们可以再次轮换B的秘密来推出K1并得到[K3，K2]）

这是最好的方法还是其他人要考虑？

然后，在某些情况下，我有一个在同一服务中使用的对称密钥J，例如用于加密某个会话的密钥。因此，在对服务C的一个请求中，会话使用密钥J1加密，然后需要在稍后阶段使用J1解密。我有多个C服务实例

这里的问题是，如果加密和解密都使用相同的密钥，那么旋转它会变得更加混乱-如果密钥被旋转为具有值J2，并且一个实例已刷新，以便使用J2进行加密，而另一个实例仍然看不到J2，则解密将失败

我可以在这里看到一些方法：

  • 使用单独的旋转方案拆分为两个秘密，并一次旋转一个，类似于上面所述。这增加了额外机密处理的开销，这些机密具有相同的值（除了它们之间会有一段时间的轮换）

  • 让解密在失败时强制刷新机密：

    • 加密始终使用AWSCURRENT（J1或J2取决于是否刷新）
    • 解密将先尝试AWSCURRENT，然后尝试AWSPREVIOUS，如果两者都失败（因为存储了J2和[J1，J0]所使用的另一个实例的加密），则将请求手动刷新机密（[J2，J1]现在已存储），然后再次尝试AWSCURRENT和AWSPREVIOUS
  • 在密钥窗口中使用三个密钥，并始终使用中间的密钥加密，因为它应该始终位于所有其他实例的窗口中（除非它旋转了几次，速度比刷新间隔快）。这增加了复杂性

    • 还有什么其他选择？这似乎是一个标准用例，但我仍在努力寻找最佳方法

    编辑------------------

    根据JoeB的回答，到目前为止我提出的算法是： 假设最初机密的当前值为K1，挂起值为null

    正常操作

    • 所有服务定期（每T秒）向SecretsManager查询
      AWSCURRENT
      ，
      AWSCURRENT
      和自定义标签
      ROTATING
      ，并全部接受（如果存在）->所有服务接受[
      AWSCURRENT
      =K1]
    • 所有客户端都使用
      AWSCURRENT
      =K1
    关键点旋转

  • 为挂起阶段输入新值K2
  • 等待T秒->所有服务现在接受[
    AWSCURRENT
    =K1，
    awexpensing
    =K2]
  • 将
    ROTATING
    添加到K1版本+将
    AWSCURRENT
    移动到K2版本+从K2中移除
    AWSCURRENT
    标签（似乎没有标签的原子交换）。直到T秒过去，一些客户端将使用K2和一些K1，但所有服务都接受这两种
  • 等待T秒->所有服务仍然接受[
    AWSCURRENT
    =K2，
    awexpensing
    =K1]，并且所有客户端都使用
    AWSCURRENT
    =K2
  • 从K1上卸下旋转的
    级。请注意，K1仍将具有先前的
    AWSPREVIOUS
    阶段
  • T秒后，所有服务将只接受[
    AWSCURRENT
    =K2]，K1实际上已失效
    • 这应该适用于单独的秘密以及用于加密和解密的对称秘密

    不幸的是，我不知道如何使用内置的旋转机制，因为它需要几个步骤，中间有延迟。一个想法是发明一些自定义步骤，让
    setSecret
    步骤创建一个CloudWatch cron事件，该事件将在T秒后再次调用该函数，使用步骤
    swapPending
    和
    removePending
    调用它。如果SecretsManager能够自动支持这一点，那就太棒了，例如支持函数返回一个值，指示下一步应该在T秒后调用。

    对于您的凭证问题，只要服务B支持两个活动凭据，就不必在应用程序中同时保留当前凭据和以前的凭据。为此，您必须确保凭证在准备就绪之前未标记为AWSCURRENT。然后应用程序总是获取并使用