Tink を使用すると、一部のデータのクライアントサイド暗号化を実行し、クラウドの鍵管理システム（KMS）を使用して鍵を保護できます。この処理は次のように行われます。
- クライアントがデータ暗号鍵（DEK）を生成します。
- データは、クライアントによって DEK を使用して暗号化されます。
- DEK は、クラウド KMS に保存されている鍵暗号鍵（KEK）で暗号化されます。
Cloud KMS を使用すると、KEK はクラウドに安全に配置され、必要に応じてローテーション、無効化、破棄を行うことができます。
Tink が Cloud KMS とやり取りするために必要な内容の詳細については、鍵管理の概要セクションをご覧ください。
Tink を使用すると、次の 2 つの方法で Cloud KMS を使用してクライアントサイド暗号化を実行できます。
KMS エンベロープ AEAD プリミティブの使用（
KmsEnvelopeAead） -KmsEnvelopeAeadプリミティブを使用すると、暗号化のたびに Tink が新しい AEAD DEK を作成し、Cloud KMS KEK で暗号化して暗号テキストの一部として保存するため、DEK を自分で処理する必要はありません。その結果、暗号テキストには暗号化された DEK が含まれるため、少し長くなります。さらに、暗号化または復号を行うたびに、Tink は KMS に対して RPC を実行します（データの実際の復号または暗号化はローカルで実行されます）。別のプリミティブを使用して、Cloud KMS で鍵セットを暗号化する - AEAD 以外のプリミティブを使用できる点で柔軟性が高まり、Cloud KMS への呼び出しを制限できます。
KMS エンベロープ AEAD
KmsEnvelopeAead プリミティブでデータを暗号化すると、Tink は次の処理を行います。
- ランダムな DEK を生成し、それを使用してデータをローカルで暗号化します。
- KMS KEK を使用して DEK を暗号化するよう KMS にリクエストします。
- KEK で暗号化された暗号化 DEK を暗号化されたデータと連結します。
DEK タイプと KEK URI の両方が KmsEnvelopeAead キーで指定されます。
復号の際は、Tink がその逆の操作を行います。
- KEK で暗号化された DEK 鍵を抽出します。
- KEK で暗号化された DEK の復号を KMS にリクエストします。
- DEK を使用して暗号テキストをローカルで復号します。
次の例は、KmsEnvelopeAead プリミティブの使用方法を示しています。
C++
この例では、Google Cloud KMS 拡張機能 tink-cc-gcpkms が必要です。
// A command-line utility for testing Tink Envelope AEAD with Google Cloud KMS.
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <ostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <utility>
#include "absl/flags/flag.h"
#include "absl/flags/parse.h"
#include "absl/log/check.h"
#include "absl/log/log.h"
#include "absl/status/status.h"
#include "absl/strings/str_cat.h"
#include "absl/strings/string_view.h"
#include "tink/aead.h"
#include "tink/aead/aead_config.h"
#include "tink/aead/aead_key_templates.h"
#include "tink/aead/kms_envelope_aead.h"
#include "tink/integration/gcpkms/gcp_kms_client.h"
#include "tink/util/status.h"
#include "tink/util/statusor.h"
#include "proto/tink.pb.h"
ABSL_FLAG(std::string, mode, "", "Mode of operation {encrypt|decrypt}");
ABSL_FLAG(std::string, kek_uri, "", "URI of the KMS Key Encryption Key to use");
ABSL_FLAG(std::string, input_filename, "", "Input file name");
ABSL_FLAG(std::string, output_filename, "", "Output file name");
ABSL_FLAG(std::string, credentials, "",
"Optional Google Cloud KMS credentials file path; if not specified, "
"use the default credentials");
ABSL_FLAG(std::string, associated_data, "", "Optional associated data");
namespace {
using ::crypto::tink::Aead;
using ::crypto::tink::AeadKeyTemplates;
using ::crypto::tink::integration::gcpkms::GcpKmsClient;
using ::crypto::tink::util::Status;
using ::crypto::tink::util::StatusOr;
using ::google::crypto::tink::KeyTemplate;
constexpr absl::string_view kEncrypt = "encrypt";
constexpr absl::string_view kDecrypt = "decrypt";
void ValidateParams() {
// ...
}
absl::StatusOr<std::string> ReadFile(absl::string_view filename) {
// ...
}
absl::Status WriteToFile(absl::string_view data_to_write,
absl::string_view filename) {
// ...
}
} // namespace
namespace tink_cc_gcpkms_examples {
void KmsEnvelopAeadCli(absl::string_view mode, absl::string_view kek_uri,
absl::string_view input_filename,
absl::string_view output_filename,
absl::string_view credentials,
absl::string_view associated_data) {
CHECK_OK(crypto::tink::AeadConfig::Register());
// Obtain a remote Aead that can use the KEK.
StatusOr<std::unique_ptr<GcpKmsClient>> gcp_kms_client =
GcpKmsClient::New(kek_uri, credentials);
CHECK_OK(gcp_kms_client.status());
StatusOr<std::unique_ptr<Aead>> remote_aead =
(*gcp_kms_client)->GetAead(kek_uri);
CHECK_OK(remote_aead.status());
// Define the DEK template.
KeyTemplate dek_key_template = AeadKeyTemplates::Aes256Gcm();
// Create a KmsEnvelopeAead instance.
StatusOr<std::unique_ptr<Aead>> aead = crypto::tink::KmsEnvelopeAead::New(
dek_key_template, *std::move(remote_aead));
CHECK_OK(aead.status());
StatusOr<std::string> input_file_content = ReadFile(input_filename);
CHECK_OK(input_file_content.status());
if (mode == kEncrypt) {
// Generate the ciphertext.
StatusOr<std::string> encrypt_result =
(*aead)->Encrypt(*input_file_content, associated_data);
CHECK_OK(encrypt_result.status());
CHECK_OK(WriteToFile(encrypt_result.value(), output_filename));
} else { // mode == kDecrypt.
// Recover the plaintext.
StatusOr<std::string> decrypt_result =
(*aead)->Decrypt(*input_file_content, associated_data);
CHECK_OK(decrypt_result.status());
CHECK_OK(WriteToFile(decrypt_result.value(), output_filename));
}
}
} // namespace tink_cc_gcpkms_examples
int main(int argc, char** argv) {
absl::ParseCommandLine(argc, argv);
ValidateParams();
std::string mode = absl::GetFlag(FLAGS_mode);
std::string kek_uri = absl::GetFlag(FLAGS_kek_uri);
std::string input_filename = absl::GetFlag(FLAGS_input_filename);
std::string output_filename = absl::GetFlag(FLAGS_output_filename);
std::string credentials = absl::GetFlag(FLAGS_credentials);
std::string associated_data = absl::GetFlag(FLAGS_associated_data);
LOG(INFO) << "Using kek-uri " << kek_uri << " with "
<< (credentials.empty()
? "default credentials"
: absl::StrCat("credentials file ", credentials))
<< " to envelope " << mode << " file " << input_filename
<< " with associated data '" << associated_data << "'." << '\n';
LOG(INFO) << "The resulting output will be written to " << output_filename
<< '\n';
tink_cc_gcpkms_examples::KmsEnvelopAeadCli(mode, kek_uri, input_filename,
output_filename, credentials,
associated_data);
return 0;
}
Go
import (
"fmt"
"log"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/aead"
"github.com/tink-crypto/tink-go/v2/testing/fakekms"
)
// The fake KMS should only be used in tests. It is not secure.
const keyURI = "fake-kms://CM2b3_MDElQKSAowdHlwZS5nb29nbGVhcGlzLmNvbS9nb29nbGUuY3J5cHRvLnRpbmsuQWVzR2NtS2V5EhIaEIK75t5L-adlUwVhWvRuWUwYARABGM2b3_MDIAE"
func Example_kmsEnvelopeAEAD() {
// Get a KEK (key encryption key) AEAD. This is usually a remote AEAD to a KMS. In this example,
// we use a fake KMS to avoid making RPCs.
client, err := fakekms.NewClient(keyURI)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
kekAEAD, err := client.GetAEAD(keyURI)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Get the KMS envelope AEAD primitive.
primitive := aead.NewKMSEnvelopeAEAD2(aead.AES256GCMKeyTemplate(), kekAEAD)
// Use the primitive.
plaintext := []byte("message")
associatedData := []byte("example KMS envelope AEAD encryption")
ciphertext, err := primitive.Encrypt(plaintext, associatedData)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
decrypted, err := primitive.Decrypt(ciphertext, associatedData)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Println(string(decrypted))
// Output: message
}
Java
この例では、Google Cloud KMS 拡張機能 tink-java-gcpkms が必要です。
package envelopeaead;
import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import com.google.crypto.tink.Aead;
import com.google.crypto.tink.KmsClient;
import com.google.crypto.tink.aead.AeadConfig;
import com.google.crypto.tink.aead.KmsEnvelopeAead;
import com.google.crypto.tink.aead.PredefinedAeadParameters;
import com.google.crypto.tink.integration.gcpkms.GcpKmsClient;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.GeneralSecurityException;
/**
* A command-line utility for encrypting small files with envelope encryption.
*
* <p>It requires the following arguments:
*
* <ul>
* <li>mode: Can be "encrypt" or "decrypt" to encrypt/decrypt the input to the output.
* <li>kek-uri: Use this Cloud KMS' key as the key-encrypting-key for envelope encryption.
* <li>gcp-credential-file: Use this JSON credential file to connect to Cloud KMS.
* <li>input-file: Read the input from this file.
* <li>output-file: Write the result to this file.
* <li>[optional] associated-data: Associated data used for the encryption or decryption.
*/
public final class EnvelopeAeadExample {
private static final String MODE_ENCRYPT = "encrypt";
private static final String MODE_DECRYPT = "decrypt";
public static void main(String[] args) throws Exception {
if (args.length != 5 && args.length != 6) {
System.err.printf("Expected 5 or 6 parameters, got %d\n", args.length);
System.err.println(
"Usage: java EnvelopeAeadExample encrypt/decrypt kek-uri gcp-credential-file"
+ " input-file output-file [associated-data]");
System.exit(1);
}
String mode = args[0];
String kekUri = args[1];
String gcpCredentialFilename = args[2];
byte[] input = Files.readAllBytes(Paths.get(args[3]));
File outputFile = new File(args[4]);
byte[] associatedData = new byte[0];
if (args.length == 6) {
System.out.println("Associated data!");
associatedData = args[5].getBytes(UTF_8);
}
// Initialise Tink: register all AEAD key types with the Tink runtime
AeadConfig.register();
// Read the GCP credentials and create a remote AEAD object.
Aead remoteAead = null;
try {
KmsClient kmsClient = new GcpKmsClient().withCredentials(gcpCredentialFilename);
remoteAead = kmsClient.getAead(kekUri);
} catch (GeneralSecurityException ex) {
System.err.println("Error initializing GCP client: " + ex);
System.exit(1);
}
// Create envelope AEAD primitive using AES256 GCM for encrypting the data
Aead aead = KmsEnvelopeAead.create(PredefinedAeadParameters.AES256_GCM, remoteAead);
// Use the primitive to encrypt/decrypt files.
if (MODE_ENCRYPT.equals(mode)) {
byte[] ciphertext = aead.encrypt(input, associatedData);
try (FileOutputStream stream = new FileOutputStream(outputFile)) {
stream.write(ciphertext);
}
} else if (MODE_DECRYPT.equals(mode)) {
byte[] plaintext = aead.decrypt(input, associatedData);
try (FileOutputStream stream = new FileOutputStream(outputFile)) {
stream.write(plaintext);
}
} else {
System.err.println("The first argument must be either encrypt or decrypt, got: " + mode);
System.exit(1);
}
System.exit(0);
}
private EnvelopeAeadExample() {}
}
Python
"""A command-line utility for encrypting small files using envelope encryption with GCP."""
from absl import app
from absl import flags
from absl import logging
import tink
from tink import aead
from tink.integration import gcpkms
FLAGS = flags.FLAGS
flags.DEFINE_enum(
'mode', None, ['encrypt', 'decrypt'], 'The operation to perform.'
)
flags.DEFINE_string(
'kek_uri', None, 'The Cloud KMS URI of the key encryption key.'
)
flags.DEFINE_string(
'gcp_credential_path', None, 'Path to the GCP credentials JSON file.'
)
flags.DEFINE_string('input_path', None, 'Path to the input file.')
flags.DEFINE_string('output_path', None, 'Path to the output file.')
flags.DEFINE_string(
'associated_data', None, 'Optional associated data used for the encryption.'
)
def main(argv):
del argv # Unused.
associated_data = (
b''
if not FLAGS.associated_data
else bytes(FLAGS.associated_data, 'utf-8')
)
# Initialise Tink
aead.register()
try:
# Read the GCP credentials and setup client
client = gcpkms.GcpKmsClient(FLAGS.kek_uri, FLAGS.gcp_credential_path)
except tink.TinkError as e:
logging.exception('Error creating GCP KMS client: %s', e)
return 1
# Create envelope AEAD primitive using AES256 GCM for encrypting the data
try:
remote_aead = client.get_aead(FLAGS.kek_uri)
env_aead = aead.KmsEnvelopeAead(
aead.aead_key_templates.AES256_GCM, remote_aead
)
except tink.TinkError as e:
logging.exception('Error creating primitive: %s', e)
return 1
with open(FLAGS.input_path, 'rb') as input_file:
input_data = input_file.read()
if FLAGS.mode == 'decrypt':
output_data = env_aead.decrypt(input_data, associated_data)
elif FLAGS.mode == 'encrypt':
output_data = env_aead.encrypt(input_data, associated_data)
else:
logging.error(
'Unsupported mode %s. Please choose "encrypt" or "decrypt".',
FLAGS.mode,
)
return 1
with open(FLAGS.output_path, 'wb') as output_file:
output_file.write(output_data)
if __name__ == '__main__':
flags.mark_flags_as_required(
['mode', 'kek_uri', 'gcp_credential_path', 'input_path', 'output_path']
)
app.run(main)
次のステップ
クライアントサイド暗号化を使用すると、Cloud SQL データベースに追加する前にデータを暗号化できます。
Tink と Cloud KMS を使用したクライアントサイド暗号化を使用して、データを Google Cloud Storage にアップロードする前に暗号化する方法について学習する。