KMS密钥如何设置轮转。 - 密钥管理服务

KMS提供了密钥轮转功能，您可以通过定期轮转来加强密钥使用的安全性，有效地提升业务数据的安全性。本文介绍KMS密钥轮转的原理和配置方法。

为什么需要密钥轮转

减少每个密钥加密的数据量，降低密码分析（Cryptanalysis）攻击风险。
一个密钥的安全性与被它加密的数据量呈负相关。数据量通常是指同一个密钥加密的数据总字节数。通过定期轮转密钥，可使每个密钥具有更小的密码分析攻击面，使加密方案整体具有更高的安全性。
提前具备响应安全事件的能力。
在系统设计和实现时引入密钥轮转的功能，使密钥轮转作为常规的系统安全管理事务之一，这样可以使系统在特定安全事件发生时具备实际执行能力。
减小破解密钥的时间窗口。
如果在定期轮转密钥的基础上，将旧密钥加密的密文数据用新密钥重新加密，则轮转周期即为一个密钥的破解时间窗口。这意味着恶意者只有在两次轮转事件之间完成破解，才能拿到数据。这对于保护数据不受密码分析攻击具有很强的实践意义。
满足合规规范。
密钥的周期性轮转功能可以方便企业符合各种合规规范。要求密钥进行轮转的标准、规范包含（但不限于）：
- 支付卡行业数据安全标准（PCI DSS）。
- 中国国家密码管理局发布的密码行业相关标准，例如：《GM/T 0051-2016 密码设备管理-对称密钥管理技术规范》。
- 美国国家标准技术委员会（NIST）发布的密码使用相关标准，例如：《NIST Special Publication 800-57 Recommendation for Key Management》。

密钥轮转原理

密钥支持多个密钥版本，同一个密钥下的多个密钥版本在密码学上互不相关，KMS通过生成一个新的密钥版本来实现密钥的轮转，并使用最新的密钥版本进行密码运算操作，不支持指定某一个密钥版本。

说明

密钥轮转仅新增密钥版本，密钥ID、密钥ARN、别名等属性不会发生改变。
KMS不会删除任何密钥版本，密钥版本仅随密钥删除而删除。

密钥创建后KMS会生成初始密钥版本并将其设置为主版本，轮转后会生成一个新的密钥版本，并将新的密钥版本设置为主版本，具体请参见下图。

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如果您设置了周期性自动轮转，则下一次的轮转时间=上一次的轮转时间+轮转周期。

说明

您可以调用DescribeKey接口，返回的LastRotationDate字段即上一次的轮转时间，NextRotationDate字段即KMS计算出的启动执行下一次轮转任务的时间。
如果密钥设置了周期性自动轮转，在两次轮转的间隙您又进行了立即轮转，计算下一次的轮转时间时，上一次的轮转时间取值为立即轮转的时间。

支持自动轮转的密钥

仅默认密钥、软件密钥管理实例中的对称密钥支持。
仅由KMS生成密钥材料的密钥支持轮转，自行导入密钥材料的密钥（BYOK）不支持轮转。
仅处于已启用状态的密钥支持轮转。当密钥处于已禁用或待删除状态时，已开启的轮转功能会被停止，当密钥重新启用时，轮转功能会重新启动。

默认密钥

定价

默认密钥仅用于云产品服务端加密，由KMS免费提供，但对默认密钥进行轮转为增值服务。

费用：9美元/年/地域。购买后该地域下的所有默认密钥（包含服务密钥、主密钥）均支持轮转。

轮转方式及轮转日期

仅支持周期性自动轮转，不支持手动立即轮转。

轮转周期为365天且不支持修改。开启轮转后，当密钥版本创建时间满365天后会首次轮转，以后每隔365天轮转一次。

说明

轮转增值服务按年购买，请确保下次轮转时您的订单有效，否则不会发生轮转。

密钥轮转相关操作

开启周期性自动轮转

购买密钥轮转增值服务。
1. 登录密钥管理服务控制台，在顶部菜单栏选择地域后，在左侧导航栏单击资源 > 密钥管理。
2. 在默认密钥页签，单击购买增值服务，配置项设置完成后单击立即购买。
  1. 密钥管理类型：选择密钥增值服务。
  2. 密钥增值服务：选择默认密钥轮转。
  3. 购买数量：一个地域只需购买1套。
3. 仔细阅读并勾选服务协议，单击去支付完成购买。

开启密钥轮转。

服务密钥
您无需配置，KMS会自动开启轮转。

主密钥

设置方式	说明
通过控制台	在密钥管理的默认密钥页签，单击主密钥的ID。在详情页面下方，单击密钥版本页签，然后单击设置轮转。在设置轮转策略对话框，打开轮转状态开关，单击确定。密钥详情页面，轮转状态变更为已开启，轮转周期为365天。
通过API	调用UpdateRotationPolicy接口，设置EnableAutomaticRotation（是否开启自动轮转）和RotationInterval（自动轮转的时间周期）参数。说明 RotationInterval参数只能设置为365d，否则KMS会返回400报错（Rejected.UnsupportedOperation）。

查看轮转详情

设置方式

说明

通过控制台

在密钥管理的默认密钥页签，定位到要查看的服务密钥或主密钥。
单击密钥ID，在详情页面查看轮转状态、轮转周期、密钥版本。

通过API

调用DescribeKey接口，查看返回的AutomaticRotation（是否开启了自动轮转）和RotationInterval（自动轮转的时间周期）参数。

调用ListKeyVersions接口，查看返回的KeyVersions（密钥版本）参数。

软件密钥

配额

消耗KMS实例的密钥配额，密钥的每个密钥版本消耗一个密钥配额。例如密钥有V1、V2、V3三个密钥版本，则消耗3个密钥配额。如需提升配额，请参见升级KMS实例。

轮转方式及轮转日期

支持周期性自动轮转和立即轮转。

周期性自动轮转：自定义轮转周期（7~365天），周期性地生成新的密钥版本。
手动立即轮转：立即生成一个新的密钥版本。

如何进行密码运算操作

用于云产品服务端加密时，您只需指定密钥即可，无需手动集成SDK进行密码运算操作。用于自建应用加密时，请通过如下API接口进行密码运算操作：

生成数据密钥：AdvanceGenerateDataKey，KMS使用指定密钥的主版本对数据密钥进行加密。
加密：AdvanceEncrypt，KMS使用指定密钥的主版本对明文进行加密。
解密：AdvanceDecrypt，KMS使用传入的密文对应的密钥版本进行解密。

重要

如果您的密钥开启了自动轮转，请勿使用Encrypt、Decrypt和GenerateDataKey接口，上述接口在加密解密时使用的是密钥的初始密钥版本，不会使用轮转后生成的新密钥版本。