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这些术语部分不好理解,补充几个图如下:
主密钥生成与保存:硬件运算生成,保存到安全芯片。
主密钥作用:加密工作密钥,用于保存DB.
工作密钥:用于加密业务明文数据。
区域主密钥:加密工作密钥用于传输。
密钥加密密钥:加密工作密钥用于缓存,加速本地运算。
在设计和实施密钥管理系统(KMS)时,需要达成以下主要目标:
上面写得有虚,但确实是指导思路,一个完备、安全的密钥管理系统需要达到上述要求。
简化版本系统架构:
在密钥管理系统中,因为考虑分布式与安全网络隔离的问题,所以需要分开设置三个子系统:
在下面的部署架构中,我们回看这个图,就明白为什么要切成三个。
另外,里面的子功能设计,可以参考后面的“设计细节”章节。
详细功能的系统架构:
在构建密钥管理系统(KMS)时,部署架构的设计直接影响到系统的可用性、扩展性和安全性。对于支付系统而言,必须考虑到业务的高可用性和灵活性需求,采用分布式部署架构是一种必然的选择。
核心设计原则
分布式部署架构
下面是一个部署简图:
一时没有找到防火墙常用图标,先将就着看。
核心要点:
核心有4个步骤:
在构建支付系统的密钥管理系统(KMS)时,密钥分级设计是确保密钥安全性的基础。通过将密钥分为不同的级别并应用不同的管理和保护策略,可以有效地降低密钥泄露的风险,提升系统的安全性。以下是密钥分级设计的核心要素:
需要说明的是,严格意义上说,区域主密钥也是保存在硬件加密机中的。但在实现时,如果在区域节点不想部署硬件加密机,就可以生成公私钥对,把私钥放在区域节点,公钥放在密钥存储中心。
密钥分级设计的优势:
密钥分级设计是构建高安全性支付系统不可或缺的一环,它为密钥的安全管理提供了一套完整的框架。
在构建支付系统的密钥管理系统(KMS)中,实现严格的访问控制机制是保障系统安全的关键。访问控制的主要目的是确保只有授权用户或应用才能访问和操作密钥,同时保护密钥不被非法导出或滥用。以下是访问控制的三个核心部分:
2. 密钥与应用的绑定
3. 加密解密和签名验签的集中处理
通过这种分层的访问控制机制,结合用户分级管理、密钥与应用的绑定以及加密解密和签名验签的集中管理,可以有效地保护密钥不被未授权访问和使用,从而为支付系统提供坚实的安全保障。
在密钥管理系统(KMS)中,工作密钥版本管理是一个关键的安全措施,主要通过定时轮换机制来增强系统的安全性。此机制确保即使旧密钥被泄露,攻击者也无法利用它来破解过去或未来的加密数据。以下是工作密钥版本管理的主要方面:
定义密钥版本
定时轮换机制
版本回滚
密钥版本跟踪与审计
一个简单的实现方案
对于内部数据,直接在密文的前面加上5位数的版本号。这样数据和密钥版本就形成一个绑定关系。
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