阿里云在全球几十个地域,提供了密钥管理KMS、云数据库RDS和对象存储OSS等服务,这些服务在各个地域之间互相独立。使用加密SDK,您可以配置多个地域的KMS用户主密钥(CMK)来加密数据,构建跨地域的数据加密解密能力。

使用场景

在下列情形中,您可以通过加密SDK配置对应地域的KMS CMK,完成对敏感数据(例如:数据库列或字段、OSS对象等)的加密,使得加密数据具有对等地域的解密能力。

  • 您使用了云数据库RDS的跨地域备份、同步等功能。
  • 您使用了对象存储OSS的跨地域复制功能。
  • 您通过其他方式对加密数据进行跨地域的复制。

加密数据

加密机制加密机制
  1. 调用KMS北京地域的GenerateDataKey接口,得到数据密钥和数据密钥密文。
  2. 调用KMS杭州地域的Encrypt接口,对数据密钥进行加密,得到数据密钥密文。
  3. 根据加密算法及工作模式所需生成初始向量,使用数据密钥对您的数据进行加密,得到数据密文及认证信息。
    说明 仅GCM(Galois Counter Mode)模式有认证信息。
  4. 将两个数据密钥密文、加密上下文、算法信息封装到消息头,生成消息头的认证信息。
  5. 将初始向量、数据密文、认证信息(可选)封装到消息体。
  6. 将消息头和消息体封装为加密消息。
加密代码示例

本示例使用了华北2(cn-beijing)和华东1(cn-hangzhou)两个地域,您需要在两个地域创建AES或SM4类型的CMK,并且获取其阿里云资源名称(ARN),配置到以下代码中。其中华北2(cn-beijing)为主地域,在该地域调用KMS的GenerateDataKey接口产生数据密钥,使用华东1(cn-hangzhou)的CMK加密数据密钥。代码示例如下:

public class MultiCMKEncryptionExample {
    private static final String ACCESS_KEY_ID = "<AccessKeyId>";
    private static final String ACCESS_KEY_SECRET = "<AccessKeySecret>";
    private static final String CMK_BEIJING_ARN = "acs:kms:cn-beijing:UserId:key/CmkId";
    private static final byte[] PLAIN_TEXT = "Hello World".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

    private static final String CMK_HANGZHOU_ARN = "acs:kms:cn-hangzhou:UserId:key/CmkId";

    private static final List<String> CMK_ARN_LIST;
    static {
        CMK_ARN_LIST = new ArrayList<>();
        CMK_ARN_LIST.add(CMK_HANGZHOU_ARN);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //创建访问阿里云配置。
        AliyunConfig config = new AliyunConfig();
        config.withAccessKey(ACCESS_KEY_ID, ACCESS_KEY_SECRET);

        //创建SDK,传入访问阿里云配置。
        AliyunCrypto aliyunSDK = new AliyunCrypto(config);

        //创建provider,用于提供数据密钥或签名。
        BaseDataKeyProvider provider = new DefaultDataKeyProvider(CMK_BEIJING_ARN);
        //设置不同的算法(可设置,默认为AES_GCM_NOPADDING_256)
        //provider.setAlgorithm(CryptoAlgorithm.SM4_GCM_NOPADDING_128);
        // *** 设置多CMK(可设置,默认为单CMK)****
        provider.setMultiCmkId(CMK_ARN_LIST);

        //加密上下文。
        Map<String, String> encryptionContext = new HashMap<>();
        encryptionContext.put("one", "one");
        encryptionContext.put("two", "two");

        //调用加密接口。
        CryptoResult<byte[]> cipherResult = aliyunSDK.encrypt(provider, PLAIN_TEXT, encryptionContext);
        
        Assert.assertArrayEquals(PLAIN_TEXT, plainResult.getResult());
    }
}
说明 本示例的完整代码请参见MultiCmkSample.java

解密数据

解密机制解密机制
  1. 根据指定的CMK ARN,从加密消息的消息头中查找匹配的数据密钥密文。
  2. 调用KMS的Decrypt接口,得到数据密钥。
  3. 根据数据密钥,计算消息头的认证信息,对消息头中的认证信息进行比对并处理异常情况。
  4. 根据加密算法及工作模式,对数据密文进行解密,得到数据。
解密代码示例
public class MultiCMKDecryptionExample {
    private static final String ACCESS_KEY_ID = "<AccessKeyId>";
    private static final String ACCESS_KEY_SECRET = "<AccessKeySecret>";
    
    private static final String CIPHER_TEXT_BASE64 = "==base64 encode of ciphertext==";

    private static final String CMK_BEIJING_ARN = "acs:kms:cn-beijing:UserId:key/CmkId";
    private static final String CMK_HANGZHOU_ARN = "acs:kms:cn-hangzhou:UserId:key/CmkId";

    
    public static void main(String[] args) {
        //创建访问阿里云配置。
        AliyunConfig config = new AliyunConfig();
        config.withAccessKey(ACCESS_KEY_ID, ACCESS_KEY_SECRET);

        //创建SDK,传入访问阿里云配置。
        AliyunCrypto aliyunSDK = new AliyunCrypto(config);

        //创建provider,用于提供数据密钥。
        // 北京地域进解密数据密钥密文时,指定北京地域的CMK ARN。
        BaseDataKeyProvider provider = new DefaultDataKeyProvider(CMK_BEIJING_ARN);
        // 杭州地域进解密数据密钥密文时,指定杭州地域的CMK ARN。
        //BaseDataKeyProvider provider = new DefaultDataKeyProvider(CMK_HANGZHOU_ARN);
        //设置不同的算法(可设置,默认为AES_GCM_NOPADDING_256)
        //provider.setAlgorithm(CryptoAlgorithm.SM4_GCM_NOPADDING_128);

        //调用解密接口。
        byte[] cipherTextBytes = Base64.decode(CIPHER_TEXT_BASE64);
        CryptoResult<byte[]> plainResult = aliyunSDK.decrypt(provider, cipherTextBytes);
    }
}