Encriptación de datos transparente para AlloyDB Omni

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Para proteger la información sensible y cumplir con los estrictos requisitos de cumplimiento sin modificar el código de la aplicación, usa la encriptación transparente de datos (TDE) para proteger los datos en reposo en AlloyDB Omni. En esta descripción general, se explica cómo TDE encripta automáticamente los archivos de base de datos, los registros y las memorias caché antes de que se escriban en el disco, lo que garantiza la seguridad en profundidad con una sobrecarga operativa mínima.

Jerarquía de claves

AlloyDB Omni implementa una jerarquía de claves de dos niveles que mantiene una separación estricta de las tareas entre la base de datos y la infraestructura de seguridad administrada por el usuario.

  • Claves de encriptación de datos (DEK): Son claves que genera y posee AlloyDB Omni. Estas claves encriptan los archivos de datos reales, WAL, y archivos temporales. AlloyDB Omni almacena DEK en el disco, pero las une con tu KEK.
  • Clave de encriptación de claves (KEK): Es la clave principal que administras en un servicio de administración de claves (KMS) externo. AlloyDB Omni usa tu KEK para encriptar las DEK. AlloyDB Omni accede a esta clave solo al inicio para extraer las DEK. Tu KEK nunca se almacena de forma persistente en el disco de la base de datos.
    • La ubicación y los parámetros de acceso de la KEK se proporcionan a través variables de entorno y la --tde-kek-url inicialización marca.

Cómo funciona TDE con AlloyDB Omni

Cuando TDE está habilitado, AlloyDB Omni protege tus datos con un modelo de encriptación en capas que se integra con un KMS externo.

  • Inicialización y recuperación de claves: Durante la fase de inicio o inicialización del clúster, el motor de AlloyDB Omni establece una conexión segura con tu KMS. Se autentica con un token web JSON (JWT) y recupera la KEK.
  • Extracción de las DEK: AlloyDB Omni usa tu KEK para extraer las DEK, que se almacenan en el almacenamiento local en un estado unido. Luego, estas DEK se cargan en la memoria.
  • Operaciones de datos transparentes:
    • Escritura en el disco: A medida que la base de datos escribe bloques de datos, registros WAL o archivos temporales en el disco físico, encripta automáticamente los datos con algoritmos AES-256 antes de escribirlos.
    • Lectura desde el disco: Cuando la base de datos necesita leer datos en la memoria, desencripta automáticamente los bloques con las DEK que se encuentran en la memoria.
    • Encriptación de caché: TDE también admite la memoria caché del disco, incluida la información del motor de columnas almacenada en la caché. Los datos escritos en la capa de almacenamiento de caché inactiva se encriptan, y los datos que se transfieren a la caché SSD del motor de columnas se encriptan antes de escribirse en SSD y se desencriptan cuando se leen.

  • Optimizaciones de rendimiento: TDE incluye optimizaciones para mantener un alto rendimiento mientras se protegen los datos. Usa protección AES-256-XTS optimizada para bloques de datos y memorias caché, y cuenta con optimizaciones de escritura síncrona para minimizar la latencia en rutas de acceso rápidas.

  • Límites de seguridad: Tu KEK nunca se almacena en el disco de la base de datos local, lo que garantiza que, incluso si se vulnera el medio de almacenamiento físico, los datos no se puedan leer sin acceso autorizado al almacén externo.

Permiso y especificaciones de encriptación

AlloyDB Omni usa algoritmos AES-256 estándar de la industria para proteger tus datos.

  • Archivos de datos (tablas e índices): AES-256-XTS
  • Registros de escritura por adelantado (WAL): AES-256-CTR
  • Archivos temporales: AES-256-XTS o AES-256-CTR según el tipo de datos temporales
  • Archivos de caché del motor de columnas: AES-256-XTS
  • Archivos de caché inactiva: AES-256-XTS
  • Unión de claves: AES-256-KWP

Copia de seguridad y alta disponibilidad

Cuando TDE está habilitado, las copias de seguridad creadas con pgBackRest heredan la configuración de encriptación del clúster de origen. Esto garantiza que los datos de la copia de seguridad permanezcan protegidos con el mismo nivel de seguridad que tu base de datos principal.

Las copias de seguridad solo se pueden restablecer en clústeres en los que esté disponible la misma KEK.

Para las configuraciones de HA, el entorno de recuperación debe inicializarse con las mismas variables de entorno del almacén. Las variables de entorno del almacén deben estar disponibles en todos los hosts participantes.

KMS y autenticación compatibles

AlloyDB Omni admite HashiCorp Vault como proveedor de KMS externo. AlloyDB Omni solo admite el motor de secretos KV-V2, y el único método de autenticación compatible es JWT.

Nota: AlloyDB Omni admite KMS basado en archivos. Sin embargo, te recomendamos que lo uses solo para fines de prueba, no en cargas de trabajo de producción.

Compatibilidad con herramientas de PostgreSQL

Los clústeres habilitados para TDE admiten todas las herramientas integradas de PostgreSQL, excepto initdb, de forma transparente a través de variables de entorno. Si usas initdb, asegúrate de pasar la URL de KEK de forma explícita. Para obtener más información, consulta Crea un clúster habilitado para TDE.

Limitaciones

  • No puedes habilitar TDE en clústeres existentes.
  • Una vez habilitado, no puedes inhabilitar TDE.
  • No se admiten las actualizaciones de versiones principales para los clústeres habilitados para TDE.
  • No puedes restablecer copias de seguridad encriptadas en servidores sin encriptar ni copias de seguridad sin encriptar en servidores encriptados.
  • No se admite la rotación de DEK.
  • Se admite la rotación de KEK siempre que la ruta de URL de KEK siga siendo la misma.
  • No puedes CREATE DATABASE con la estrategia FILE_COPY.
  • En los clústeres habilitados para TDE, las copias de seguridad de Barman solo admiten el modo rsync. No se admite el método de copia de seguridad postgres.
  • La rotación de la clave de encriptación de claves (KEK) solo se admite para HashiCorp Vault como proveedor externo del sistema de administración de claves (KMS).

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