フィールドレベル暗号化を使用した機密データの保護

Amazon CloudFront では、HTTPS を使用して、オリジンサーバーへの安全なエンドツーエンド接続を強制できます。フィールドレベル暗号化では、セキュリティのレイヤーが追加されます。これにより、システムの処理中に特定のデータに特定のアプリケーションのみがアクセスできるように、そのデータを保護できます。

フィールドレベル暗号化により、ユーザーが機密情報をウェブサーバーに安全にアップロードできるようになります。ユーザーから提供される機密情報は、ユーザー近くのエッジで暗号化され、アプリケーションスタック全体で暗号化された状態が維持されます。この暗号化により、データを必要としており、復号するための認証情報を持つアプリケーションだけが暗号化できるようになります。

フィールドレベル暗号化を使用するには、CloudFront ディストリビューションの設定で、暗号化する POST リクエストの一連のフィールドと、それらの暗号化に使用するパブリックキーを指定します。リクエストの最大 10 個のデータフィールドを暗号化できます (フィールドレベル暗号化を使用して、リクエストのすべてのデータをまとめて暗号化することはできません。暗号化する個々のフィールドを指定する必要があります)。

フィールドレベル暗号化を含む HTTPS リクエストがオリジンに転送され、リクエストがオリジンアプリケーションまたはサブシステム全体にルーティングされても、機密データは暗号化されたままです。それにより、機密データの漏洩や偶発的な損失のリスクが軽減されます。クレジット番号へのアクセスを必要とする支払い処理システムなど、ビジネス上の理由で機密データにアクセスする必要のあるコンポーネントは、適切なプライベートキーを使用してデータを復号化し、そのデータにアクセスできます。

CloudFront のフィールドレベル暗号化では、非対称暗号化 (パブリックキー暗号化とも呼ばれる) が使用されます。CloudFront にパブリックキーを渡すと、指定したすべての機密データが自動的に暗号化されます。CloudFront に渡したキーは、暗号化された値の復号化には使用できません。この目的で使用できるのはプライベートキーのみです。

フィールドレベル暗号化の概要

以下に示しているのは、フィールドレベル暗号化の設定手順の概要です。この手順の詳細については、「フィールドレベル暗号化を設定する」を参照してください。

フィールドレベル暗号化を設定する

フィールドレベル暗号化を使用するには、以下の手順に従います。フィールドレベル暗号化のクォータ (以前は制限と呼ばれていました) の詳細については、「クォータ」を参照してください。

ステップ 1: RSA キーペアを作成する

開始するには、パブリックキーとプライベートキーを含む RSA キーペアを作成する必要があります。パブリックキーにより CloudFront がデータを暗号化できるようになり、プライベートキーによりオリジンのコンポーネントが暗号化されたフィールドを復号できるようになります。OpenSSL または別のツールを使用してキーペアを作成できます。キーのサイズは 2,048 ビットであることが必要です。

たとえば、OpenSSL を使用する場合、次のコマンドを使用して 2048 ビット長のキーペアを生成し、private_key.pem ファイルに保存できます。

openssl genrsa -out private_key.pem 2048

生成されるファイルには、パブリックキーとプライベートキーの両方が含まれます。そのファイルからパブリックキーを抽出するには、次のコマンドを実行します。

openssl rsa -pubout -in private_key.pem -out public_key.pem

公開キーファイル (public_key.pem) には、次のステップで貼り付けるエンコードされたキー値が含まれています。

ステップ 2: パブリックキーを CloudFront に追加する

RSA キーペアを取得したら、パブリックキーを CloudFront に追加します。

CloudFront で使用するキーを追加するには、このステップの手順を繰り返します。

ステップ 3: フィールドレベル暗号化のプロファイルを作成する

1 つ以上のパブリックキーを CloudFront に追加した後、CloudFront にどのフィールドを暗号化するかを指示するプロファイルを作成します。

ステップ 4: 設定を作成する

1 つ以上のフィールドレベル暗号化のプロファイルを作成した後、リクエストのコンテンツタイプを指定する設定を作成します。この設定には、暗号化するデータ、暗号化に使用するプロファイル、および CloudFront による暗号化の処理方法を指定するその他のオプションが含まれます。

たとえば、CloudFront がデータを暗号化できないときに、CloudFront が以下のシナリオでリクエストをブロックするかオリジンに転送するかを指定できます。

設定で、URL でクエリ引数としてプロファイルを提供するかどうかを指定して、そのクエリのコンテンツタイプにマッピングしたプロファイルを上書きすることもできます。デフォルトでは、CloudFront では、コンテンツタイプにマッピングしたプロファイル (指定してある場合) が使用されます。これにより、デフォルトで使用されるプロファイルを提供できますが、特定のリクエストに使用される別のプロファイルを指定することもできます。

たとえば、使用するクエリ引数プロファイルとして (設定で) SampleProfile を指定できます。さらに、https://d1234.cloudfront.net?fle-profile=SampleProfile の代わりに URL https://d1234.cloudfront.net を使用できます。これにより、CloudFront がこのリクエストに、リクエストのコンテンツタイプ用に設定したプロファイルではなく SampleProfile を使用できるようになります。

1 つのアカウント用に最大 10 個の設定を作成し、いずれかの設定をそのアカウントの任意のディストリビューションのキャッシュ動作に関連付けることができます。

ステップ 5: キャッシュ動作に設定を追加する

フィールドレベル暗号化を使用するには、設定 ID をディストリビューション用の値として追加して、ディストリビューションのキャッシュ動作に設定をリンクします。

詳細については、「ディストリビューション設定リファレンス」を参照してください。

オリジンでデータフィールドを復号する

CloudFront は AWS Encryption SDK を使用してデータフィールドを暗号化します。データはアプリケーションスタック全体で暗号化されたままであり、復号化するための認証情報のあるアプリケーションによってのみアクセスできます。

暗号化の後、暗号テキストは base64 でエンコードされます。アプリケーションがオリジンでテキストを復号化するときには、まず暗号テキストをデコードしてから、AWS Encryption SDK を使用してデータを復号化する必要があります。

以下のサンプルコードでは、アプリケーションがオリジンでデータを復号化する方法を示しています。次の点に注意してください。

サンプルコード

import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import com.amazonaws.encryptionsdk.AwsCrypto;
import com.amazonaws.encryptionsdk.CryptoResult;
import com.amazonaws.encryptionsdk.jce.JceMasterKey;

/**
 * Sample example of decrypting data that has been encrypted by CloudFront field-level encryption.
 */
public class DecryptExample {

    private static final String PRIVATE_KEY_FILENAME = "private_key.der";
    private static final String PUBLIC_KEY_FILENAME = "public_key.der";
    private static PublicKey publicKey;
    private static PrivateKey privateKey;

    // CloudFront uses the following values to encrypt data, and your origin must use same values to decrypt it.
    // In your own code, for PROVIDER_NAME, use the provider name that you specified when you created your field-level
    // encryption profile. This sample uses 'DEMO' for the value.
    private static final String PROVIDER_NAME = "DEMO";
    // In your own code, use the key name that you specified when you added your public key to CloudFront. This sample
    // uses 'DEMOKEY' for the key name.
    private static final String KEY_NAME = "DEMOKEY";
    // CloudFront uses this algorithm when encrypting data.
    private static final String ALGORITHM = "RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding";

    public static void main(final String[] args) throws Exception {

        final String dataToDecrypt = args[0];

        // This sample uses files to get public and private keys.
        // In practice, you should distribute the public key and save the private key in secure storage.
        populateKeyPair();

        System.out.println(decrypt(debase64(dataToDecrypt)));
    }

    private static String decrypt(final byte[] bytesToDecrypt) throws Exception {
        // You can decrypt the stream only by using the private key.

        // 1. Instantiate the SDK
        final AwsCrypto crypto = new AwsCrypto();

        // 2. Instantiate a JCE master key
        final JceMasterKey masterKey = JceMasterKey.getInstance(
                publicKey,
                privateKey,
                PROVIDER_NAME,
                KEY_NAME,
                ALGORITHM);

        // 3. Decrypt the data
        final CryptoResult <byte[], ? > result = crypto.decryptData(masterKey, bytesToDecrypt);
        return new String(result.getResult());
    }

    // Function to decode base64 cipher text.
    private static byte[] debase64(final String value) {
        return Base64.decodeBase64(value.getBytes());
    }

    private static void populateKeyPair() throws Exception {
        final byte[] PublicKeyBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(PUBLIC_KEY_FILENAME));
        final byte[] privateKeyBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(PRIVATE_KEY_FILENAME));
        publicKey = KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(new X509EncodedKeySpec(PublicKeyBytes));
        privateKey = KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyBytes));
    }
}