步骤 3：加密密钥材料 - AWS Key Management Service
生成用于测试的密钥材料使用 OpenSSL 加密密钥材料的示例

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。

步骤 3：加密密钥材料

下载公有密钥和导入令牌后，使用您下载的公有密钥和指定的包装算法对密钥材料进行加密。如果您需要替换公有密钥或导入令牌，或者更改包装算法，则必须下载新的公有密钥和导入令牌。有关 AWS KMS 支持的公有密钥和包装算法的信息，请参阅 选择包装公有密钥规范 和 选择包装算法。

密钥材料必须采用二进制格式。有关详细信息，请参阅导入密钥材料的要求。

注意

对于非对称密钥对，仅加密和导入私有密钥。AWS KMS 从私有密钥派生公有密钥。

不支持以下组合：ECC_NIST_P521 密钥材料、RSA_2048 公有包装密钥规范和 RSAES_OAEP_SHA_* 包装算法。

您不能使用 RSA_2048 公有包装密钥直接包装 ECC_NIST_P521 密钥材料。使用更大的包装密钥或 RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_* 包装算法。

中国区域不支持 RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_256 和 RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_1 包装算法。

通常，您可以在将密钥材料从硬件安全模块 (HSM) 或密钥管理系统导出时对其进行加密。有关如何以二进制格式导出密钥材料的信息，请参阅有关 HSM 或密钥管理系统的文档。您还可以参阅以下部分，该部分使用 OpenSSL 提供了概念验证演示。

加密密钥材料时，请使用与您在下载公有密钥和导入令牌时指定的相同的包装算法。要查找您指定的包装算法，请参阅相关的 GetParametersForImport 请求的 CloudTrail 日志事件。

生成用于测试的密钥材料

以下 OpenSSL 命令生成每种支持类型的密钥材料以供测试。这些示例仅用于测试和概念验证演示。对于生产系统，请使用更安全的方法来生成您的密钥材料，例如硬件安全模块或密钥管理系统。

要将非对称密钥对的私有密钥转换为 DER 编码格式，请将密钥材料生成命令传送到以下 openssl pkcs8 命令。topk8 参数指示 OpenSSL 将私有密钥作为输入并返回 PKCS#8 格式的密钥。（默认行为恰恰相反。） 

openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt

以下命令为每种支持的密钥类型生成测试密钥材料。

  • 对称加密密钥（32 字节）

    此命令生成 256 位的对称密钥（32 字节的随机字符串）并将其保存在 PlaintextKeyMaterial.bin 文件中。您无需对这些密钥材料进行编码。

    openssl rand -out PlaintextKeyMaterial.bin 32

    仅在中国区域，您必须生成 128 位的对称密钥（16 字节的随机字符串）。

    openssl rand -out PlaintextKeyMaterial.bin 16

  • HMAC 密钥

    此命令生成指定大小的随机字节字符串。您无需对这些密钥材料进行编码。

    您的 HMAC 密钥的长度必须与 KMS 密钥的密钥规范定义的长度相匹配。例如，如果 KMS 密钥为 HMAC_384，则必须导入 384 位（48 字节）的密钥。

    openssl rand -out HMAC_224_PlaintextKey.bin 28

openssl rand -out HMAC_256_PlaintextKey.bin 32

openssl rand -out HMAC_384_PlaintextKey.bin 48

openssl rand -out HMAC_512_PlaintextKey.bin 64

  • RSA 私有密钥

    openssl genpkey -algorithm rsa -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > RSA_2048_PrivateKey.der

openssl genpkey -algorithm rsa -pkeyopt rsa_keygen_bits:3072 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > RSA_3072_PrivateKey.der

openssl genpkey -algorithm rsa -pkeyopt rsa_keygen_bits:4096 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > RSA_4096_PrivateKey.der

  • ECC 私有密钥

    openssl genpkey -algorithm ec -pkeyopt ec_paramgen_curve:P-256 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > ECC_NIST_P256_PrivateKey.der

openssl genpkey -algorithm ec -pkeyopt ec_paramgen_curve:P-384 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > ECC_NIST_P384_PrivateKey.der

openssl genpkey -algorithm ec -pkeyopt ec_paramgen_curve:P-521 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > ECC_NIST_P521_PrivateKey.der

openssl genpkey -algorithm ec -pkeyopt ec_paramgen_curve:secp256k1 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > ECC_SECG_P256K1_PrivateKey.der

  • SM2 私有密钥（仅限中国区域）

    openssl genpkey -algorithm ec -pkeyopt ec_paramgen_curve:sm2 | openssl pkcs8 -topk8 -outform der -nocrypt > SM2_PrivateKey.der
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使用 OpenSSL 加密密钥材料的示例

以下示例说明如何使用 OpenSSL 通过您下载的公有密钥对密钥材料进行加密。要使用 SM2 公有密钥加密密钥材料（仅限中国区域），请使用 SM2OfflineOperationHelper 类。有关每种包装算法支持的密钥材料类型的更多信息，请参阅 选择包装算法。

重要

这些示例仅为概念验证演示。对于生产系统，请使用更安全的方法 (如商业 HSM 或密钥管理系统) 来生成和存储您的密钥材料。

不支持以下组合：ECC_NIST_P521 密钥材料、RSA_2048 公有包装密钥规范和 RSAES_OAEP_SHA_* 包装算法。

您不能使用 RSA_2048 公有包装密钥直接包装 ECC_NIST_P521 密钥材料。使用更大的包装密钥或 RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_* 包装算法。

RSAES_OAEP_SHA_1

AWS KMS 支持面向对称加密密钥（SYMMETRIC_DEFAULT）、椭圆曲线（ECC）私有密钥、SM2 私有密钥和 HMAC 密钥的 RSAES_OAEP_SHA_1。

RSAES_OAEP_SHA_1 不支持 RSA 私有密钥。此外，您不能使用采用任何 RSAES_OAEP_SHA_* 包装算法的 RSA_2048 公有包装密钥来包装 ECC_NIST_P521（secp521r1）私有密钥。您必须使用更大的公有包装密钥或 RSA_AES_KEY_WRAP 包装算法。

以下示例使用您下载的公有密钥和 RSAES_OAEP_SHA_1 包装算法对密钥材料进行加密，并将其保存在 EncryptedKeyMaterial.bin 文件中。

在本示例中：

  • WrappingPublicKey.bin 是包含下载的包装公有密钥的文件。

  • PlaintextKeyMaterial.bin 是包含您正在加密的密钥材料的文件，例如 PlaintextKeyMaterial.bin、HMAC_384_PlaintextKey.bin 或 ECC_NIST_P521_PrivateKey.der。

$ openssl pkeyutl \
    -encrypt \
    -in PlaintextKeyMaterial.bin \
    -out EncryptedKeyMaterial.bin \
    -inkey WrappingPublicKey.bin \
    -keyform DER \
    -pubin \
    -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep \
    -pkeyopt rsa_oaep_md:sha1
RSAES_OAEP_SHA_256

AWS KMS 支持面向对称加密密钥（SYMMETRIC_DEFAULT）、椭圆曲线（ECC）私有密钥、SM2 私有密钥和 HMAC 密钥的 RSAES_OAEP_SHA_256。

RSAES_OAEP_SHA_256 不支持 RSA 私有密钥。此外，您不能使用采用任何 RSAES_OAEP_SHA_* 包装算法的 RSA_2048 公有包装密钥来包装 ECC_NIST_P521（secp521r1）私有密钥。您必须使用更大的公有密钥或 RSA_AES_KEY_WRAP 包装算法。

以下示例使用您下载的公有密钥和 RSAES_OAEP_SHA_256 包装算法对密钥材料进行加密，并将其保存在 EncryptedKeyMaterial.bin 文件中。

在本示例中：

  • WrappingPublicKey.bin 是包含已下载的公有包装密钥的文件。如果您是从控制台下载的公有密钥，则此文件的名称为 wrappingKey_KMS key_key_ID_timestamp（例如，wrappingKey_f44c4e20-f83c-48f4-adc6-a1ef38829760_0809092909）。

  • PlaintextKeyMaterial.bin 是包含您正在加密的密钥材料的文件，例如 PlaintextKeyMaterial.bin、HMAC_384_PlaintextKey.bin 或 ECC_NIST_P521_PrivateKey.der。

$ openssl pkeyutl \
    -encrypt \
    -in PlaintextKeyMaterial.bin \
    -out EncryptedKeyMaterial.bin \
    -inkey WrappingPublicKey.bin \
    -keyform DER \
    -pubin \
    -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep \
    -pkeyopt rsa_oaep_md:sha256 \
    -pkeyopt rsa_mgf1_md:sha256
RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_1

RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_1 包装算法涉及两个加密操作。

  1. 使用您生成的 AES 对称密钥和 AES 对称加密算法对密钥材料进行加密。

  2. 使用您下载的公有密钥和 RSAES_OAEP_SHA_1 包装算法加密您使用的 AES 对称密钥。

RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_1 包装算法需要 OpenSSL 版本 3.x 或更高版本。

  1. 生成 256 位 AES 对称加密密钥

    此命令生成由 256 个随机位组成的 AES 对称加密密钥，并将其保存在 aes-key.bin 文件中

    # Generate a 32-byte AES symmetric encryption key
$ openssl rand -out aes-key.bin 32
  2. 使用 AES 对称加密密钥加密您的密钥材料

    此命令使用 AES 对称加密密钥对您的密钥材料进行加密，并将加密的密钥材料保存在 key-material-wrapped.bin 文件中。

    在此示例命令中：

    • PlaintextKeyMaterial.bin 是包含您要导入的密钥材料的文件，例如 PlaintextKeyMaterial.bin、HMAC_384_PlaintextKey.bin、RSA_3072_PrivateKey.der 或 ECC_NIST_P521_PrivateKey.der。

    • aes-key.bin 是包含您在上一个命令中生成的 256 位 AES 对称加密密钥的文件。

    # Encrypt your key material with the AES symmetric encryption key
$ openssl enc -id-aes256-wrap-pad \
        -K "$(xxd -p < aes-key.bin | tr -d '\n')" \
        -iv A65959A6 \
        -in PlaintextKeyMaterial.bin\
        -out key-material-wrapped.bin
  3. 使用公有密钥加密您的 AES 对称加密密钥

    此命令使用您下载的公有密钥和 RSAES_OAEP_SHA_1 包装算法对您的 AES 对称加密密钥进行加密，对其进行 DER 编码，然后将其保存在 aes-key-wrapped.bin 文件中。

    在此示例命令中：

    • WrappingPublicKey.bin 是包含已下载的公有包装密钥的文件。如果您是从控制台下载的公有密钥，则此文件的名称为 wrappingKey_KMS key_key_ID_timestamp（例如，wrappingKey_f44c4e20-f83c-48f4-adc6-a1ef38829760_0809092909

    • aes-key.bin 是包含您在本示例序列的第一个命令中生成的 256 位 AES 对称加密密钥的文件。

    # Encrypt your AES symmetric encryption key with the downloaded public key
$ openssl pkeyutl \
    -encrypt \
    -in aes-key.bin \
    -out aes-key-wrapped.bin \
    -inkey WrappingPublicKey.bin \
    -keyform DER \
    -pubin \
    -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep \
    -pkeyopt rsa_oaep_md:sha1 \
    -pkeyopt rsa_mgf1_md:sha1
  4. 生成要导入的文件

    将文件与加密的密钥材料连接起来，并将文件与加密的 AES 密钥连接起来。将它们保存在 EncryptedKeyMaterial.bin 文件中，也就是您要在 步骤 4：导入密钥材料 中导入的文件。

    在此示例命令中：

    • key-material-wrapped.bin 是包含您的已加密密钥材料的文件。

    • aes-key-wrapped.bin 是包含已加密 AES 加密密钥的文件。

    # Combine the encrypted AES key and encrypted key material in a file
$ cat aes-key-wrapped.bin key-material-wrapped.bin > EncryptedKeyMaterial.bin
RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_256

RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_256 包装算法涉及两个加密操作。

  1. 使用您生成的 AES 对称密钥和 AES 对称加密算法对密钥材料进行加密。

  2. 使用您下载的公有密钥和 RSAES_OAEP_SHA_256 包装算法加密您使用的 AES 对称密钥。

RSA_AES_KEY_WRAP_SHA_256 包装算法需要 OpenSSL 版本 3.x 或更高版本。

  1. 生成 256 位 AES 对称加密密钥

    此命令生成由 256 个随机位组成的 AES 对称加密密钥，并将其保存在 aes-key.bin 文件中

    # Generate a 32-byte AES symmetric encryption key
$ openssl rand -out aes-key.bin 32
  2. 使用 AES 对称加密密钥加密您的密钥材料

    此命令使用 AES 对称加密密钥对您的密钥材料进行加密，并将加密的密钥材料保存在 key-material-wrapped.bin 文件中。

    在此示例命令中：

    • PlaintextKeyMaterial.bin 是包含您要导入的密钥材料的文件，例如 PlaintextKeyMaterial.bin、HMAC_384_PlaintextKey.bin、RSA_3072_PrivateKey.der 或 ECC_NIST_P521_PrivateKey.der。

    • aes-key.bin 是包含您在上一个命令中生成的 256 位 AES 对称加密密钥的文件。

    # Encrypt your key material with the AES symmetric encryption key
$ openssl enc -id-aes256-wrap-pad \
        -K "$(xxd -p < aes-key.bin | tr -d '\n')" \
        -iv A65959A6 \
        -in PlaintextKeyMaterial.bin\
        -out key-material-wrapped.bin
  3. 使用公有密钥加密您的 AES 对称加密密钥

    此命令使用您下载的公有密钥和 RSAES_OAEP_SHA_256 包装算法对您的 AES 对称加密密钥进行加密，对其进行 DER 编码，然后将其保存在 aes-key-wrapped.bin 文件中。

    在此示例命令中：

    • WrappingPublicKey.bin 是包含已下载的公有包装密钥的文件。如果您是从控制台下载的公有密钥，则此文件的名称为 wrappingKey_KMS key_key_ID_timestamp（例如，wrappingKey_f44c4e20-f83c-48f4-adc6-a1ef38829760_0809092909

    • aes-key.bin 是包含您在本示例序列的第一个命令中生成的 256 位 AES 对称加密密钥的文件。

    # Encrypt your AES symmetric encryption key with the downloaded public key
$ openssl pkeyutl \
    -encrypt \
    -in aes-key.bin \
    -out aes-key-wrapped.bin \
    -inkey WrappingPublicKey.bin \
    -keyform DER \
    -pubin \
    -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep \
    -pkeyopt rsa_oaep_md:sha256 \
    -pkeyopt rsa_mgf1_md:sha256
  4. 生成要导入的文件

    将文件与加密的密钥材料连接起来，并将文件与加密的 AES 密钥连接起来。将它们保存在 EncryptedKeyMaterial.bin 文件中，也就是您要在 步骤 4：导入密钥材料 中导入的文件。

    在此示例命令中：

    • key-material-wrapped.bin 是包含您的已加密密钥材料的文件。

    • aes-key-wrapped.bin 是包含已加密 AES 加密密钥的文件。

    # Combine the encrypted AES key and encrypted key material in a file
$ cat aes-key-wrapped.bin key-material-wrapped.bin > EncryptedKeyMaterial.bin

继续执行步骤 4：导入密钥材料。