AWS Key Management Service
開発者ガイド

AWS Key Management Service の概念

AWS Key Management Service (AWS KMS) の基本的な用語および概念についてと、それらがデータの保護にどのように役立つかについて説明します。

カスタマーマスターキー (CMK)

AWS KMS のプライマリリソースはカスタマーマスターキー (CMK) です。CMK を使用してデータを最大 4 KB (4096 バイト) まで暗号化したり復号することができます。データを暗号化するために AWS KMS の外で使用するデータキーの生成、暗号化、復号には、通常 CMK を使用します。この戦略は、エンベロープ暗号化と呼ばれています。

CMK は AWS KMS で作成され、AWS KMS が暗号化されないままになることはありません。CMK を使用または管理するには、AWS KMS を通じて CMK にアクセスします。この戦略はデータキーとは異なります。AWS KMS ではデータキーは保存、管理、追跡されません。AWS KMS の外部で使用する必要があります。

AWS アカウントの CMK には 3 つのタイプがあります。カスタマー管理 CMK、AWS 管理 CMK、AWS 所有 CMK です。

CMK のタイプ 表示可能 管理可能 自分の AWS アカウントでのみ使用
カスタマー管理 CMK はい はい はい
AWS 管理 CMK はい いいえ はい
AWS 所有 CMK いいえ いいえ いいえ

AWS KMS と統合された AWS サービスでは、CMK のサポートが異なります。一部のサービスでは、デフォルトで AWS 所有の CMK を使用してデータが暗号化されます。一部では、アカウントで作成された AWS 管理 CMK で暗号化が行われます。その他のサービスでは、作成したカスタマー管理の CMK を指定できます。また、その他は、AWS 所有 CMK の容易性、AWS 管理 CMK の可視性、カスタマー管理 CMK の管理を行えるよう CMK のすべてのタイプをサポートしています。

カスタマー管理の CMK

カスタマー管理 CMK は、お客様が作成、所有、管理している AWS アカウントの CMK です。お客様はこれらの CMK のすべてを管理できます。キーポリシーの確立と管理、IAM ポリシー、付与有効化と無効化暗号化マテリアルのローテーションタグの追加、CMK を参照するエイリアスの作成CMK の削除のスケジューリングを行うことができます。

暗号化オペレーションでカスタマー管理 CMK を使用し、AWS CloudTrail ログでその使用を監査できます。さらに、多くの AWS KMS と統合されている AWS サービスを使用すると、カスタマー管理 CMK を指定して、保管および管理しているデータを保護できます。

カスタマー管理 CMK の使用には、月額料金と、無料利用枠を超えた使用量に対する料金がかかります。これらは、お客様のアカウントの AWS KMS 制限に対して影響があります。詳細については、「AWS Key Management Service 料金表」および 制限 を参照してください。

AWS 管理の CMK

AWS 管理の CMK は、AWS KMS と統合している AWS サービスがユーザーの代理として作成、管理、使用するアカウント内の CMS です。AWS 管理 CMK はエイリアスで識別できます。その形式は aws/service-name で、aws/redshift のようになります。

アカウントで AWS が管理する CMK を表示して、キーポリシーを表示し、AWS CloudTrail ログでその使用を監査できます。ただし、これらの CMK を管理したりアクセス権限を変更したりすることはできません。また、AWS が管理する CMK を暗号化オペレーションで直接使用することはできません。サービスはユーザーに代わってそれらを作成し、使用します。AWS が管理する CMK のキーポリシーを表示するには、GetKeyPolicy オペレーションを使用します。キーポリシーを AWS マネジメントコンソール に表示したり変更することはできません。

AWS が管理する CMK の月額料金はかかりません。これらは、無料利用枠を超える量を使用した場合は有料になりますが、一部の AWS サービスでこれらのコストがカバーされます。詳細については、サービスドキュメントの、暗号化に関するセクションを参照してください。 AWS が管理する CMK の数では制限は加算されません。お客様のアカウントの各リージョンに CMK を使用する場合、アカウント内のプリンシパルに代わり、リクエストレート制限に対して影響があります。詳細については、「AWS Key Management Service 料金表」および 制限 を参照してください。

AWS 所有 CMK

AWS 所有の CMK はお客様の AWS アカウントにはありません。これらは、複数の AWS アカウントで使用できるようにするために AWS が所有し管理している CMK のコレクションの一部です。AWS サービスでは、データの保護に AWS 所有の CMK を使用できます。

AWS 所有 CMK は表示、管理、使用することはできず、その使用を監視することもできません。ただし、データを暗号化するキーを保護するための作業やプログラムを操作したり変更したりする必要はありません。

AWS 所有 CMK のご利用に関しては、月額料金や使用料金は請求されません。また、CMK は、アカウントの AWS KMS 制限には影響しません。

データキー

データキーは、大量のデータや他のデータ暗号化キーといったデータを暗号化するための暗号化キーです。

AWS KMS カスタマーマスターキー (CMK) を使用して、データキーの生成、暗号化、復号化を実行できます。ただし、AWS KMS はデータキーの保存、管理、追跡、またはデータキーの暗号化オペレーションを実行しません。AWS KMS の外部でデータキーを使用して管理する必要があります。

データキーの作成

データキーを生成するには、GenerateDataKey オペレーションを呼び出します。AWS KMS が指定した CMK を使用してデータキーを生成します。このオペレーションは、以下の図に示すように、データキーのプレーンテキストコピーと CMK で暗号化されたデータキーのコピーを返します。


        データキーを生成する

AWS KMS は暗号化されたデータキーのみを返す GenerateDataKeyWithoutPlaintext オペレーションもサポートしています。データキーを使用する必要がある場合、AWS KMS にそのデータキーを復号化するように求めます。

データキーでデータを暗号化する

AWS KMS はデータキーを使用してデータを暗号化することはできませんが、OpenSSL や AWS 暗号化 SDK のような暗号化ライブラリなどを使用して、KMS の外部でデータキーを使用することができます。

プレーンテキストのデータキーを使用してデータを暗号化したら、できる限り早急にメモリからそれを削除します。暗号化したデータと一緒に暗号化データキーを安全に保存して、データの復号化に利用することができます。


        AWS KMS の外部でユーザーデータを暗号化する

データキーでデータを復号化する

データを復号するには、Decrypt オペレーションに暗号化されたデータキーを渡します。AWS KMS は CMK を使ってデータキーを復号し、プレーンテキストのデータキーを返します。プレーンテキストのデータキーを使ってデータを復号し、続いてできる限り早急にメモリからプレーンテキストのデータキーを削除します。

次の図は、Decrypt オペレーションを使用して暗号化されたデータキーを復号する方法を示しています。


        データキーの復号化

エンベロープ暗号化

データを暗号化するとデータは保護されますが、暗号化キーを保護する必要があります。1 つの戦略としては、それを暗号化します。エンベロープ暗号化は、データキーでプレーンテキストデータを暗号化してから、そのデータキーを別のキーで暗号化する手法です。

データ暗号化キーを別の暗号化キーで暗号化し、その暗号化キーを別の暗号化キーで暗号化することもできます。しかし、最終的には、キーとデータを復号化するために、1 つのキーをプレーンテキストで保持する必要があります。この最上位プレーンテキストキー暗号化キーは、マスターキーと呼ばれます。


        エンベロープ暗号化

AWS KMS は、マスターキーを安全に保管して管理することで、マスターキーを保護するために役立ちます。AWS KMS に保管されたマスターキーはカスタマーマスターキー (CMK) と呼ばれ、AWS KMS FIPS で検証されたハードウェアセキュリティモジュールを非暗号化されたまま移動することはありません。AWS KMS CMK を使用するには、AWS KMS を呼び出す必要があります。


        複数キー暗号化キーによるエンベロープ暗号化

エンベロープ暗号化には、いくつかの利点があります。

  • データキーの保護

    データキーを暗号化する場合、暗号化されたデータキーの保存について心配する必要がありません。これは、そのデータキーが暗号化によって本質的に保護されているためです。暗号化されたデータとともに、暗号化されたデータキーを安全に保存できます。

  • 複数のマスターキーでの同じデータの暗号化

    暗号化オペレーションには時間がかかります (特に、暗号化するデータが大きいオブジェクトである場合)。異なるキーで raw データを複数回にわたって再暗号化する代わりに、raw データを保護するデータキーのみを再暗号化できます。

  • 複数のアルゴリズムの強度の結合

    通常、対称キーアルゴリズムが、パブリックキーアルゴリズムよりも迅速に小さい暗号化テキストを作成できますが、パブリックキーアルゴリズムはロールを本質的に分離し、キー管理を簡単にします。エンベロープ暗号化により、それぞれの戦略を組み合わせることができます。

暗号化コンテキスト

すべての AWS KMS 暗号化オペレーションでは、データに関する追加のコンテキスト情報を含めることができるキー–値のペアのオプションのセットできる、暗号化コンテキストを使用できます。AWS KMS 暗号化オペレーションに暗号化コンテキストを提供するときに、対応する復号化オペレーションと同じ暗号化コンテキストを指定する必要があります。対応しない場合、復号化リクエストは失敗します。

この暗号化コンテキストはシークレットではありません。これは AWS CloudTrail ログにプレーンテキストで表示されるため、それを使用してログと監査の暗号化オペレーションを識別して分類できます。

たとえば、Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) は、キーが aws:s3:arn であり、値が暗号化されているファイルへの S3 バケットパスである暗号化コンテキストを使用します。

"encryptionContext": { "aws:s3:arn": "arn:aws:s3:::bucket_name/file_name" },

また、暗号化コンテキストを使用して、アカウントのカスタマーマスターキー (CMK) を絞り込んだり、アクセスを制限したりできます。暗号化コンテキストは許可の制約として、およびポリシーステートメントの条件として使用できます。

暗号化コンテキストの詳細については、「暗号化コンテキスト」を参照してください。

キーポリシー

CMK を作成するとき、その CMK を使用して管理できるユーザーを決定します。これらのアクセス権限は、キーポリシーと呼ばれるドキュメントに含まれます。キーポリシーを使って、カスタマー管理の CMK のアクセス権限をいつでも追加、削除、または変更できますが、AWS 管理の CMK のキーポリシーを編集することはできません。詳細については、「AWS KMS に対する認証とアクセスコントロール」を参照してください。

許可

許可は、キーポリシーに代わってアクセス権限を提供する別のメカニズムです。許可を使用すると、AWS プリンシパルでカスタマー管理型の CMK を使用できる、長期のアクセスを付与することができます。詳細については、「許可の使用」を参照してください。

許可トークン

許可を作成する場合、許可で指定されたアクセス権限は、結果整合性により、即時に反映されない場合があります。潜在的な遅延を軽減する必要がある場合は、CreateGrant API リクエストへのレスポンスで受け取る許可トークンを使用します。いくつかの AWS KMS API リクエストとともに許可トークンを渡し、許可のアクセス権限を即時有効にすることができます。次の AWS KMS API オペレーションでは許可トークンを使用できます。

許可トークンはシークレットではありません。許可トークンには、その対象としているユーザーに関する情報が含まれるため、これを使用してより迅速に許可のアクセス権限を有効にできるユーザーに関する情報が含まれます。

CMK の使用の監査

キーの利用を監査するには AWS CloudTrail を使用します。CloudTrail は、AWS API 呼び出しとアカウントの関連イベントの履歴を含むログファイルを作成します。これらのログファイルには、AWS マネジメントコンソール、AWS SDK、コマンドラインツールで行われたすべての AWS KMS API リクエスト、および統合 AWS サービスを通じて行われたすべてのリクエストが含まれます。これらのログファイルを使って、CMK が使用された日時、リクエストされたオペレーション、リクエスタの ID、リクエスト元の IP アドレスなどについての情報を取得できます。詳細については、「 を使用した API コールのログ記録」と『AWS CloudTrail User Guide』を参照してください。

キー管理のインフラストラクチャ

暗号化の一般的な手法では、AES (Advanced Encryption Standard) など一般に利用でき専門家によって検証されたアルゴリズムとシークレットキーを使用して暗号化し、復号する必要があります。暗号化での主な問題の 1 つは、キーを秘密にしておくのが非常に困難なことです。これは通常、キー管理インフラストラクチャ (KMI) のジョブです。AWS KMS はお客様に代わって KMI を運用します。AWS KMS は CMK と呼ばれるマスターキーを作成し、安全に保存します。AWS KMS の動作の詳細については、「AWS Key Management Service 暗号化の詳細」ホワイトペーパーを参照してください。