Apache Ignite主密钥轮换机制详解-优快云博客

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Apache Ignite主密钥轮换机制详解

ignite Apache Ignite 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ignite16/ignite

概述

在Apache Ignite分布式内存计算平台中，主密钥(Master Key)是透明数据加密(TDE)体系的核心组件，负责对缓存密钥进行加密保护。本文将深入解析Ignite 2.9版本引入的主密钥轮换机制，帮助管理员在密钥泄露或加密周期结束时安全地更换主密钥。

主密钥的核心作用

主密钥在Ignite安全架构中扮演着关键角色：

作为加密体系的根密钥，保护所有缓存密钥的安全
加密后的缓存密钥会持久化存储到磁盘
采用分层加密体系，主密钥不直接加密数据，而是保护数据加密密钥

轮换前提条件

执行主密钥轮换前需要确保：

新主密钥必须已预先配置在所有服务节点的EncryptionSpi中
集群必须处于活跃可用状态
建议在业务低峰期执行轮换操作

密钥标识与管理机制

Ignite通过名称体系管理主密钥：

首次启动时使用配置中指定的主密钥名称
节点会将当前主密钥名称持久化到本地元存储(MetaStorage)
节点重启时自动从元存储加载密钥名称
密钥名称变更也会实时更新到元存储

密钥轮换操作指南

重要提示：密钥轮换过程中禁止启动新缓存或加入新节点，相关操作将被系统拒绝

1. 命令行工具操作

Ignite提供control.sh|bat脚本进行密钥管理：

# 查看当前主密钥名称
control.sh --encryption get_master_key_name

# 执行密钥轮换（需替换newMasterKeyName为实际新密钥名）
control.sh --encryption change_master_key newMasterKeyName

2. JMX接口操作

通过EncryptionMXBean接口实现密钥管理：

| 方法 | 功能说明 | |------|----------| | getMasterKeyName() | 获取当前主密钥名称 | | changeMasterKey(String masterKeyName) | 启动主密钥变更流程 |

3. 编程方式实现

Java代码示例：

Ignite ignite = Ignition.ignite();

// 获取当前主密钥名称
String currentKey = ignite.encryption().getMasterKeyName();

// 启动密钥轮换
ignite.encryption().changeMasterKey("newMasterKey2023");

故障节点恢复方案

当节点在密钥轮换期间不可用时，需按以下步骤恢复：

启动前设置系统属性：

-DIGNITE_MASTER_KEY_NAME_TO_CHANGE_BEFORE_STARTUP=newKeyName

节点启动时会自动重加密本地组密钥
集群激活后将新密钥名称持久化到元存储
恢复成功后立即删除系统属性配置

密钥生成最佳实践

以KeystoreEncryptionSpi为例，使用keytool生成新主密钥：

# 查看现有密钥
keytool -list \
  -storepass 密码 \
  -storetype PKCS12 \
  -keystore ./ignite_keystore.jks

# 生成新密钥（AES-256）
keytool -genseckey \
  -alias ignite.master.key2 \
  -keystore ./ignite_keystore.jks \
  -storetype PKCS12 \
  -keyalg aes \
  -storepass 密码 \
  -keysize 256