Apache Ignite缓存加密密钥轮换机制详解-优快云博客

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Apache Ignite缓存加密密钥轮换机制详解

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

概述

在现代分布式系统中，数据安全是至关重要的考虑因素。Apache Ignite作为一个内存计算平台，提供了透明的数据加密(TDE)功能来保护敏感数据。本文将深入探讨Ignite 2.10版本引入的缓存加密密钥轮换机制，这是数据安全策略中关键的一环。

为什么需要密钥轮换

加密密钥轮换是信息安全领域的最佳实践，主要出于以下原因：

安全合规要求：许多行业标准(如PCI DSS)明确要求定期更换加密密钥
降低密钥泄露风险：即使密钥被泄露，定期更换可以限制暴露时间窗口
加密算法演进：随着加密技术的发展，可能需要更换更强的新密钥

Ignite密钥轮换机制原理

Ignite的密钥轮换过程分为两个阶段：

第一阶段：密钥轮换

为指定缓存组生成新加密密钥
新密钥会传播到集群中所有服务节点
此后新写入的数据将使用新密钥加密
此阶段禁止新节点加入集群

第二阶段：数据重加密

后台进程将现有数据重新加密为新密钥
旧密钥仍保留用于读取尚未重加密的数据
每个密钥都有唯一标识符(从0开始递增)
重加密完成后自动删除旧密钥

密钥轮换操作指南

准备工作

确保集群处于正常运行状态，建议在业务低峰期执行密钥轮换操作。

三种操作方式

1. 命令行工具

使用control.sh|bat脚本管理密钥轮换：

# 查看缓存组当前密钥ID
control.sh --encryption cache_key_ids myCacheGroup

# 启动密钥轮换
control.sh --encryption change_cache_key myCacheGroup

2. JMX接口

通过EncryptionMXBean接口编程管理：

// 获取JMX连接后调用
encryptionMBean.changeCacheGroupKey("myCacheGroup");

3. 编程方式

直接在应用代码中调用API：

Ignite ignite = Ignition.start();

// 获取加密管理器
EncryptionManager encMgr = ignite.encryption();

// 启动密钥轮换
encMgr.changeCacheGroupKey("myCacheGroup");

重加密过程管理

重加密可能影响系统性能，Ignite提供了精细的控制手段：

配置参数

在ignite-config.xml中配置：

<bean class="org.apache.ignite.configuration.IgniteConfiguration">
    <property name="dataStorageConfiguration">
        <bean class="org.apache.ignite.configuration.DataStorageConfiguration">
            <property name="encryptionConfiguration">
                <bean class="org.apache.ignite.configuration.EncryptionConfiguration">
                    <!-- 重加密速率限制(MB/s) -->
                    <property name="reencryptionRateLimit" value="10"/>
                    <!-- 每次检查点锁期间扫描的页数 -->
                    <property name="reencryptionBatchSize" value="100"/>
                </bean>
            </property>
        </bean>
    </property>
</bean>

运行时控制

通过命令行动态调整：

# 查看重加密状态
control.sh --encryption reencryption_status myCacheGroup

# 暂停重加密
control.sh --encryption suspend_reencryption myCacheGroup

# 恢复重加密
control.sh --encryption resume_reencryption myCacheGroup

# 设置重加密速率限制为5MB/s
control.sh --encryption reencryption_rate_limit 5