FIPS标准下的存储加密技术与KMC详解

"本文将全面解析存储加密盘(SED)技术，主要涉及FIPS认证的密钥管理系统KMC，以及SED硬盘的加密等级和应用场景。" 在当前的网络安全环境中，存储加密盘（Self-Encrypting Drive，简称SED）技术成为了保护数据安全的重要手段。SED硬盘遵循FIPS（Federal Information Processing Standards）政府级安全标准，特别是FIPS 140-2 Level 3，以确保数据在存储层面上得到加密保护。然而，仅依靠SED并不足够，还需要一个配套的FIPS认证密钥管理系统（Key Management Controller，简称KMC），如图中的KeyAuthority。 KMC可以是独立的设备，也可以集成到存储系统中，独立KMC通常提供更高的安全性。为了保证高可用性，KMC支持配置为双机热备模式，即两台KMC设备能够无缝切换，避免因单点故障导致的服务中断。KMC通过管理网口与存储系统的管理网口连接，能为多台加密存储系统提供密钥管理服务，每台KMC可支持上百台存储系统和百万级别的对称密钥。 在实际操作中，存储阵列控制器不存储也不缓存数据加密密钥，它仅作为一个安全的中转通道，协调KMC和自加密盘之间的密钥交换，从而确保数据和密钥的安全性。KMC的设计确保其对存储性能无影响，加解密速率与硬盘接口速度同步，且数据保护过程不会增加额外延迟。此外，KMC的透明工作方式使得镜像、快照、重删、压缩等存储功能可以正常运行。 KMC密钥管理的核心任务是保障密钥的安全性和可用性。采用客户端-服务器（CS）架构，存储设备作为客户端，第三方密钥管理服务器作为服务器端。客户端通过KMIP（Key Management Interoperability Protocol）协议向服务器发送指令，控制密钥的生成、存储、管理、撤销和销毁等一系列操作。服务器负责密钥的安全存储，而密钥交换的安全性则由加密安全通道保证。 市场上常见的密钥管理服务器供应商如Thales和SafeNet提供的解决方案，具备FIPS 140-2 Level 3的安全等级，高可靠性的集群热备份和实时容灾备份，以及KMIP 1.0/1.1等安全互操作协议。此外，它们还支持NIST 800-57的密钥生命周期管理标准，实现自动化密钥管理，提升用户友好性。 对于SED硬盘，根据客户不同的安全需求，企业级硬盘提供了三种加密级别：FIPS 140-2 Level 2级别的静态数据和安全擦除保护，全额数据保护（FULLSED），以及仅限再利用保护（ISE）。对应的硬盘类型包括SDE-ISE、FullSED等，这些硬盘为不同场景的数据安全提供了定制化的解决方案。 SED技术和KMC的结合，为数据中心提供了高效且安全的数据存储加密策略，确保了敏感数据在存储过程中的隐私和安全。