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4.2. Block Storage (cinder) ボリュームの暗号化

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barbican を使用して Block Storage (cinder) の暗号化キーを管理することができます。この設定は、LUKS を使用して、インスタンスに接続されているディスク (ブートディスクを含む) を暗号化します。キー管理はユーザーに透過的です。暗号化種別として luks を使用して新規ボリュームを作成すると、cinder はボリュームの対称キーシークレットを生成し、それを barbican に保存します。インスタンスをブート (または暗号化されたボリュームをアタッチ) する場合は、nova はキーを barbican から取得して、そのシークレットをコンピュートノード上の Libvirt シークレットとしてローカルに保存します。

手順

  1. cinder-volume および nova-compute サービスを実行しているノードで、nova と cinder の両方がキー管理に barbican を使用するように設定されていることを確認します。 

    $ crudini --get /var/lib/config-data/puppet-generated/cinder/etc/cinder/cinder.conf key_manager backend
castellan.key_manager.barbican_key_manager.BarbicanKeyManager

$ crudini --get /var/lib/config-data/puppet-generated/nova_libvirt/etc/nova/nova.conf key_manager backend
castellan.key_manager.barbican_key_manager.BarbicanKeyManager

  2. 暗号化を使用するボリュームテンプレートを作成します。新しいボリュームを作成すると、設定からモデル化できます。 

    $ openstack volume type create --encryption-provider nova.volume.encryptors.luks.LuksEncryptor --encryption-cipher aes-xts-plain64 --encryption-key-size 256 --encryption-control-location front-end LuksEncryptor-Template-256
+-------------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Field       | Value                                                                                                                                                                              |
+-------------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| description | None                                                                                                                                                                               |
| encryption  | cipher='aes-xts-plain64', control_location='front-end', encryption_id='9df604d0-8584-4ce8-b450-e13e6316c4d3', key_size='256', provider='nova.volume.encryptors.luks.LuksEncryptor' |
| id          | 78898a82-8f4c-44b2-a460-40a5da9e4d59                                                                                                                                               |
| is_public   | True                                                                                                                                                                               |
| name        | LuksEncryptor-Template-256                                                                                                                                                         |
+-------------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

  3. 新しいボリュームを作成して、LuksEncryptor-Template-256 設定を使用するように指定します。 

    $ openstack volume create --size 1 --type LuksEncryptor-Template-256 'Encrypted-Test-Volume'
+---------------------+--------------------------------------+
| Field               | Value                                |
+---------------------+--------------------------------------+
| attachments         | []                                   |
| availability_zone   | nova                                 |
| bootable            | false                                |
| consistencygroup_id | None                                 |
| created_at          | 2018-01-22T00:19:06.000000           |
| description         | None                                 |
| encrypted           | True                                 |
| id                  | a361fd0b-882a-46cc-a669-c633630b5c93 |
| migration_status    | None                                 |
| multiattach         | False                                |
| name                | Encrypted-Test-Volume                |
| properties          |                                      |
| replication_status  | None                                 |
| size                | 1                                    |
| snapshot_id         | None                                 |
| source_volid        | None                                 |
| status              | creating                             |
| type                | LuksEncryptor-Template-256           |
| updated_at          | None                                 |
| user_id             | 0e73cb3111614365a144e7f8f1a972af     |
+---------------------+--------------------------------------+

    生成されるシークレットは barbican バックエンドに自動的にアップロードされます。

    注記

    暗号化されたボリュームを作成するユーザーに、プロジェクトで creator barbican ロールがあることを確認します。詳細は、Grant user access to the creator role セクションを参照してください。

  4. Barbican シークレット UUID を取得します。この値は、encryption_key_id フィールドに表示されます。 

    $ cinder --os-volume-api-version 3.64 volume show Encrypted-Test-Volume
+------------------------------+-------------------------------------+
|Property                      |Value                                |
+------------------------------+-------------------------------------+
|attached_servers              |[]                                   |
|attachment_ids                |[]                                   |
|availability_zone             |nova                                 |
|bootable                      |false                                |
|cluster_name                  |None                                 |
|consistencygroup_id           |None                                 |
|created_at                    |2022-07-28T17:35:26.000000           |
|description                   |None                                 |
|encrypted                     |True                                 |
|encryption_key_id             |0944b8a8-de09-4413-b2ed-38f6c4591dd4 |
|group_id                      |None                                 |
|id                            |a0b51b97-0392-460a-abfa-093022a120f3 |
|metadata                      |                                     |
|migration_status              |None                                 |
|multiattach                   |False                                |
|name                          |vol                                  |
|os-vol-host-attr:host         |hostgroup@tripleo_iscsi#tripleo_iscsi|
|os-vol-mig-status-attr:migstat|None                                 |
|os-vol-mig-status-attr:name_id|None                                 |
|os-vol-tenant-attr:tenant_id  |a2071ece39b3440aa82395ff7707996f     |
|provider_id                   |None                                 |
|replication_status            |None                                 |
|service_uuid                  |471f0805-072e-4256-b447-c7dd10ceb807 |
|shared_targets                |False                                |
|size                          |1                                    |
|snapshot_id                   |None                                 |
|source_volid                  |None                                 |
|status                        |available                            |
|updated_at                    |2022-07-28T17:35:26.000000           |
|user_id                       |ba311b5c2b8e438c951d1137333669d4     |
|volume_type                   |LUKS                                 |
|volume_type_id                |cc188ace-f73d-4af5-bf5a-d70ccc5a401c |
+------------------------------+-------------------------------------+
    注記

    encryption_key_id 値を表示するには、Cinder CLI で --os-volume-api-version 3.64 パラメーターを使用する必要があります。同等の OpenStack CLI コマンドはありません。

  5. barbican を使用して、ディスクの暗号化キーが存在することを確認します。この例では、タイムスタンプが LUKS ボリュームの作成時間と一致します。 

    $ openstack secret list
+------------------------------------------------------------------------------------+------+---------------------------+--------+-------------------------------------------+-----------+------------+-------------+------+------------+
| Secret href                                                                        | Name | Created                   | Status | Content types                             | Algorithm | Bit length | Secret type | Mode | Expiration |
+------------------------------------------------------------------------------------+------+---------------------------+--------+-------------------------------------------+-----------+------------+-------------+------+------------+
| https://192.168.123.169:9311/v1/secrets/0944b8a8-de09-4413-b2ed-38f6c4591dd4 | None | 2018-01-22T02:23:15+00:00 | ACTIVE | {u'default': u'application/octet-stream'} | aes       |        256 | symmetric   | None | None       |
+------------------------------------------------------------------------------------+------+---------------------------+--------+-------------------------------------------+-----------+------------+-------------+------+------------+

  6. 新規ボリュームを既存のインスタンスにアタッチします。以下に例を示します。 

    $ openstack server add volume testInstance Encrypted-Test-Volume

    その後、ボリュームはゲストオペレーティングシステムに表示され、組み込みツールを使用してマウントできます。

4.2.1. Block Storage ボリュームの OpenStack Key Manager への移行

以前に ConfKeyManager を使用してディスク暗号化鍵を管理していた場合は、データベースをスキャンして、barbican への移行のスコープ内に encryption_key_id エントリーの有無を確認し、ボリュームを OpenStack Key Manager に移行できます。各エントリーは新しい barbican キー ID を取得し、既存の ConfKeyManager シークレットが保持されます。

注記
  • 以前は、ConfKeyManager を使用して暗号化されたボリュームの所有権を再割り当てすることができました。これは、barbican が管理するキーを持つボリュームにはできません。
  • barbican をアクティベートすると、既存の keymgr ボリュームが破損しません。

前提条件

移行前に、Barbican が管理する暗号化ボリュームと、ConfKeyManager を使用するボリューム間の以下の違いを確認してください。

  • 現在、barbican シークレットの所有権を転送することができないため、暗号化されたボリュームの所有権は移動できません。
  • barbican は、シークレットの読み取りと削除ができるかより厳しいので、一部の cinder ボリューム操作に影響を及ぼす可能性があります。たとえば、別のユーザーのボリュームの割り当て、割り当て解除、または削除はできません。

手順

  1. barbican サービスをデプロイします。

  2. creator ロールを cinder サービスに追加します。以下に例を示します。 

    #openstack role create creator
#openstack role add --user cinder creator  --project service

  3. cinder-volume および cinder-backup サービスを再起動します。cinder-volume および cinder-backup サービスは、移行プロセスを自動的に開始します。ログファイルを確認して、移行に関するステータス情報を表示できます。

    • cinder-volume: cinder の Volumes および Snapshots テーブルに保存される鍵を移行します。
    • cinder-backup: Backups テーブルの鍵を移行します。
  4. 移行が完了したことを示すメッセージのログを監視し、ボリュームが ConfKeyManager オールゼロ暗号鍵 ID を使用していないことを確認します。
  5. cinder.conf および nova.conf から fixed_key オプションを削除します。この設定が設定されているノードを判別する必要があります。
  6. cinder サービスから creator ロールを削除します。

検証

  • プロセスを起動すると、これらのエントリーの 1 つがログファイルに表示されます。これは、移行が正しく開始するか、発生した問題を特定するかどうかを示します。

    • Not migrating encryption keys because the ConfKeyManager is still in use.
    • Not migrating encryption keys because the ConfKeyManager's fixed_key is not in use.
    • Not migrating encryption keys because migration to the 'XXX' key_manager backend is not supported. - このメッセージが表示されることはほとんどありません。barbican 以外の別の Key Manager バックエンドに遭遇していたコードを処理するための安全チェックです。これは、コードが 1 つの移行シナリオ (ConfKeyManager から barbican へ) のみをサポートするためです。
    • Not migrating encryption keys because there are no volumes associated with this host. - これは、cinder-volume が複数のホストで実行され、特定のホストにボリュームが関連付けられていない場合に生じる可能性があります。これは、すべてのホストが独自のボリュームを処理するため発生します。
    • Starting migration of ConfKeyManager keys.

    • Migrating volume <UUID> encryption key to Barbican - 移行時に、ホストのボリュームがすべて検証され、ボリュームが ConfKeyManager のキー ID を使用している場合に (すべてがゼロ (00000000-0000-0000-0000-000000000000) であることで確認)、このメッセージが表示されます。

      • cinder-backup では、このメッセージは若干異なる大文字を使用します。Migrating Volume [...] または Migrating Backup [...]

  • 各ホストがすべてのボリュームを検査すると、ホストはサマリーステータスメッセージを表示します。 

    `No volumes are using the ConfKeyManager's encryption_key_id.`
`No backups are known to be using the ConfKeyManager's encryption_key_id.`

  • 以下のエントリーも表示される場合があります。

    • There are still %d volume(s) using the ConfKeyManager's all-zeros encryption key ID.

    • There are still %d backup(s) using the ConfKeyManager’s all-zeros encryption key ID.

      これらのメッセージはいずれも cinder-volume および cinder-backup ログに表示される場合があります。各サービスは独自のエントリーの移行のみを処理しますが、サービスは他のステータスを認識します。これにより、cinder-volume は cinder-backup に移行するバックアップがまだあるかどうかを認識し、cinder-backup は cinder-volume サービスに移行するボリュームがあるかどうかを認識します。

各ホストは自身のボリュームのみを移行しますが、概要メッセージは、ボリュームの移行が依然として必要なかどうかについて、グローバルアセスメントに基づいています。これにより、すべてのボリュームの移行が完了しているかどうかを確認できます。

クリーンアップ

キー ID を barbican に移行すると、固定キーが設定ファイル内に残ります。fixed_key の値が .conf ファイルで暗号化されないため、一部のユーザーにセキュリティー上の問題が発生することがあります。

これに対処するには、nova および cinder の設定から fixed_key の値を手動で削除します。ただし、最初にログファイルの出力が完了してから、続行する前にログファイルの出力を確認します。この値がまだ依存するディスクにはアクセスできないためです。

重要

最近 encryption_key_id は、Queens リリースの一環として、Backup テーブルにのみ追加されました。その結果、暗号化されたボリュームの既存のバックアップが存在する可能性があります。すべてがゼロの encryption_key_id はバックアップ自体に保存されますが、Backup データベースには表示されません。そのため、移行プロセスでは、暗号化されたボリュームのバックアップが存在し、all-zero の ConfKeyMgr キー ID に依存するかを知ることはできません。

  1. 既存の fixed_key の値を確認します。値は、両方のサービスと一致している必要があります。 

    crudini --get /var/lib/config-data/puppet-generated/cinder/etc/cinder/cinder.conf keymgr fixed_key
crudini --get /var/lib/config-data/puppet-generated/nova_libvirt/etc/nova/nova.conf keymgr fixed_key
    重要

    既存の fixed_key の値のバックアップを作成します。これにより、何らかの問題が発生した場合や、古い暗号鍵を使用するバックアップを復元する必要がある場合に、値を復元できます。

  2. fixed_key の値を削除します。 

    crudini --del /var/lib/config-data/puppet-generated/cinder/etc/cinder/cinder.conf keymgr fixed_key
crudini --del /var/lib/config-data/puppet-generated/nova_libvirt/etc/nova/nova.conf keymgr fixed_key

トラブルシューティング

barbican シークレットは、要求に creator ロールがある場合にのみ作成できます。これは、cinder サービス自体が作成者ロールが必要なことを意味します。それ以外の場合は、以下のようなログシーケンスが発生します。

  1. Starting migration of ConfKeyManager keys.
  2. Migrating volume <UUID> encryption key to Barbican
  3. Error migrating encryption key: Forbidden: Secret creation attempt not allowed - please review your user/project privileges
  4. There are still %d volume(s) using the ConfKeyManager's all-zeros encryption key ID.

鍵に関するメッセージは、3 番目の Secret creation attempt not allowed です。問題を修正するには、cinder アカウントの権限を更新します。

  1. openstack role add --project service --user cinder creator を実行します。
  2. cinder-volume および cinder-backup サービスを再起動します。

その結果、次の移行試行に成功します。

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