随着各行业数字化转型的加速，组织越来越依赖加密密钥来保护数据并实现安全的数字流程。加密密钥构成了加密、数字签名和身份验证的安全支柱。然而，仅仅部署最新的加密算法还不够。组织必须拥有强大的密钥管理实践来保护敏感数据和系统。
本文提供了实施关键管理最佳实践的实用指南。我们将通过实际示例、密钥管理解决方案和清单摘要来介绍密钥管理的重要性、挑战和最佳实践。
密钥管理的关键作用
密钥管理是指在整个生命周期中控制加密密钥所需的综合流程和基础设施。这包括密钥生成（使用安全算法创建新的加密密钥）、密钥分发（安全地将密钥传递给授权实体）、密钥使用（使用密钥进行加密等加密操作）、密钥存储（在不使用时安全地存储密钥）、密钥撤销（撤销受损或过时的密钥）和密钥销毁（在寿命结束时安全地销毁密钥）。
强大的密钥管理可确保密钥保密、在需要时可用且加密强度高。如果没有适当的控制，密钥可能会被泄露、滥用或不当跟踪。例如，弱密钥生成算法可能会生成易于攻击者破解的可预测密钥。不安全的密钥存储（例如未加密的文本文件）使密钥容易被盗。如果未能及时撤销受损密钥，则会导致未经授权的解密继续发生。糟糕的密钥管理实践使加密变得毫无用处，导致数据暴露。这就是为什么标准机构喜欢 .
密钥管理失败的真实示例
这款 这导致数百万个 SecurID 代币遭到泄露。黑客获得了 RSA 未能在内部系统上正确保护的加密“种子”值。这使得攻击者能够克隆 SecurID 算法，在银行、政府和军事网络上进行双因素身份验证。 RSA 没有充分限制访问或加密被盗的 SecurID 种子数据库。该事件揭示了一家主要安全提供商密钥管理失败的严重影响。它强调了访问限制、网络分段和加密的必要性，以保护关键秘密。
有效密钥管理的最佳实践
以下是一些有助于避免这些陷阱的关键管理最佳实践：
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建立正式的关键管理政策、角色和职责 – 记录密钥生命周期从创建到撤销和销毁的所有阶段的详细策略。定义与职责分离和最小权限访问一致的关键管理角色。例如，密码官员的角色侧重于密钥生成、备份和恢复，而安全审计员则负责监督策略合规性。维护更新的清单，详细说明每个密钥的元数据，例如创建日期；加密算法批准的用途和所有权。
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仔细选择加密算法和密钥长度
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强制安全密钥生成 – 使用经过测试的具有高熵源的随机数生成器来创建具有最大不可预测性的密钥。对于公钥/私钥对，在受信任的加密模块（如 HSM）内生成密钥，而不是在安全性较低的软件中生成密钥。生成后立即销毁种子值和不必要的密钥副本。
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安全地分发和注入密钥 – 尽可能避免手动密钥传输。使用自动化安全协议，例如 TLS 用于钥匙交付。对于软件密钥，直接注入应用程序并在静止时加密。切勿对密钥进行硬编码。对于 HSM 等硬件模块，请使用具有安全启动机制的防篡改硬件。
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安全地存储密钥 – 将密钥保存在隔离的加密模块（例如 HSM）中，并尽可能进行锁定访问控制。在静态时使用其他密钥或密码对软件密钥进行加密。将加密密钥与加密数据分开存储。使用访问控制、配置强化和密钥伪装技术来提高存储密钥的安全性。
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实施加密分段 – 用于不同目的的逻辑或物理上独立的密钥，以限制任何妥协的潜在影响。例如，我们保护 CA/PKI 基础设施与客户数据的加密密钥分开。
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自动密钥轮换 – 定期轮换中间实体和终端实体密钥，以限制密钥泄露时暴露的数据量。根据对高影响力密钥的风险分析，使用较短的轮换周期。使用安全协议自动执行轮换流程，以最大程度地减少运营开销。
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密切监控按键是否有异常情况 – 监控访问尝试、密钥使用模式和其他活动，以检测潜在的误用或泄露。对于硬件密钥，监控篡改事件，例如未经授权的物理访问或配置更改。
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密钥泄露时立即撤销或销毁 – 拥有自动化的紧急流程，可以在整个组织范围内快速撤销受损的密钥。对于已损坏的密钥，请利用加密擦除等技术来防止密钥重建。
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维持有效的灾难恢复流程 – 将密钥的加密备份保存在单独的系统中，例如气隙离线存储 - 记录详细的灾难恢复计划，以便在发生灾难性丢失时恢复备份和替换密钥。
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进行例行审核并评估不断变化的威胁 – 进行年度审计，检查关键管理基础设施的各个方面，包括政策、人员、技术和流程。不断评估量子计算等新的突破加密技术的进步，并相应地调整密钥强度。
密钥管理解决方案
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硬件安全模块 (HSM) 为密钥提供强大的、物理保护的存储和处理
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密钥管理系统（KMS） 自动化密钥生命周期的生成、轮换和其他方面
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密钥管理互操作协议 (KMIP) 使不同的密钥管理技术能够无缝交互
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云密钥管理服务 通过云提供商提供完全托管的密钥生成和存储
在选择之前，组织应根据其安全和操作要求对解决方案进行深入评估。他们还应该定期审查云服务等提供商的控制措施。
关键管理最佳实践清单
使用此关键步骤清单来实施强大的密钥管理策略：
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正式定义关键管理策略、角色和库存管理。
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选择强大的、经过测试的加密算法和足够的密钥长度。
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使用高质量随机数生成器强制执行安全密钥生成。
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安全地分发密钥并避免手动传输。
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将加密的密钥存储在具有访问控制的隔离加密模块中。
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根据用例在逻辑或物理上分离密钥
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为中间实体和最终实体密钥设置自动定期密钥轮换。
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持续监控按键是否存在异常和误用。
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立即撤销/销毁受损的密钥。
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保持有效的备份和灾难恢复。
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进行定期审核并及时了解新出现的威胁。
在整个密钥生命周期中遵循这些最佳实践可以帮助保护组织的敏感数据和系统免受损害。
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