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Aprovisionamiento de claves de Always Encrypted mediante PowerShell

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Se aplica a: SQL Server Azure SQL Database Azure SQL Managed Instance

En este artículo se proporcionan los pasos necesarios para aprovisionar claves de Always Encrypted con el módulo SqlServer PowerShell. Puede usar PowerShell para aprovisionar claves de Always Encrypted con y sin separación de roles, lo que proporciona control sobre quién tiene acceso a las claves de cifrado reales del almacén de claves y quién tiene acceso a la base de datos.

Para obtener información general sobre la administración de claves de Always Encrypted, incluidos algunos procedimientos recomendados de alto nivel, vea Información general de administración de claves de Always Encrypted. Para obtener información sobre el uso del módulo SqlServer PowerShell para Always Encrypted, vea Configure Always Encrypted using PowerShell (Configurar Always Encrypted con PowerShell).

Aprovisionamiento de claves sin separación de roles

El método de aprovisionamiento de claves descrito en esta sección no admite la separación de roles entre Administradores de seguridad y DBA. Algunos de los pasos siguientes combinan operaciones en las claves físicas con operaciones en los metadatos de las claves. Por tanto, este método de aprovisionamiento de claves está recomendado para organizaciones que usen el modelo DevOps, o si la base de datos está hospedada en la nube y el objetivo principal es evitar que los administradores de la nube (pero no los DBA locales) accedan a información confidencial. No se recomienda si los posibles adversarios incluyen administradores de base de datos o si estos no deben tener acceso a información confidencial.

Antes de ejecutar cualquiera de los pasos que impliquen el acceso a las claves de texto no cifrado o al almacén de claves (identificados en la columna Accede a claves de texto no cifrado o a almacén de claves en la tabla siguiente), asegúrese de que el entorno de PowerShell se ejecuta en un equipo seguro distinto al que hospeda la base de datos. Para obtener más información, consulte Security Considerations for Key Management (Consideraciones de seguridad para la administración de claves).

Tarea Artículo Accede a claves de texto no cifrado o a almacén de claves Accede a base de datos
Paso 1. Cree una clave maestra de columna en un almacén de claves.

Nota: El módulo SqlServer de PowerShell no admite este paso. Para realizar esta tarea desde una línea de comandos, use herramientas específicas del almacén de claves seleccionado.		 Creación y almacenamiento de claves maestras de columna para Always Encrypted Sí No
Paso 2. Inicie un entorno de PowerShell e importe el módulo SqlServer PowerShell. Configurar Always Encrypted con PowerShell No No
Paso 3. Conecte con el servidor y la base de datos. Conexión a una base de datos No Sí
Paso 4. Cree un objeto SqlColumnMasterKeySettings que contenga información sobre la ubicación de la clave maestra de columna. SqlColumnMasterKeySettings es un objeto que existe en memoria (en PowerShell). Use el cmdlet específico del almacén de claves. New-SqlAzureKeyVaultColumnMasterKeySettings

New-SqlCertificateStoreColumnMasterKeySettings

New-SqlCngColumnMasterKeySettings

New-SqlCspColumnMasterKeySettings		 No No
Paso 5. Cree los metadatos sobre la clave maestra de columna en la base de datos. New-SqlColumnMasterKey

Nota: En segundo plano, este cmdlet emite la instrucción CREATE COLUMN MASTER KEY (Transact-SQL) para crear metadatos de clave.		 No Sí
Paso 6. Autentíquese en Azure si la clave maestra de columna se almacena en el Almacén de claves de Azure. Connect-AzAccount Sí No
Paso 7. Obtenga un token de acceso para Azure Key Vault, si la clave maestra de columna se almacena en Azure Key Vault. Get-AzAccessToken No No
Paso 8. Genere una nueva clave de cifrado de columna, cífrela con la clave maestra de columna y cree los metadatos de clave de cifrado de columna en la base de datos. New-SqlColumnEncryptionKey

Nota: Use una variación del cmdlet que genera internamente y cifra una clave de cifrado de columna.

Nota: En segundo plano, este cmdlet emite la instrucción CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY (Transact-SQL) para crear los metadatos de clave.		 Sí Sí

Almacén de certificados de Windows sin separación de roles (ejemplo)

Este script es un ejemplo completo para generar una clave maestra de columna que sea un certificado en el Almacén de certificados de Windows, generar y cifrar una clave de cifrado de columna y crear los metadatos de clave en una base de datos de SQL Server.

# Create a column master key in Windows Certificate Store.
$cert = New-SelfSignedCertificate -Subject "AlwaysEncryptedCert" -CertStoreLocation Cert:CurrentUser\My -KeyExportPolicy Exportable -Type DocumentEncryptionCert -KeyUsage DataEncipherment -KeySpec KeyExchange

# Import the SqlServer module.
Import-Module "SqlServer"

# Connect to your database.
$serverName = "<server name>"
$databaseName = "<database name>"
# Change the authentication method in the connection string, if needed.
$connStr = "Server = " + $serverName + "; Database = " + $databaseName + "; Integrated Security = True"
$database = Get-SqlDatabase -ConnectionString $connStr

# Create a SqlColumnMasterKeySettings object for your column master key. 
$cmkSettings = New-SqlCertificateStoreColumnMasterKeySettings -CertificateStoreLocation "CurrentUser" -Thumbprint $cert.Thumbprint

# Create column master key metadata in the database.
$cmkName = "CMK1"
New-SqlColumnMasterKey -Name $cmkName -InputObject $database -ColumnMasterKeySettings $cmkSettings


# Generate a column encryption key, encrypt it with the column master key and create column encryption key metadata in the database. 
$cekName = "CEK1"
New-SqlColumnEncryptionKey -Name $cekName  -InputObject $database -ColumnMasterKey $cmkName

Almacén de claves de Azure sin separación de roles (ejemplo)

Este script es un ejemplo completo para aprovisionar y configurar un almacén de claves en Azure Key Vault, generar una clave maestra de columna en el almacén, generar y cifrar una clave de cifrado de columna y crear los metadatos de clave en una base de datos de Azure SQL.

# Create a column master key in Azure Key Vault.
Import-Module Az
Connect-AzAccount
$SubscriptionId = "<Azure SubscriptionId>"
$resourceGroup = "<resource group name>"
$azureLocation = "<datacenter location>"
$akvName = "<key vault name>"
$akvKeyName = "<key name>"
$azureCtx = Set-AzConteXt -SubscriptionId $SubscriptionId # Sets the context for the below cmdlets to the specified subscription.
New-AzResourceGroup -Name $resourceGroup -Location $azureLocation # Creates a new resource group - skip, if your desired group already exists.
New-AzKeyVault -VaultName $akvName -ResourceGroupName $resourceGroup -Location $azureLocation # Creates a new key vault - skip if your vault already exists.
Set-AzKeyVaultAccessPolicy -VaultName $akvName -ResourceGroupName $resourceGroup -PermissionsToKeys get, create, delete, list, wrapKey,unwrapKey, sign, verify -UserPrincipalName $azureCtx.Account
$akvKey = Add-AzKeyVaultKey -VaultName $akvName -Name $akvKeyName -Destination "Software"

# Connect to your database (Azure SQL database).
Import-Module "SqlServer"

$serverName = "<Azure SQL server name>.database.windows.net"
$databaseName = "<database name>"
# Change the authentication method in the connection string, if needed.
$connStr = "Server = " + $serverName + "; Database = " + $databaseName + "; Authentication = Active Directory Integrated"
$database = Get-SqlDatabase -ConnectionString $connStr

# Create a SqlColumnMasterKeySettings object for your column master key. 
$cmkSettings = New-SqlAzureKeyVaultColumnMasterKeySettings -KeyURL $akvKey.Key.Kid

# Create column master key metadata in the database.
$cmkName = "CMK1"
New-SqlColumnMasterKey -Name $cmkName -InputObject $database -ColumnMasterKeySettings $cmkSettings -KeyVaultAccessToken $keyVaultAccessToken

# Obtain an access token for key vaults.
$keyVaultAccessToken = (Get-AzAccessToken -ResourceUrl https://vault.azure.net).Token 

# Generate a column encryption key, encrypt it with the column master key and create column encryption key metadata in the database. 
$cekName = "CEK1"
New-SqlColumnEncryptionKey -Name $cekName -InputObject $database -ColumnMasterKey $cmkName -KeyVaultAccessToken $keyVaultAccessToken

CNG/KSP sin separación de roles (ejemplo)

El script siguiente es un ejemplo completo para generar una clave maestra de columna en un almacén de claves que implemente la API Cryptography Next Generation (CNG), generar y cifrar una clave de cifrado de columna y crear los metadatos de clave en una base de datos de SQL Server.

En el ejemplo se aprovecha el almacén de claves que usa el proveedor de almacenamiento de claves de software de Microsoft. Puede modificar el ejemplo para usar otro almacén, por ejemplo, el módulo de seguridad de hardware. Para ello, debe asegurarse de que el proveedor de almacén de claves (KSP) que implementa CNG para el dispositivo esté instalado correctamente en la máquina. Deberá reemplazar Microsoft Software Key Storage Provider por el nombre del KSP de su dispositivo.

# Create a column master key in a key store that has a CNG provider, a.k.a key store provider (KSP).
$cngProviderName = "Microsoft Software Key Storage Provider" # If you have an HSM, you can use a KSP for your HSM instead of a Microsoft KSP
$cngAlgorithmName = "RSA"
$cngKeySize = 2048 # Recommended key size for Always Encrypted column master keys
$cngKeyName = "AlwaysEncryptedKey" # Name identifying your new key in the KSP
$cngProvider = New-Object System.Security.Cryptography.CngProvider($cngProviderName)
$cngKeyParams = New-Object System.Security.Cryptography.CngKeyCreationParameters
$cngKeyParams.provider = $cngProvider
$cngKeyParams.KeyCreationOptions = [System.Security.Cryptography.CngKeyCreationOptions]::OverwriteExistingKey
$keySizeProperty = New-Object System.Security.Cryptography.CngProperty("Length", [System.BitConverter]::GetBytes($cngKeySize), [System.Security.Cryptography.CngPropertyOptions]::None);
$cngKeyParams.Parameters.Add($keySizeProperty)
$cngAlgorithm = New-Object System.Security.Cryptography.CngAlgorithm($cngAlgorithmName)
$cngKey = [System.Security.Cryptography.CngKey]::Create($cngAlgorithm, $cngKeyName, $cngKeyParams)

# Import the SqlServer module.
Import-Module "SqlServer"

# Connect to your database.
$serverName = "<server name>"
$databaseName = "<database name>"
# Change the authentication method in the connection string, if needed.
$connStr = "Server = " + $serverName + "; Database = " + $databaseName + "; Integrated Security = True"
$database = Get-SqlDatabase -ConnectionString $connStr

# Create a SqlColumnMasterKeySettings object for your column master key. 
$cmkSettings = New-SqlCngColumnMasterKeySettings -CngProviderName $cngProviderName -KeyName $cngKeyName

# Create column master key metadata in the database.
$cmkName = "CMK1"
New-SqlColumnMasterKey -Name $cmkName -InputObject $database -ColumnMasterKeySettings $cmkSettings

# Generate a column encryption key, encrypt it with the column master key and create column encryption key metadata in the database. 
$cekName = "CEK1"
New-SqlColumnEncryptionKey -Name $cekName -InputObject $database -ColumnMasterKey $cmkName

Aprovisionamiento de claves con separación de roles

En esta sección se proporcionan los pasos necesarios para configurar el cifrado cuando los administradores de seguridad no tienen acceso a la base de datos y los administradores de base de datos no tienen acceso al almacén de claves ni a las claves de texto no cifrado.

Administrador de seguridad

Antes de ejecutar cualquier paso que implique el acceso a las claves de texto no cifrado o al almacén de claves (identificado en la columna Accede a claves de texto no cifrado o a almacén de claves de la tabla siguiente), asegúrese de que:

  1. El entorno de PowerShell se ejecuta en un equipo seguro distinto al equipo que hospeda la base de datos.
  2. Los DBA de la organización no tienen acceso al equipo (eso iría contra el fin de la separación de roles).

Para obtener más información, consulte Security Considerations for Key Management (Consideraciones de seguridad para la administración de claves).

Tarea Artículo Accede a claves de texto no cifrado o a almacén de claves Accede a base de datos
Paso 1. Cree una clave maestra de columna en un almacén de claves.

Nota: El módulo SqlServer no admite este paso. Para realizar esta tarea desde una línea de comandos, debe usar herramientas específicas del tipo del almacén de claves.		 Creación y almacenamiento de claves maestras de columna para Always Encrypted Sí No
Paso 2. Inicie una sesión de PowerShell e importe el módulo SqlServer. Importar el módulo SqlServer No No
Paso 3. Cree un objeto SqlColumnMasterKeySettings que contenga información sobre la ubicación de la clave maestra de columna. SqlColumnMasterKeySettings es un objeto que existe en memoria (en PowerShell). Use el cmdlet específico del almacén de claves. New-SqlAzureKeyVaultColumnMasterKeySettings

New-SqlCertificateStoreColumnMasterKeySettings

New-SqlCngColumnMasterKeySettings

New-SqlCspColumnMasterKeySettings		 No No
Paso 4. Autentíquese en Azure si la clave maestra de columna se almacena en el Almacén de claves de Azure. Connect-AzAccount Sí No
Paso 5. Obtenga un token de acceso para Azure Key Vault, si la clave maestra de columna se almacena en Azure Key Vault. Get-AzAccessToken No No
Paso 6. Genere una clave de cifrado de columna y cífrela con la clave maestra de columna para generar un valor cifrado de la clave de cifrado de columna. New-SqlColumnEncryptionKeyEncryptedValue Sí No
Paso 7. Proporcione al DBA la ubicación de la clave maestra de columna (el nombre del proveedor y una ruta de acceso de la clave maestra de columna) y un valor cifrado de la clave de cifrado de columna. Consulte los ejemplos más abajo. No No

DBA

Los DBA usan la información que reciben del Administrador de seguridad (paso 7 anterior) para crear y administrar los metadatos de clave de Always Encrypted en la base de datos.

Tarea Artículo Accede a claves de texto no cifrado Accede a base de datos
Paso 1. Obtenga la ubicación de la clave maestra de columna y un valor cifrado de la clave de cifrado de columna del Administrador de seguridad. Consulte los ejemplos más abajo. No No
Paso 2. Inicie un entorno de PowerShell e importe el módulo SqlServer. Configurar Always Encrypted con PowerShell No No
Paso 3. Conecte con el servidor y una base de datos. Conexión a una base de datos No Sí
Paso 4. Cree un objeto SqlColumnMasterKeySettings que contenga información sobre la ubicación de la clave maestra de columna. SqlColumnMasterKeySettings es un objeto que existe en memoria. New-SqlColumnMasterKeySettings No No
Paso 5. Cree los metadatos sobre la clave maestra de columna en la base de datos. New-SqlColumnMasterKey
Nota: En segundo plano, este cmdlet emite la instrucción CREATE COLUMN MASTER KEY (Transact-SQL) para crear metadatos de clave maestra de columna.		 No Sí
Paso 6. Cree los metadatos de clave de cifrado de columna en la base de datos. New-SqlColumnEncryptionKey
Nota: Los DBA usan una variación del cmdlet que solo crea los metadatos de clave de cifrado de columna.
En segundo plano, este cmdlet emite la instrucción CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY (Transact-SQL) para crear los metadatos de clave de cifrado de columna.		 No Sí

Almacén de certificados de Windows con separación de roles (ejemplo)

Administrador de seguridad

# Create a column master key in Windows Certificate Store.
$storeLocation = "CurrentUser"
$certPath = "Cert:" + $storeLocation + "\My"
$cert = New-SelfSignedCertificate -Subject "AlwaysEncryptedCert" -CertStoreLocation $certPath -KeyExportPolicy Exportable -Type DocumentEncryptionCert -KeyUsage DataEncipherment -KeySpec KeyExchange

# Import the SqlServer module
Import-Module "SqlServer"

# Create a SqlColumnMasterKeySettings object for your column master key. 
$cmkSettings = New-SqlCertificateStoreColumnMasterKeySettings -CertificateStoreLocation "CurrentUser" -Thumbprint $cert.Thumbprint

# Generate a column encryption key, encrypt it with the column master key to produce an encrypted value of the column encryption key.
$encryptedValue = New-SqlColumnEncryptionKeyEncryptedValue -TargetColumnMasterKeySettings $cmkSettings

# Share the location of the column master key and an encrypted value of the column encryption key with a DBA, via a CSV file on a share drive
$keyDataFile = "Z:\keydata.txt"
"KeyStoreProviderName, KeyPath, EncryptedValue" > $keyDataFile
$cmkSettings.KeyStoreProviderName + ", " + $cmkSettings.KeyPath + ", " + $encryptedValue >> $keyDataFile

# Read the key data back to verify
$keyData = Import-Csv $keyDataFile
$keyData.KeyStoreProviderName
$keyData.KeyPath
$keyData.EncryptedValue

DBA

# Obtain the location of the column master key and the encrypted value of the column encryption key from your Security Administrator, via a CSV file on a share drive.
$keyDataFile = "Z:\keydata.txt"
$keyData = Import-Csv $keyDataFile

# Import the SqlServer module
Import-Module "SqlServer"

# Connect to your database.
$serverName = "<server name>"
$databaseName = "<database name>"
$connStr = "Server = " + $serverName + "; Database = " + $databaseName + "; Integrated Security = True"
$database = Get-SqlDatabase -ConnectionString $connStr

# Create a SqlColumnMasterKeySettings object for your column master key. 
$cmkSettings = New-SqlColumnMasterKeySettings -KeyStoreProviderName $keyData.KeyStoreProviderName -KeyPath $keyData.KeyPath

# Create column master key metadata in the database.
$cmkName = "CMK1"
New-SqlColumnMasterKey -Name $cmkName -InputObject $database -ColumnMasterKeySettings $cmkSettings

# Generate a  column encryption key, encrypt it with the column master key and create column encryption key metadata in the database. 
$cekName = "CEK1"
New-SqlColumnEncryptionKey -Name $cekName -InputObject $database -ColumnMasterKey $cmkName -EncryptedValue $keyData.EncryptedValue

Pasos siguientes

Consulte también