机密计算实例的磁盘度量与加密保护

步骤一：准备受信任环境

受信任环境需满足以下条件：

• Alibaba Cloud Linux 3操作系统：制作机密系统盘的Cryptpilot工具依赖于Alibaba Cloud Linux 3。

• 开通公网IP：机密计算实例启动过程中会访问Trustee服务器以获取解密密钥。

• 有足够的空间：取决于您要制作的系统盘镜像文件的大小，建议您的环境中有超过40 GiB的空闲空间。

步骤二：制作机密系统盘镜像

步骤三：导入自定义镜像并创建机密实例

1. 上传自定义镜像到OSS。

   上传本地镜像文件至OSS，并获取文件URL，详情请参见上传文件。

2. 导入自定义镜像。

   导入自定义镜像时，启动模式必须为UEFI。

   

3. 导入成功后，在镜像详情页，修改NVMe驱动为支持。

   

步骤四：使用导入的自定义镜像创建机密计算实例

1. 使用导入的自定义创建TDX机密计算实例或异构机密计算实例。

   创建实例时，需要注意以下参数：

   • 镜像：选择已导入的自定义镜像，并选中机密虚拟机。

     

   • 公网IP：选中分配公网IPv4地址，以便您的实例能够访问到Trustee服务以通过远程证明获取密钥。

   • 登录凭证：选择密钥对。

     使用Cryptpilot制作的机密系统盘暂不支持使用密码方式登录。

2. （可选）如果您部署了Trustee服务，请在其对应实例的安全组开放机密实例的公网IP访问入方向8081端口的权限。

   

3. 重启机密计算实例

4. 使用Workbench终端连接机密计算实例

   如果可以正常连接实例，说明实例可以正常访问Trustee服务并通过远程证明获取密钥。

步骤五：（可选）在Trustee服务中注册参考值

如果您配置了Trustee作为密钥的存储后端，在实例的启动过程中，会向Trustee服务发起请求获取磁盘解密密钥。而Trustee服务会通过远程证明机制对实例中的环境进行验证，检查其是否运行在TEE实例中。在此之上，如果您还想要对所运行的镜像做验证，则需要先将镜像的参考值注册到Trustee中。

1. 使用Cryptpilot计算机密系统盘镜像的参考值，并保存在reference-value.json中。

   sudo cryptpilot-fde-host show-reference-value --disk ./confidential-disk.qcow2 | tee ./reference-value.json

   示例输出如下，其中466713bf9b2dacca6cd15ff4acd050712e29b4164628e01bd2495411766f36d7ba4560f62537926cf16e08480f1c1804便是该镜像的参考值：

2. 导入参考值到Trustee服务中。

   provenance=$(cat ./reference-value.json | base64 --wrap=0)
   cat << EOF > ./register-request.json
   {
       "version" : "0.1.0",
       "type": "sample",
       "payload": "$provenance"
   }
   EOF
   
   rvps-tool register --path ./register-request.json

加固工具说明

为简化加固流程，我们提供了cryptpilot-enhance工具，该工具集成了镜像安全加固的最佳实践。

cryptpilot-enhance支持两种加固模式：

• full：完全加固。移除 SSH 服务，实施最严格访问控制。

• partial：部分加固。保留 SSH 服务但强制密钥认证，适用于需远程维护的生产环境。

包含如下加固内容：

步骤一：准备环境

1. 创建机密计算实例。

   仅支持加密TDX机密实例或异构机密实例。

2. 远程连接机密计算实例。

   具体操作，请参见使用Workbench登录Linux实例。

3. 安装Cryptpilot。

   sudo yum install -y cryptpilot-crypt

步骤二：创建并挂载云盘

1. 创建待加密的空数据盘

2. 将创建的数据盘挂载到ECS实例上。

3. 初始化数据盘。

   初始化数据盘时，请仅创建分区及文件系统，不挂载文件系统，文件系统需要加密后再挂载。

4. 查看挂载的云盘及分区信息。

5. lsblk

   显示结果如下，表示当前ECS实例挂载了两块云盘：

   • /dev/nvme0n1：原有的系统盘。

   • /dev/nvme1n1：新增的数据盘，其中有2个新的空白分区（/dev/nvme1n1p1和/dev/nvme1n1p2）。

   

步骤三：创建带有ext4文件系统的卷

1. 首先我们需要编写一个配置文件/etc/cryptpilot/volumes/data0.toml文件，该文件定义了一个名为data0的数据卷。

   说明

   配置文件采用TOML配置语言格式，文件名可以是任意以.toml结尾的文本文件，不强制与卷名称相同。

   下面提供一些典型场景下的配置，请根据实际情况修改其中的配置字段。

   临时卷

   # 卷配置
   dev = "/dev/nvme1n1p1"    # 指定要使用的块设备，即云盘的空白分区，本示例中/dev/nvme1n1p1使用了数据盘的第一个分区。
   volume = "data0"          # 指定卷的名称，本示例命名为data0。
   auto_open = false         # true表示系统启动时会自动打开该卷；false表示需要手动打开卷。
   makefs = "ext4"           # 指定要创建的文件系统类型，本示例为ext4。
   integrity = true          # true表示启用数据完整性支持；false表示关闭数据完整性支持。
   
   # 密钥配置
   [encrypt.otp]             # 指定密钥存储类型，这里选择一次性密钥（OTP）类型。

   持久化卷（使用 Trustee）

   # 卷配置
   dev = "/dev/nvme1n1p2"        # 指定要使用的块设备，即云盘的空白分区，本示例中 /dev/nvme1n1p2 使用了数据盘的第2个分区。
   volume = "data0"              # 指定卷的名称，本示例命名为 data0。
   auto_open = false             # true 表示系统启动时会自动打开该卷；false 表示需要手动打开卷。
   makefs = "ext4"               # 指定要创建的文件系统类型，本示例为 ext4。
   integrity = true              # true 表示启用数据完整性支持；false 表示关闭数据完整性支持。
   
   # 密钥配置(通过 Trustee KBS 获取)
   [encrypt.kbs]
   kbs_url = "http://<trustee-ip>:8081/api"               # 将<trustee-ip>替换为Trustee 实例的公网 IP 地址
   key_uri = "kbs:///default/local-resources/data0"       # KBS 中存储 data0 卷密钥的资源 URI

   持久化卷（使用阿里云 KMS）

   # 卷配置
   dev = "/dev/nvme1n1p2"        # 指定要使用的块设备，即云盘的空白分区，本示例中/dev/nvme1n1p2使用了数据盘的第一个分区。
   volume = "data0"              # 指定卷的名称，本示例命名为data0。
   auto_open = false             # true表示系统启动时会自动打开该卷；false表示需要手动打开卷。
   makefs = "ext4"               # 指定要创建的文件系统类型，本示例为ext4。
   integrity = true              # true表示启用数据完整性支持；false表示关闭数据完整性支持。
   
   # 密钥配置
   [encrypt.kms]                 # 指定密钥存储类型，这里选择密钥管理服务（KMS）类型。
   secret_name = "confidential_cloud_disk_passphrase"   # KMS实例中存储的凭据的名称，即之前示例中的confidential_cloud_disk_passphrase。
   # 应用身份凭证内容文件（clientKey_****.json文件）中的内容
   client_key = '''
   {
     "KeyId": "KAAP.b183152a-c3bf-43ae-9399-a101607b****",
     "PrivateKeyData": "MIIJ0wIBAzCCCZ8GCSqGSIb3DQE****"
   }
   '''
   client_key_password = "258372e962f5204ce648bc66243f****"    # 凭证口令文件（clientKey_****_Password.txt文件）中的内容
   kms_instance_id = "kst-bjj67d004a85ykq80****"               # KMS实例ID
   # KMS实例CA证书文件（PrivateKmsCA_kst-******.pem文件）中的内容
   kms_cert_pem = """
   -----BEGIN CERTIFICATE-----
   MIIDuzCCAqOgAwIBAgIJALTKwWAjvbMiMA0GCSqGSIb3DQEBCwUAMH****
   -----END CERTIFICATE-----
   -----BEGIN CERTIFICATE-----
   MIID3zCCAsegAwIBAgIJAO8qnQyTy8/kMA0GCSqGSIb3DQEBCwUAMH****
   -----END CERTIFICATE-----
   """

2. 查看卷状态。

   sudo cryptpilot-crypt show data0

   可以看到data0卷的配置信息：

   • Initialized 列：显示该卷是否需要初始化，如果是临时卷则不需要初始化，如果是持久化卷则需要初始化。

   • Opened 列 ： 显示该卷并未打开。

     

3. 初始化卷

   sudo cryptpilot-crypt init data0

4. 打开卷

   sudo cryptpilot-crypt open data0

5. 检查卷对应的虚拟设备。

   sudo file -Ls /dev/mapper/data0

   卷在被打开后，将建立一个虚拟块设备，其路径为：/dev/mapper/<卷的名称>。

   

5. 挂载文件系统并查看挂载结果。

   1. 将data0卷挂载到/mnt/data0路径上。

      sudo mkdir -p /mnt/data0
      sudo mount -t ext4 /dev/mapper/data0 /mnt/data0

   2. 查看挂载结果。

      mount | grep data0
      ls -la /mnt/data0/

      回显结果如下所示，表示卷被成功挂载，且里面是一个空的ext4文件系统。

      

6. 关闭卷。

   重要

   • 本示例中使用的是一次性密钥（OTP）模型，卷被关闭后，其中存储的机密数据将完全丢失。

   • 关闭卷之前请停止读写该卷的业务进程，并取消卷上的文件系统挂载，确保该卷没有被占用。

   1. 取消挂载。

      sudo umount /mnt/data0

   2. 关闭卷。

      sudo cryptpilot-crypt close data0

      

步骤四：配置实例启动时自动打开卷

1. 修改配置文件。

   对于需要自动打开的卷，修改其配置文件中的auto_open字段的值为true。

2. （条件可选）对于持久化的卷，需要先手动运行sudo cryptpilot-crypt init <卷名称>初始化后，才能在实例启动时自动打开卷。

3. 启动并设置开机自启动cryptpilot服务。

   重要

   每次修改cryptpilot配置后，都需要启动并设置开机自启动cryptpilot服务，才能确保自动打开卷功能生效。

   sudo systemctl enable --now cryptpilot.service

4. 重启实例。

5. 查看卷状态。

   sudo cryptpilot-crypt show

   回显如下所示，表示卷被自动打开。