AWS Encryption CLIを使ってみた

中山順博

2018.03.19

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はじめに

中山（順）です

今日も他のメンバー書かなそうなネタをお届けしようと思います。

今日はAWS Encryption CLIを紹介したいと思います。元ネタは以下のブログ記事です。

How to Encrypt and Decrypt Your Data with the AWS Encryption CLI

AWS Encryption CLIとは

AWS Encryption CLIは、ベストプラクティスに基づいて簡単にデータの暗号化・復号を行えるコマンドラインツールです。 AWS Encryption SDK for Pythonを利用して実装されています。

AWS Encryption SDKでは、エンベロープ暗号化により、データと対応するデータキーを保護することができます。

エンベロープ暗号化については、こちらをごらんください。

How the AWS Encryption SDK Works

Concepts in the AWS Encryption SDK

サポートされる暗号化アルゴリズム

サポートされている暗号化スイートの情報は、以下のとおりです。

Recommended: AES-GCM with Key Derivation and Signing
AES-GCM with Key Derivation Only
AES-GCM without Key Derivation or Signing

詳細はこちらのドキュメントを参照してください。

Supported Algorithm Suites in the AWS Encryption SDK

使ってみた

以下のツールがインストールされていることが動作要件となります。

python
pip
AWS CLI

インストール

以下の通り、pipでインストールすることが可能です。

sudo pip install aws-encryption-sdk-cli

インストールしたらバージョンを確認しましょう。

aws-encryption-cli --version

aws-encryption-sdk-cli/1.1.4 aws-encryption-sdk/1.3.3

前準備

ヘルプで使い方を確認してみましょう。

aws-encryption-cli --help

usage: aws-encryption-cli [-h] [--version] [-e] [-d] [-S]
[--metadata-output METADATA_OUTPUT]
[--overwrite-metadata]
[-m MASTER_KEYS [MASTER_KEYS ...]]
[--caching CACHING [CACHING ...]] -i INPUT -o OUTPUT
[--encode] [--decode]
[-c ENCRYPTION_CONTEXT [ENCRYPTION_CONTEXT ...]]
[--algorithm {AES_256_GCM_IV12_TAG16,AES_256_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256,AES_128_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256_ECDSA_P256,AES_192_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA384_ECDSA_P384,AES_128_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256,AES_128_GCM_IV12_TAG16,AES_192_GCM_IV12_TAG16,AES_256_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA384_ECDSA_P384,AES_192_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256}]
[--frame-length FRAME_LENGTH]
[--max-length MAX_LENGTH] [--suffix [SUFFIX]]
[--interactive] [--no-overwrite] [-r] [-v] [-q]

Encrypt or decrypt data using the AWS Encryption SDK

optional arguments:
-h, --help show this help message and exit
--version show program's version number and exit
-e, --encrypt Encrypt data
-d, --decrypt Decrypt data
-S, --suppress-metadata
Suppress metadata output.
--metadata-output METADATA_OUTPUT
File to which to write metadata records
--overwrite-metadata Force metadata output to overwrite contents of file
rather than appending to file
-m MASTER_KEYS [MASTER_KEYS ...], --master-keys MASTER_KEYS [MASTER_KEYS ...]
Identifying information for a master key provider and
master keys. Each instance must include a master key
provider identifier and identifiers for one or more
master key supplied by that provider. ex: --master-
keys provider=aws-kms key=$AWS_KMS_KEY_ARN
--caching CACHING [CACHING ...]
Configuration options for a caching cryptographic
materials manager and local cryptographic materials
cache. Must consist of "key=value" pairs. If caching,
at least "capacity" and "max_age" must be defined. ex:
--caching capacity=10 max_age=100.0
-i INPUT, --input INPUT
Input file or directory for encrypt/decrypt operation,
or "-" for stdin.
-o OUTPUT, --output OUTPUT
Output file or directory for encrypt/decrypt
operation, or - for stdout.
--encode Base64-encode output after processing
--decode Base64-decode input before processing
-c ENCRYPTION_CONTEXT [ENCRYPTION_CONTEXT ...], --encryption-context ENCRYPTION_CONTEXT [ENCRYPTION_CONTEXT ...]
key-value pair encryption context values (encryption
only). Must a set of "key=value" pairs. ex: -c
key1=value1 key2=value2
--algorithm {AES_256_GCM_IV12_TAG16,AES_256_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256,AES_128_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256_ECDSA_P256,AES_192_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA384_ECDSA_P384,AES_128_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256,AES_128_GCM_IV12_TAG16,AES_192_GCM_IV12_TAG16,AES_256_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA384_ECDSA_P384,AES_192_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA256}
Algorithm name (encryption only)
--frame-length FRAME_LENGTH
Frame length in bytes (encryption only)
--max-length MAX_LENGTH
Maximum frame length (for framed messages) or content
length (for non-framed messages) (decryption only)
--suffix [SUFFIX] Custom suffix to use when target filename is not
specified (empty if specified but no value provided)
--interactive Force aws-encryption-cli to prompt you for
verification before overwriting existing files
--no-overwrite Never overwrite existing files
-r, -R, --recursive Allow operation on directories as input
-v Enables logging and sets detail level. Multiple -v
options increases verbosity (max: 4).
-q, --quiet Suppresses most warning and diagnostic messages

For more usage instructions and examples, see: http://aws-encryption-sdk-
cli.readthedocs.io/en/latest/

マスターキーの作成

マスターキーとしては、AWS KMSのCMK(Customer master key)を利用することができます。今回は、KMSと連携する前提で操作方法をご紹介していきます。

KEY_DESCRIPTION="CMK for Developers.IO"

aws kms create-key \
--description "${KEY_DESCRIPTION}"

{
"KeyMetadata": {
"Origin": "AWS_KMS",
"KeyId": "xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx",
"Description": "CMK for Developers.IO",
"KeyManager": "CUSTOMER",
"Enabled": true,
"KeyUsage": "ENCRYPT_DECRYPT",
"KeyState": "Enabled",
"CreationDate": 1521435985.552,
"Arn": "arn:aws:kms:ap-northeast-1:XXXXXXXXXXXX:key/xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx",
"AWSAccountId": "XXXXXXXXXXXX"
}
}

CMKを作成したら、エイリアスを設定しておきましょう。でないと、マネージメントコンソールでCMKを識別しにくくなります。

KEY_ID="xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx"
ALIAS="alias/EncriptionCLI"

aws kms create-alias \
--alias-name ${ALIAS} \
--target-key-id ${KEY_ID}

暗号化するデータの生成

今回は、以下のようなテキストファイルを用意します。

DATA_FILE="plain.txt"

cat << EOF > ${DATA_FILE}
hogehoge
fugafuga
EOF

cat ${DATA_FILE}

hogehoge
fugafuga

暗号化

では暗号化してみます。

sudo aws-encryption-cli \
--encrypt \
--input ${DATA_FILE} \
--master-keys key=${KEY_ID} \
--output EncryptedMessage \
--metadata-output ./metadata \
--encryption-context purpose=test

このうち、以下のオプションについて解説します。

encryption-context

暗号化する際にコンテキストを付与できます。コンテキストは、"purpose=test"のようにキーとバリューのペアである必要があります。

metadata-output

暗号化した際のコンテキストや使用した暗号化スイートをメタデータとしてファイルに出力できます。

元ネタのブログでは、以下のように記載されています。

The --metadata-output parameter tells the AWS Encryption CLI where to write the metadata for the encrypt command. The metadata includes the full paths to the input and output files, the encryption context, the algorithm suite, and other valuable information that you can use to review the operation and verify that it meets your security standards.

さきほど暗号化した際に出力されたメタデータを確認してみましょう。

cat metadata | jq

{
"header": {
"algorithm": "AES_256_GCM_IV12_TAG16_HKDF_SHA384_ECDSA_P384",
"content_type": 2,
"encrypted_data_keys": [
{
"encrypted_data_key": "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"key_provider": {
"key_info": "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"provider_id": "XXXXXXXXXXXX"
}
}
],
"encryption_context": {
"aws-crypto-public-key": "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"purpose": "test"
},
"frame_length": 4096,
"header_iv_length": 12,
"message_id": "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",
"type": 128,
"version": "1.0"
},
"input": "/home/nakayamanobuhiro/encrypted-cli/plain.txt",
"mode": "encrypt",
"output": "/home/nakayamanobuhiro/encrypted-cli/EncryptedMessage"
}

復号

復号も同じ要領で行うことが可能です。 metadataについては、デフォルトでは追記されます。

aws-encryption-cli \
--decrypt \
--input EncryptedMessage \
--encryption-context purpose=test \
--metadata-output ./metadata \
--output DecryptedMessage

結果を確認します。