关于云计算:终于有人把数据存取与加密讲明白了

随着航海征程的推动，乔巴的背包是越来越鼓，也越来越大了。看着轻装上阵的搭档们，它的心田是简单的。

乔巴 OS：我也想找个中央贮存一下我的背包，可是我又放心背包外面的内容，被人窃取了可怎么好？

针对乔巴的需要，QingStor 对象存储提供了一套残缺的解决方案。既能满足你多种多样的数据存取的需要，同时，还能确保你的数据安全。

本文中用到的相干名词有：

QingStor 对象存储提供怎么的计划，来打消乔巴的担心呢？咱们先来看看存 / 取数据的流程：

通过上图，咱们能够晓得，乔巴要将背包存起来，首先须要将背包运送到存储地点（QingStor 对象存储）。

以后曾经有比拟成熟的做法用来保障数据在传输过程中的平安，也就是通用的 SSL 协定，这里不做具体阐明了。

除此之外，乔巴也能够给本人的背包加个锁，即：客户端加密。这部分操作，是由乔巴自发实现并监管的。这里也不做具体阐明。

等背包运输到 QingStor 了，QingStor 再对背包进行加密，这个就是服务端的数据加密。

为了打消乔巴的担心，QingStor 对象存储提供了一套残缺的解决方案：SSL 协定 + 服务端数据加密。

具体怎么做的呢？上面咱们来具体说一下整个的加密 / 解密过程吧。好期待哦！

乔巴当初想把背包（数据）交由 QingStor 对象存储，那么整个过程如下：

乔巴在本人的背包上贴上密钥，依据密钥生成的 MD5 值，和加密算法等标签。并保留这些信息。
乔巴将贴有这些标签的背包，交给 QingStor 对象存储。
QingStor 在收到乔巴提交的背包后，先取下密钥，计算出密钥的 MD5 值。
QingStor 取下乔巴背包上的 MD5 值，与计算出的 MD5 值进行比对，以确认密钥在提交过程中没有被批改。
如果 QingStor 发现 MD5 值不统一了，揭示乔巴，背包内容可能会被窃取，需从新对背包贴标签，并再次提交。
如果 QingStor 发现 MD5 值统一时，阐明密钥没有被批改，背包提交过程中是平安的，这个时候从背包上取下加密算法，对背包外面的数据进行加密。
为了确保背包外面的数据仅乔巴一个人能够获取，在加密实现后，QingStor 抛弃背包上的密钥，仅保留依据密钥计算出来的 MD5 值，用于取数据时的认证。

至此，乔巴就能够拿着加密信息来到了。

一段时间后，乔巴要从 QingStor 取回背包了，那么整个过程又是怎么的呢？

乔巴提出取数据的申请，并在申请外面提交过后存储背包时的标签：密钥，依据密钥生成的 MD5 值，和加密算法给 QingStor。
QingStor 收到乔巴提交的申请后，先取下密钥，计算出 MD5 值。
QingStor 再取下乔巴取包申请上的 MD5 值，与计算出的 MD5 进行比对，以确认密钥在提交过程中没有被批改。
若 QingStor 发现两个 MD5 值不统一，揭示乔巴，依据约定，你这个背包取不了，需从新回去找找密钥，再次提交申请啊。
若 QingStor 发现两个 MD5 值统一，阐明这个申请是非法的。
QingStor 用乔巴提交的密钥将背包数据进行数据。
QingStor 将解密后的背包返回给乔巴。

至此，乔巴就能够拿到本人的原始背包了。

乔巴：也就是说我只有保留好我的密钥就行了，是么？

QingStor：是的呢，密钥可要保留好哦，弄丢了，背包外面的货色就谁也不能获取到了，包含你本人哦。

乔巴：果然是够平安了，那咱们就开始来办手续吧。

依据前文提到的，咱们晓得，须要给乔巴的背包贴上三个标签以实现对背包的加密。那么这个标签要怎么写呢？内容格局如下：

备注：

QingStor 对象存储目前反对的加密算法仅有 AES256。
QingStor 对象存储要求密钥的明文必须具备 32 个字节长度。且，密钥必须进行 Base64 编码解决。
为了确认密钥在传输过程中的完整性，这里也须要用户提供原始密钥的 MD5 值，且该 MD5 值也必须进行 Base64 编码解决。

标签贴好了，那么如何提交申请呢？QingStor 对象存储提供多种 API，用以满足用户的多种申请类型。具体内容如下：

若乔巴想从指定的存储空间，获取之前存储的加密对象（背包），能够应用 GET Object，并携带该加密对象的加密信息。即：加密申请头。

具体能够这样做：

申请示例：

    GET /myphoto.jpg HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 01:32:07 GMT
    Authorization: authorization string
    Connection: close
    Content-Type: application/octet-stream
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: your key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key

响应示例：

    HTTP/1.1 200 OK
    Server: nginx
    Date: Wed, 21 Jul 2021 01:32:44 GMT
    Last-Modified: Tue, 20 Jul 2021 10:29:28 GMT
    Content-Type: application/octet-stream
    Content-Length: 712012
    Connection: keep-alive
    ETag: "7c1fa24c1049ea04713e38a876531b3b"
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key
    x-qs-raw-version-id: '596774173842344405
    x-qs-request-id: 412b0b33cb5df691
    x-qs-storage-class: STANDARD
    [712012 bytes of object data]

若乔巴须要将待存储至指定空间的对象（背包）进行加密，能够应用 PUT Object，并携带加密信息。

具体能够这样做：

申请示例：

    PUT /myphoto.jpg HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Tue, 20 Jul 2021 10:28:51 GMT
    Content-Length: 7987
    Authorization: authorization string
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: your key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key

响应示例：

    HTTP/1.1 201 CREATED
    Server: nginx
    Date: Tue, 20 Jul 2021 10:29:28 GMT
    ETag: "7c1fa24c1049ea04713e38a876531b3b"
    Content-Length: 0
    Connection: close
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: 'AES256'
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key
    x-qs-request-id: c60578c617907748

若乔巴想要对曾经存储在 QingStor 的加密对象（背包），进行备份，能够应用 PUT Object – Copy，对源对象（背包）进行拷贝。

拷贝后的对象，不会蕴含源对象的加密信息，乔巴须要再次提供加密信息，对指标对象进行加密。

因为拷贝的过程波及到：

读取源对象。
将源对象写入指标存储空间。

依据前文阐明，咱们晓得，若需读取 QingStor 的加密对象（背包），咱们须要提供该加密对象的加密信息。胜利读取后，再将该对象写入存储空间时，咱们须要提供加密信息，对该对象进行加密。

整个过程，咱们须要提供两个加密信息：源对象的加密信息与指标对象的加密信息。为了辨别这两个加密信息，QingStor 对象存储用到如下申请头来表明源对象的加密信息：

申请示例：

    PUT /myphoto.jpg HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:06:32 GMT
    Content-Type: application/octet-stream
    Authorization: authorization string
    X-Qs-Copy-Source: /source-bucket/source-object
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Key: original object key
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Key-Md5:original object key's md5
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: new object key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: new object key's md5

响应示例：

    HTTP/1.1 201 CREATED
    Server: nginx
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:11:02 GMT
    ETag: "7c1fa24c1049ea04713e38a876531b3b"
    Content-Length: 0
    Content-Type: text/plain
    Connection: close
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: 'AES256'
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key
    x-qs-request-id: c60578c617907748

若乔巴须要将本人曾经提交贮存的背包挪动一下存储地位，比方从一个存储空间挪动到另外一个存储空间，那能够通过 PUT Object – Move 来操作。

因为挪动背包不波及到背包数据的读写，因而该操作是无需提供加密背包时所应用的加密信息，即：无需提供源对象加密申请头。

挪动后的背包（指标对象），依然保留源背包（源对象）加密时所应用的加密信息。

申请示例：

    PUT /myphoto.jpg HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:11:02 GMT
    Authorization: authorization string
    X-Qs-move-source: /source-bucket/source-object
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Key: original object key
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Key-Md5:original object key's md5
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: new object key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: new object key's md5

响应示例：

    HTTP/1.1 201 CREATED
    Server: QingStor
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:11:02 GMT
    ETag: "0c2f573d81194064b129e940edcefe9b"
    Content-Length: 0
    Connection: close
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: 'AES256'
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key
    x-qs-request-id: c60578c617907748

当乔巴存储的货色越来越多了，搞不清楚每个背包里有什么内容，这个时候能够应用 HEAD Object 来获取一下这些背包的相干信息。因为不波及到背包数据的读写，因而该操作无需提供加密背包时所应用的加密信息，即：无需提供源对象的加密申请头。

若乔巴手里的密钥太多，不确定密钥与背包是否匹配，也能够应用 HEAD Object 来操作，这个时候就须要提供背包加密时所应用的加密信息，即：须要提供源对象的加密申请头，用以验证该加密信息的算法与密钥是否正确。

申请示例：

HEAD /myphoto.jpg HTTP/1.1
Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
Date: Wed, 21 Jul 2021 06:13:33 GMT
Connection：close
Authorization: authorization string
X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
X-Qs-Encryption-Customer-Key: your key
X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5:your key’s md5

响应示例：

HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Wed, 21 Jul 2021 06:13:33 GMT
Last-Modified: Tue, 20 Jul 2021 10:29:28 GMT
ETag: “0c2f573d81194064b129e940edcefe9b”
Content-Type: application/octet-stream
Content-Length: 7987
Connection: keep-alive
X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: key’s md5
x-qs-storage-class: STANDARD
x-qs-request-id: aa08cf7a43f611e5886952542e6ce14b

若乔巴待存储的背包过大，如超过 5G，这个时候，乔巴须要将背包进行一下切分，分为多个小背包进行传输。待 QingStor 收到该背包的所有分片后，QingStor 会将这些分片进行组装，再次整顿为一个背包进行存储。

具体做法，参考如下内容：

Initiate Multipart Upload

首先，乔巴须要告诉 QingStor，它须要加密分段上传。这个时候，须要用到带有加密信息的 Initiate Multipart Upload 操作来实现。

申请示例：

    POST /large-object?uploads HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 06:58:47 GMT
    Authorization: authorization string
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: your key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: your key's md5

响应示例：

    HTTP/1.1 200 OK
    Server: QingStor
    Date: Wed, 21 Jul 2021 06:59:24 GMT
    Content-Type: application/json
    Content-Length: 90
    Connection: keep-alive
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: your key
    x-qs-request-id: f697b777721f033e
    x-qs-request-id: 37fed66c441a11e5b95f52542e6ce14b
    {
            "bucket":"test-rose",
            "key":"example_key8",
            "upload_id":"84947437bc00e22"
    }

备注：

这个过程中，QingStor 仅保留密钥的 MD5 值，用于验证后续上传分段的密钥是否正确。
QingStor 将抛弃乔巴提交的密钥信息。

QingStor 收到乔巴加密分段上传的申请，并做好相干筹备操作后，通知乔巴，你能够持续上传分段了。这个时候，乔巴能够应用携带有加密信息的 Upload Object Part 来进行操作。

备注：

因为是同一个背包（对象）的不同分片，故加密信息应与初始化分段时提供的加密信息保持一致。
该操作需蕴含有初始化加密分段上传阶段的 upload_id 字段。

申请示例：

    PUT /large-object?upload_id=4d26b37a469230619604ecdc0e314782&part_number=0 HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 06:59:24 GMT
    Content-Length: 7987
    Authorization: authorization string
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: your key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: your key's md5

响应示例：

    HTTP/1.1 201 CREATED
    Server: QingStor
    Date: Wed, 21 Jul 2021 06:59:24 GMT
    Content-Length: 0
    Connection: close
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: 'AES256'
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key
    x-qs-request-id: 37fed66c441a11e5b95f52542e6ce14b

QingStor 也反对对加密分段的拷贝操作。与拷贝加密对象对象的操作雷同，须要提供额定的申请头：

备注：

拷贝时，提供的源对象加密信息与初始化分段时提供的加密信息保持一致。
指标对象的加密信息从新给定。•该操作需蕴含有初始化加密分段上传阶段的 upload_id 字段.

申请示例：

    PUT /large-object?upload_id=4d26b37a469230619604ecdc0e314782&
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:06:32 GMT
    Content-Type: application/octet-stream
    Authorization: authorization string
    X-Qs-Copy-Source: /source-bucket/source-object
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Key: original object key
    X-Qs-Copy-Source-Encryption-Customer-Key-Md5:original object key's md5
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: AES256
    X-Qs-Encryption-Customer-Key: new object key
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: new object key's md5

响应示例：

    HTTP/1.1 201 CREATED
    Server: QingStor
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:11:02 GMT
    ETag: "7c1fa24c1049ea04713e38a876531b3b"
    Content-Length: 0
    Content-Type: text/plain
    Connection: close
    X-Qs-Encryption-Customer-Algorithm: 'AES256'
    X-Qs-Encryption-Customer-Key-Md5: md5 of your key
    x-qs-request-id: c60578c617907748

当乔巴的加密分段上传实现后，这个时候，就须要用到带有加密信息的 Initiate Multipart Upload 操作来告诉 QingStor 加密分段上传实现。

备注：

该操作不能独自应用。
该操作不波及到背包数据的读取，故无需提交加密申请头。
该操作需蕴含有初始化加密分段上传阶段的 upload_id 字段。

申请示例：

    POST /large-object?upload_id=4d26b37a469230619604ecdc0e314782 HTTP/1.1
    Host: mybucket.<zone-id>.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:06:32 GMT
    Authorization: authorization string
    ETag: "0c2f573d81194064b129e940edcefe9b"
    {
            "object_parts": [{"part_number": 0, "etag": "c837682353601f7fc0a2ccb6bc8f4654"},
                    {"part_number": 1, "etag": "28e2c0c6574a1ef20ac41d16a012a7c1"}
            ]
    }

响应示例：

    HTTP/1.1 201 CREATED
    Server: QingStor
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:06:32 GMT
    Content-Length: 0
    Connection: close
    x-qs-request-id: 37fed66c441a11e5b95f52542e6ce14b

在加密分段上传的过程中，乔巴发现传错背包了，或者其余起因须要终止加密分段上传，能够在实现分段上传前，提前终止加密分段上传，这个时候，就能够应用 Abort Multipart Upload。应用该操作后，曾经上传胜利的分段也将从 QingStor 删除。

备注：

该操作不能独自应用。
该操作无需提交加密申请头。
该操作需蕴含有初始化加密分段上传阶段的 upload_id 字段。

申请示例：

    DELETE /large-object?upload_id=4d26b37a469230619604ecdc0e314782 HTTP/1.1
    Host: mybucket.pek3a.qingstor.com
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:06:32 GMT
    Content-Length: 0
    Authorization: authorization string

响应示例：

    HTTP/1.1 204 NoContent
    Server: QingStor
    Date: Wed, 21 Jul 2021 03:06:32 GMT
    Content-Length: 0
    Connection: close
    x-qs-request-id: 37fed66c441a11e5b95f52542e6ce14b

至此，咱们晓得，QingStor 在实现对乔巴提交的对象加密后，将抛弃乔巴提交的用于解密该对象的密钥。也就是说，一旦该对象加密存储后，只有领有该密钥的人，能力对该对象进行下载解密。

就好比家里的保险柜钥匙丢了，你打电话给这个保险柜的生产厂家，如果厂家说他能帮你关上，那这恰好阐明这个保险柜不是那么的保险。所以从保险角度来说，厂家也没有备用钥匙的。

所以肯定要保存好本人的密钥哦！

池桂梅 QingStor 存储产品文档工程师

本文由博客一文多发平台 OpenWrite 公布！

关于云计算:终于有人把数据存取与加密讲明白了

简介

什么是加密

加密过程

解密过程

如何应用加密

加密申请头

根底操作

GET Object

PUT Object

PUT Object – Copy

PUT Object – Move

HEAD Object

分段上传

Upload Object Part

Copy Object Part

Complete Multipart Upload

Abort Multipart Upload

结尾

作者