Hyppää sisältöön

Significant changes to Puhti & Mahti authentication coming in April! Read about the SSH key and multi-factor authentication requirements.

Parhaat käytännöt asiakaspuolen salaukselle

Johdanto

Tämän asiakirjan kohdeyleisö ovat loppukäyttäjät, jotka haluavat tallentaa arkaluonteisia tietoja CSC:n tietopalveluihin tutkimusta varten.

Tieteellinen tutkimusdata voi sisältää myös arkaluonteisia tietoja. Ei ole olemassa yhtä yksinkertaista määritelmää arkaluonteisista tiedoista, vaan se johdetaan kansallisista ja EU:n lainsäädännöstä.1 Ohjeita löytyy täältä.

Huomaa, että tässä käsitellyt aiheet eivät koske sellaisia tietoja, jotka ovat terveys- ja sosiaalitietojen toissijaisen käytön lain alaisia. Lisätietoja CSC:n käytöstä toissijaisen käytön tietojen kanssa löytyy täältä.

Rekisterinpitäjä — eli asiakas, tavallisesti tutkimusprojekti tai tutkija — on vastuussa siitä, onko tiedot arkaluonteisia ja käsittelee niitä asianmukaisesti. Jos käytetään CSC:n tietopalveluja tutkimusta varten, kysymys tietojen herkkyydestä on ratkaistava asiakkaan toimesta jo ennen tietojen siirtämistä CSC:n palveluihin, jotka toimivat tietojen käsittelijänä tarjoamalla tallennus- ja laskentaresursseja rekisterinpitäjälle.

Yleisiä esimerkkejä käyttötapauksista, joissa CSC:n palveluja voidaan käyttää salaistun arkaluonteisen datan kanssa, ovat:

  • CSC:n arkaluonteisten tietojen palveluiden käyttö datan analysointiin
  • Arkaluonteisen tutkimusdatan jakelu asiakkaan kumppaniorganisaatioille
  • Asiakkaan paikallisen arkaluonteisen tutkimusdatan katastrofipalautuskopio
  • Arkaluonteisen tutkimusdatan jakaminen tutkimusryhmän sisällä

Jotkin käyttötapaukset eivät välttämättä sovellu kaikille CSC:n tietopalveluille, katso kunkin palvelun ehdot ja palvelukuvaukset.

CSC tarjoaa joukon palveluita, jotka on tarkoitettu tukemaan arkaluonteisen datan hallintaa. Tällä hetkellä nämä palvelut sisältävät:

  • SD Connect: Palvelu arkaluonteisten tietojen tallentamiseen ja jakamiseen
  • SD Desktop: Palvelu arkaluonteisten tietojen käsittelyyn

Nämä palvelut tarjoavat turvallisia ja helppokäyttöisiä työkaluja ja protokollia, joita CSC suosittelee käytettäväksi arkaluonteisten tietojen kanssa. Voit kuitenkin tallentaa arkaluonteisia tietoja CSC:hen myös muiden työkalujen avulla, kunhan prosessit noudattavat alla kuvattuja yleisiä suuntaviivoja.

Salaus

Tietojen suojaaminen salauksen avulla on ollut käytössä pitkään, ja turvallisen salauksen perusteet tunnetaan hyvin. Tämä asiakirja antaa parhaat käytännöt siitä, miten salata tiedot, kun asiakas on päättänyt että salaus on sopiva tapa suojata tietojen sisältö.

On olemassa kaksi pääasiallista salausmenetelmää, symmetrinen ja asymmetrinen salaus. Symmetrisessä salauksessa samaa avainta käytetään tietojen salaamiseen ja purkamiseen. Perusasymmetrisessä salauksessa on kaksi avainta, yksityinen avain ja julkinen avain. Julkisella avaimella salattua dataa voidaan purkaa vain yksityisellä avaimella. Alkuperän varmistamiseksi yksityisellä avaimella allekirjoitetut tiedot (yleensä hajautusarvo) voidaan varmistaa julkisella avaimella.

Yleisessä tietojen tallennuksen käyttötapauksessa yksinkertainen symmetrinen salaus on yleensä hyvä valinta. Tässä yleisessä tapauksessa kaikki, jotka tarvitsevat pääsyn datan sisältöön — esimerkiksi tutkimusryhmä — ovat tasavertaisia, ja he kaikki tietävät saman symmetrisen avaimen.

Kun käyttötapaus on enemmänkin kohdistettu tiedon jakeluun tietyille vastaanottajille, asymmetrisellä salauksella on etuja avainten hallinnassa. Datan lähettäjä voi käyttää vastaanottajan asymmetristä julkista avainta salaamiseen, tai oikeastaan salata vastaanottajakohtaisen symmetrisen avaimen sillä. Avainten hallinta on joustavampaa asymmetrisen salauksen kanssa, mutta haittapuolena on, että jokaiselle vastaanottajalle on olemassa versio datasta.

Laajuus

Tämä asiakirja tarjoaa joitakin parhaita käytäntöjä siitä, miten salata tiedot, jos ne tallennetaan CSC:n tietopalveluihin tutkimusta varten. Asiakkaalle jää vastuu siitä, onko salaus sopiva tapa suojata tietojen sisältö ei-toivotulta paljastumiselta.

Asiakkaan oma ympäristö on tämän asiakirjan ulottumattomissa. Koska arkaluonteiset tiedot ovat jo asiakkaan omassa ympäristössä ennen kuin ne tallennetaan (siirretään) CSC:n tietopalveluun, tämä asiakirja olettaa, että kaikki asiakkaan puolella tarvittavat suojatoimenpiteet — käytännöt, menettelytavat, käytännöt jne. — ovat jo olemassa.

Luokiteltu tieto, joka vaatii erottelua palvelun muusta kuin pääsynvalvonnasta, on tämän asiakirjan laajuuden ulkopuolella.7

Tietojen laskennallinen käsittely on myös tämän asiakirjan ulottumattomissa, sillä tämä asiakirja yksinkertaisesti kuvaa parhaita käytäntöjä arkaluonteisten tietojen tallentamiselle. Voit käyttää CSC:n tietopalveluja tutkimusta varten suoraan omasta ympäristöstäsi aivan kuten CSC:n superlaskentaympäristöstäkin. Palvelun näkökulmasta ei ole eroa, mistä data siirretään siihen.

Salauksen riskit

Salauksen käyttäminen tietojen suojaamiseen vähentää riskiä paljastaa tiedonsisältö ei-toivotuille osapuolille, mutta se tuo mukanaan myös joitakin uusia riskejä, jotka on otettava huomioon. Tämä luku korostaa kahta pääasiallista riskiä.

  1. Salauksen avainten hukkaaminen — tai tarkemmin ilmaistuna, avaimen hukkaaminen tietojen purkamiseksi — on yhtä kuin tietojen menetys. Jos sinulla on edelleen tietotiedostosi, mutta sinulla ei ole enää purkuavainta, et voi palauttaa varsinaista tietosisältöä. Sinun on suunniteltava, miten hallita avaimiasi ennen salauksen käyttöönottoa, lisätietoja löytyy Avainten hallinta.
  2. Huonojen salausvälineiden käyttö. Vain valitsemalla mukavalta tai luotettavalta vaikuttavia ohjelmistoja salauksen hoitamiseksi voi mahdollisesti aiheuttaa riskin tietosisällön paljastumiseen. Se voi olla tahatonta kuten huono ohjelmistosuunnittelu tai ohjelmiston heikot algoritmit. Se voi myös olla tahallinen, kohdistettu hyökkäys tietoon, jota pidetään riittävän tärkeänä salattavaksi. Katso Standardit ja algoritmit ja Huomautuksia tietyistä ohjelmistoista.

SD Connect-palvelu lieventää näitä riskejä soveltamalla automaattisesti vahvaa asymmetristä salausta tallennetuille tiedoille. Palvelu lisää myös CSC:n ylläpitämän salausavaimen dataan. Tämä voi olla hyödyllistä tapauksissa, joissa käyttäjän oma salausavain katoaa.

Parhaat käytännöt

Arkaluonteisten tietojen kopiointi asiakkaan omasta suojatusta ympäristöstä CSC:n tietopalveluun vaatii tietojen suojaamista sekä siirron aikana että levossa CSC:n tietopalvelussa.

Palvelujen käyttöä suojataan siirron aikana salatulla liikenteellä, joka perustuu HTTPS/TLS:ään.

Asiakkaan näkökulmasta tietojen suojaaminen levossa etäpalvelussa tehokkaimmin tapahtuu suojaamalla se asiakkaan puolen salauksella, jolloin salausavaimia ei paljasteta tallennuspalvelulle. Asiakkaan puolen salaus on menetelmä, jossa asiakas salaa tiedot omassa ympäristössään ennen niiden siirtoa palveluun. Käyttämällä asiakkaan puolen salausta ilman avainten paljastamista, asiakas on ainoa, joka kontrolloi tietojen sisällön paljastumista.4 6 Silti on hyvä muistaa, että salauksen ei tulisi olla ainoa suojauskeino; etäpaikassa tallentamisen turvaamisen tulisi aina olla monikerroksinen lähestymistapa, joka sisältää useampia toimenpiteitä, kuten selkeät käyttäjäroolit ja pääsynvalvontamäärittelyt, vähimmäisoikeusperiaate jne.5

CSC:n tietopalveluun tallennettavan tiedon ei tulisi olla ainoa olemassa oleva kopio datasta.

Varmista, ettet paljasta arkaluonteista tietoa tiedosto- tai hakemistonimissä. Pseudonymisoi tai satunnaista tällaiset nimet tai luo paketti — esimerkiksi zip tai tar — tiedostoista/hakemistoista ja salaa sitten koko paketti.

Standardit ja algoritmit

Käytettävä symmetrinen salausalgoritmi on AES (joko CBC- tai CTR-tilassa, muttei koskaan ECB) vähintään 256-bittisellä avaimella, siis AES-256-salaus.

AES-128 ja AES-192 ovat myös tällä hetkellä riittävän vahvoja, mutta koska suorituskyvyn heikentyminen on melko pieni niiden ja AES-256:n välillä, ja ottaen huomioon, että myöhempi siirtyminen vahvempaan AES-versioon tarkoittaisi kaikkien tietojen salaamista uudestaan, on parempi aloittaa suoraan AES-256:lla.2 3

Käytettävä asymmetrinen salausalgoritmi on RSA ja vähimmäisavaimen pituus on 4096 bittiä.2 3

Symmetrinen salausohjelmisto tarjoaa yleensä mahdollisuuden käyttää salasanaa "käyttäjäystävällisenä avaimena". Varsinainen salausavain johdetaan tällöin tästä salasanasta käyttämällä avainjohdanta-algoritmia. Myös avainjohdanta-algoritmin on oltava riittävän vahva, mieluisia ovat scrypt, bcrypt tai PBKDF2 (korkealla iteraatiomäärällä, esimerkiksi 100 000).2 8

Avainten hallinta

Symmetrinen salausohjelmisto antaa yleensä mahdollisuuden käyttää salasanaa tai salasanaa "käyttäjäystävällisenä avaimena". Näissä tapauksissa tilannetietosi suojaus on vain yhtä vahva kuin salauksen salasana; salaaminen ei auta, jos käytät heikkoa tai helposti arvattavaa salasanaa. Ohjeita vahvojen salasanojen luomiseen voidaan löytää esimerkiksi viitteistä.9

Symmetrisen tai asymmetrisen salauksen passphrase-/avaimen vuotaminen tarkoittaa, että sinun on salattava alkuperäinen sisältö uudella salasanalla/avaimella ja korvattava kaikki tallennettu vanha salaussalasana-/avain-tietojesi salattu sisältö uudella salatulla tiedolla. Tämä pätee myös asymmetriseen avaimen tiedoissa levossa, toisin kuin muissa käyttötapauksissa, joissa avaimen peruuttaminen voisi olla käytössä.

Symmetrisen datansalausavainten kadottaminen vastaa tietojen menetystä. Sinulla tai tutkimusprojektillasi tulisi olla joko kopio datan sisällöstä paikallisesti saatavilla (selkeässä muodossa tai salattuna jollain toisella avaimella) tai menetelmä palauttaa salausavaimet, jotka mahdollistavat tietojen sisällön pääsyn, vaikka alkuperäinen datan salaava osapuoli menettäisi salasanat/avaimet. Keskustele paikallisen organisaatiosi kanssa siitä, mihin ja kuinka suojata salausavain/tiedot turvallisesti palautustarkoituksia varten.

Datanpurkuavaimen tiedot on välitettävä turvallisesti datan salauspuolen ja purkupuolen välillä. Tätä kutsutaan usein avaimen kuljettamiseksi.

Asymmetrinen salaus on helpoin tapa hallita datansalausavaimen kuljetusta useissa avaimenhaltijoissa, koska julkiset avaimet voivat – nimen mukaisesti – olla julkisia ja vaihdettu avoimesti. On myös olemassa olemassa julkisen avaimen arkkitehtuurit tai "luottamusverkostot", jotka voivat varmentaa julkisen avaimen alkuperän. On tärkeää olla varma, että julkinen avain on halutun vastaanottajan julkinen avain, sillä kuka tahansa vastaa yksityisellä avaimella voisi purkaa julkisella avaimella salatun datan. Tässä hybridisalausjärjestelmässä symmetrinen datansalausavain salataan asymmetrisellä julkisella avaimella ja kuljetetaan yhdessä salatun datan kanssa.

Pienen ryhmän osapuolten kesken myös kasvotusten tapahtuva datan purkuavaimen kuljetus voi olla vaihtoehto.

Salatun datan tallentaminen ja hakeminen CSC:n palvelusta voidaan myös järjestää asiakkaan paikallisessa ympäristössä siten, että luotettu paikallinen palvelu huolehtii CSC:n tallennuspalvelun käytöstä loppukäyttäjän puolesta. Siten vain se luotetun paikallisen palvelun tarvitsee tietää avaimet paikallisten loppukäyttäjien sijaan.

Valitettavasti on liikaa joustavuutta tavoissa, joilla eri sovellukset toimivat tiedostojen salaamisessa – ei varsinaisen salauksen osalta, mutta esimerkiksi siinä, miten ne tallentavat meta-anat valituista salaustavoista salattuun tiedostoon tai miten avainsana johdetaan salasanasta.

Helpoin tapa käsitellä tätä yhteensopimattomuuden puutetta on päättää ja dokumentoida, mitä salausohjelmistoa käytetään ja miten sitä käytetään projektissa ennen kuin aloitat salatun datan tallentamisen CSC:n tietopalveluihin tutkimusta varten.

Huomautuksia tietyistä ohjelmistoista

GnuPG2

GnuPG version 2 on todennäköisesti laajimmin käytetty hyvä ilmainen ja avoin lähdekoodi ohjelmistopaketti salattua viestintää varten. GnuPG 2.2 on yhteensopiva OpenPGP RFC4880:n kanssa ja se voi hyödyntää asymmetristä salausta julkisilla avaimilla helpompaan avaintenvaihtoon ja kuljetukseen. Valitsemalla vaihtoehto --rfc4880 maksimaaliseen siirrettävyyteen valitsee symmetrisen salasalgoritmin olemaan 3DES, jota ei enää pidetä riittävän vahvana.

Komentorivillä algoritmin oletusarvot voidaan nähdä vaihtoehdolla --verbose. Version 2.1 alkaen, oletuksena symmetrisen salauksen algoritmille on AES128, vanhemmille versioille se on CAST5. Komentorivillä AES256-salaus valitaan vaihtoehdoilla --symmetric --cipher-algo AES256, mikä pitäisi olla käytettävä symmetrinen algoritmi.

Esimerkki symmetrisestä salausajosta, jossa tiedosto data.dat salataan:

gpg --symmetric --cipher-algo AES256 data.dat

Tämä esimerkkikomento luo salatun tiedoston data.dat.gpg.

OpenSSL

OpenSSL on enemmän työkalu salaustarpeille kuin itsenäinen sovellus. Se on joka tapauksessa helppokäyttöinen työkalu symmetriselle salaukselle.

AES256-salaus valitaan vaihtoehdoilla enc -aes-256-cbc. Jos käytät salasanaa kun luodaan varsinaista salausavainta, käytä vain versiota 1.1.1 tai uudempaa, ja valitse --vaihtoehdot -pbkdf2 -iter 100000. Näin samojen vaihtoehtojen on myös käytettävä datan purkamiseen.

Esimerkki ajo OpenSSL 1.1.1:ssa, jossa tiedosto data.dat on salataan data.enc:

openssl enc -aes-256-cbc -pbkdf2 -iter 100000 -in data.dat -out data.enc
enter aes-256-cbc encryption password:
Verifying - enter aes-256-cbc encryption password:

Jos valitset luoda varsinaisen satunnaisen binäärisen avaimen ja aloitusvektorin itse, voit myös käyttää OpenSSL:n vanhempia versioita kuin 1.1.1.

Crypt4GH

Crypt4gh on asymmetrinen salaustyökalu, joka on suunniteltu suurten datatiedostojen salaamiseen. Tämä työkalu on suositellut Global Alliance for Genomics and Health, ja se käytetään CSC:n herkästi tietojen palveluiden salaustyökaluna. Yksityiskohtaisempi kuvaus tästä salaustyökalusta löytyy SD Connect -ohjeet.

Cyberduck (Cryptomator)

Cyberduck sisältää avoimen lähdekoodin työkalun nimeltään Cryptomator asiakkaan puolen salausta varten. Cyberduckin vahvuus on monialustainen käyttöliittymä, mutta heikkoutena on toistaiseksi lyhyt historia kryptografiatyökaluna verrattuna GnuPG:hen tai OpenSSL:ään.

Käyttäjän salauksen hallinnan helpottamiseksi Cryptomator käsittelee etähakemistoa ikään kuin se olisi yksi salainen rakenne (holvi), mutta se itse asiassa salaa jokaisen tiedoston erikseen. Tiedostojen sisällön lisäksi myös tiedosto- ja hakemistojen nimet ovat salattuja.

  1. CSC Services for Research. Arkaluonteiset tiedot
    https://research.csc.fi/sensitive-data ↩

  2. Kryptografiset vahvuusvaatimukset luottamuksellisuuden suojaamiseen – kansalliset suojaustasot
    https://www.kyberturvallisuuskeskus.fi/[...]/ohje-kryptografiset-vahvuusvaatimukset-kansalliset-suojaustasot.pdf ↩↩↩

  3. NIST Special Publication 800-57 Part 1 Revision 4. Recommendation for Key Management. Osa 1: Yleistä
    https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-57pt1r4 ↩↩

  4. Parhaat käytännöt PaaS-verkko- ja mobiilisovellusten suojaamiseksi käyttäen Azure Storagea
    https://docs.microsoft.com/en-us/azure/security/fundamentals/paas-applications-using-storage ↩

  5. Turvallisuuden parhaat käytännöt Amazon S3:lle
    https://docs.aws.amazon.com/AmazonS3/latest/dev/security-best-practices.html ↩

  6. Security Guidance for Critical Areas of Focus in Cloud Computing v4.0
    https://cloudsecurityalliance.org/artifacts/security-guidance-v4 ↩

  7. Katakri 2015 — Tietoturvallisuuden auditointityökalu viranomaisille
    https://www.defmin.fi/files/3165/Katakri_2015_Tietoturvallisuuden_auditointityokalu_viranomaisille.pdf ↩

  8. NIST Recommendation for Password-Based Key Derivation. Osa 1: Tallennuksen sovellukset
    https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-132 ↩

  9. 6 Tekniikkaa vahvojen salasanojen luomiseen
    https://www.lifewire.com/8-character-password-2180969 ↩