security_key_management

Schlüsselverwaltung (Key Management)

Stand: 5. Dezember 2025
Version: 1.0.0
Kategorie: Security

📑 Inhaltsverzeichnis

• 📋 Überblick
• ✅ Implementierungsstatus
• 🔑 Schlüsselarten
• 🖥️ Server-APIs
• 🔌 Provider
• 🏭 Betrieb
• ⚙️ Konfiguration
• 📚 Siehe auch
• 📝 Changelog

ThemisDB unterstützt eine externe Schlüsselverwaltung via KeyProvider-Interface. Für die Entwicklung ist standardmäßig ein MockKeyProvider aktiv; für den Produktionseinsatz stehen vollständig implementierte Provider für HashiCorp Vault und HSM (PKCS#11) zur Verfügung.

✅ Implementierungsstatus (November 2025)

Provider	Status	Implementierung	Use Case
MockKeyProvider	✅ Produktionsreif	src/security/mock_key_provider.cpp	Development/Testing
VaultKeyProvider	✅ Produktionsreif	src/security/vault_key_provider.cpp (713 Zeilen)	Enterprise KMS
HSMProvider (PKCS#11)	✅ Produktionsreif	src/security/hsm_provider_pkcs11.cpp (511 Zeilen)	Hardware-Schlüsselschutz
PKI Client (OpenSSL)	✅ Produktionsreif	src/utils/pki_client.cpp	RSA-Signaturen

Wichtig: Die VaultKeyProvider- und HSMProvider-Implementierungen sind keine Stubs oder Mocks, sondern vollständige, produktionsreife Integrationen mit:

• Echten HTTP/CURL-Aufrufen (Vault KV v1/v2, Transit Engine)
• PKCS#11-Bibliotheksanbindung (dlopen/dlsym)
• Caching, Retry-Logic, Thread-Sicherheit
• Fehlerbehandlung und Audit-Integration

PKI-Integration (Nov 2025): Die PKI-Client-Implementierung (src/utils/pki_client.cpp) unterstützt echte RSA-Signaturen via OpenSSL (RSA-SHA256). ENV-Variablen (THEMIS_PKI_PRIVATE_KEY, THEMIS_PKI_CERTIFICATE, THEMIS_PKI_PRIVATE_KEY_PASSPHRASE) aktivieren produktive Signaturen; ohne ENV läuft der Server im Fallback-Modus (Development). Details siehe docs/security/pki_rsa_integration.md.

Schlüsselarten (Beispiele)

• LEK: Local Encryption Key
• KEK: Key Encryption Key
• DEK: Data Encryption Key

Hinweis: Die konkrete Nomenklatur hängt von der Deployment‑Strategie ab (siehe encryption_strategy.md).

Server‑APIs

• GET /keys – Liste verwalteter Schlüssel
• POST /keys/rotate – Schlüsselrotation auslösen
  • Parameter: key_id (im JSON‑Body { "key_id": "DEK" } oder Query ?key_id=DEK)
  • Antworten: { success, key_id, new_version }

Fehlerfälle:

• 400 Missing key_id – Schlüssel auswählen
• 503 Keys API not available – KeyProvider nicht initialisiert

Provider

MockKeyProvider (Development)

• Zweck: Entwicklung und Tests
• Speicherung: In-Memory
• Keine externen Abhängigkeiten
• Nicht für Produktion geeignet

VaultKeyProvider (Enterprise) ✅ Vollständig implementiert

• Vollständige HashiCorp Vault-Integration
• Features:
  • KV v1/v2 Secrets Engine Support
  • Transit Engine für Signaturen (sign/verify)
  • Token-Authentifizierung (AppRole/AWS erweiterbar)
  • Automatisches Key-Caching mit TTL (1h default, konfigurierbar)
  • Thread-sichere Operationen mit Mutex
  • Retry-Logic mit exponential backoff
  • Fehlerbehandlung (403/404/5xx)
• Konfiguration: VaultKeyProvider::Config (vault_addr, vault_token, kv_mount_path, kv_version, cache_ttl_seconds, etc.)
• Siehe: src/security/vault_key_provider.cpp (713 Zeilen Produktionscode)

HSMProvider (PKCS#11) ✅ Vollständig implementiert

• Echte PKCS#11-Hardware-Integration
• Unterstützte HSMs:
  • SoftHSM2 (Development/CI)
  • Thales Luna HSM
  • Utimaco CryptoServer
  • AWS CloudHSM
  • YubiHSM 2
• Features:
  • Session-Pooling (konfigurierbar)
  • RSA-SHA256 Signaturen
  • Certificate-Extraktion
  • Graceful Fallback zu Stub bei fehlender Hardware
• Build: cmake -DTHEMIS_ENABLE_HSM_REAL=ON
• Siehe: src/security/hsm_provider_pkcs11.cpp (511 Zeilen Produktionscode), docs/security/hsm_integration.md

Betrieb

Produktions-Deployment

• Empfehlung: VaultKeyProvider oder HSMProvider für Produktion verwenden
• MockKeyProvider nur für Entwicklung/Tests

Sicherheit

• Absicherung der Endpunkte (Reverse‑Proxy/Firewall/RBAC): Nur autorisierte Admins dürfen /keys/rotate aufrufen.
• Rotation regelmäßig in der Betriebsroutine einplanen (z. B. DEK monatlich, KEK vierteljährlich).
• Überwachung: Anzahl/Versionen der Schlüssel im Admin‑Tool; Alarme für ablaufende Schlüssel.

Konfiguration

VaultKeyProvider

VaultKeyProvider::Config config;
config.vault_addr = "https://vault.example.com:8200";
config.vault_token = getenv("VAULT_TOKEN");  // Aus Secrets Manager
config.kv_mount_path = "themis";
config.kv_version = "v2";
config.cache_ttl_seconds = 3600;
config.verify_ssl = true;

HSMProvider (PKCS#11)

# Environment-Variablen
export THEMIS_HSM_LIBRARY=/usr/lib/softhsm/libsofthsm2.so
export THEMIS_HSM_SLOT=0
export THEMIS_HSM_PIN=1234
export THEMIS_HSM_KEY_LABEL=themis-signing-key

Siehe auch:

• docs/security/hsm_integration.md - HSM-Setup-Guide
• docs/security/pki_rsa_integration.md - PKI-Integration
• Admin‑Guide (Routing‑Hinweise)
• encryption_strategy.md / encryption_deployment.md