FIPS 140-2

Федеральный стандарт обработки информации (FIPS) Публикация 140-2 (FIPS PUB 140-2) с названием «Требования к безопасности криптографических модулей» — это стандарт компьютерной безопасности правительства США, используемый для утверждения криптографических модулей. Elasticsearch предлагает режим совместимости с FIPS 140-2, и поэтому может работать в JVM с конфигурацией FIPS 140-2.

Соответствие FIPS 140-2 требует использования только одобренных FIPS/рекомендуемых NIST криптографических алгоритмов. Обычно это можно сделать следующим образом:

Подробные инструкции по настройке, необходимой для соответствия требованиям FIPS 140-2, выходят за рамки этого документа. Пользователь несет ответственность за обеспечение соответствия требованиям FIPS 140-2. Elasticsearch был протестирован со специфической конфигурацией, описанной ниже. Однако существуют и другие возможные конфигурации для достижения соответствия.

Ниже приведён общий обзор необходимой конфигурации:

Подробные инструкции по установке и настройке сертифицированного FIPS поставщика безопасности Java выходят за рамки данного документа. В частности, требуется сертифицированная реализация FIPS JCA и JSSE, чтобы JVM использовала валидированные FIPS реализации рекомендованных NIST криптографических алгоритмов.

Elasticsearch был протестирован с bc-fips 1.0.2.5 и bctls-fips 1.0.19 от Bouncy Castle. Обратитесь к матрице поддержки JVM Elasticsearch для получения подробной информации о поддерживаемых комбинациях JVM и поставщика безопасности в режиме FIPS. Elasticsearch не поставляется с сертифицированным FIPS провайдером. Пользователь несет ответственность за установку и настройку поставщика безопасности для обеспечения соответствия требованиям FIPS 140-2. Использование сертифицированного FIPS провайдера гарантирует, что используются только одобренные криптографические алгоритмы.

Для настройки Elasticsearch на использование дополнительных поставщиков безопасности настройте свойство JVM Elasticsearch JVM property java.security.properties, чтобы указать на файл (пример) в каталоге config Elasticsearch. Убедитесь, что сертифицированный FIPS поставщик безопасности настроен с наименьшим порядком. Этот файл должен содержать необходимую конфигурацию для указания Java на использование сертифицированного FIPS поставщика безопасности.

Весь код, выполняемый в Elasticsearch, подчиняется ограничениям безопасности, налагаемым менеджером безопасности Java. Установленный и настроенный вами поставщик безопасности может потребовать дополнительных разрешений для корректной работы. Вы можете предоставить эти разрешения, указав собственный политику безопасности Java

Для настройки менеджера безопасности Elasticsearch настройте свойство JVM java.security.policy, чтобы указать на файл (пример) в каталоге config Elasticsearch с необходимыми разрешениями. Этот файл должен содержать необходимую конфигурацию для менеджера безопасности Java, чтобы предоставить требуемые разрешения, необходимые для поставщика безопасности.

FIPS 140-2 (через NIST Special Publication 800-132) диктует, что ключи шифрования должны иметь по крайней мере эффективную силу 112 бит. Поэтому хранилище ключей Elasticsearch, хранящее безопасные настройки узла, должно быть защищено паролем, удовлетворяющим этому требованию. Это означает, что пароль должен иметь длину 14 байт, что эквивалентно 14-символьному паролю в кодировке ASCII или 7-символьному паролю в кодировке UTF-8. Вы можете использовать подкоманду elasticsearch-keystore passwd для изменения или установки пароля существующего хранилища ключей. Обратите внимание, что при защите хранилища ключей паролем, вам необходимо каждый раз предоставлять пароль при запуске Elasticsearch.

SSLv2 и SSLv3 не разрешены FIPS 140-2, поэтому SSLv2Hello и SSLv3 нельзя использовать для ssl.supported_protocols.

Хранилища ключей могут быть использованы в ряде общих настройках TLS для удобного хранения ключей и материалов доверия. Ни JKS, ни PKCS#12 хранилища ключей не могут быть использованы в JVM с конфигурацией FIPS 140-2. Избегайте использования этих типов хранилищ ключей. Ваш поставщик FIPS 140-2 может предоставить совместимую реализацию хранилища ключей, которую можно использовать, или вы можете использовать файлы в формате PEM. Для использования ключей в формате PEM вы можете использовать соответствующие \*.key и *.certificate конфигурационные параметры, а для материалов доверия вы можете использовать *.certificate_authorities.

Соответствие FIPS 140-2 диктует, что длина открытых ключей, используемых для TLS, должна соответствовать силе используемого алгоритма симметричного ключа в TLS. В зависимости от значения ssl.cipher_suites, которое вы выберете, ключи TLS должны иметь соответствующую длину в соответствии со следующей таблицей:

Хотя Elasticsearch предлагает несколько алгоритмов для безопасного хэширования учётных данных на диске, только семейство алгоритмов, основанных на PBKDF2, соответствует стандарту FIPS 140-2 для хэширования сохранённых паролей. Однако, поскольку PBKDF2 по сути является функцией вывода ключа, ваш поставщик безопасности JVM может потребовать силу ключа в 112 бит. Хотя FIPS 140-2 не предписывает стандарты для паролей пользователей, это требование может повлиять на хэширование паролей в Elasticsearch. Для соответствия этому требованию, позволяя при этом использовать пароли, удовлетворяющие вашей политике безопасности, Elasticsearch предлагает pbkdf2_stretch, который является рекомендуемым алгоритмом хэширования при работе Elasticsearch в средах FIPS 140-2. pbkdf2_stretch выполняет один раунд SHA-512 над паролем пользователя перед передачей его в реализацию PBKDF2.

Вы должны установить параметр xpack.security.authc.password_hashing.algorithm на одно из доступных значений pbkdf_stretch_*. Когда режим FIPS-140 включён, значение по умолчанию для xpack.security.authc.password_hashing.algorithm равно pbkdf2_stretch. См. Алгоритмы хеширования кеша пользователей и паролей.

Изменения в конфигурации хэширования паролей не являются ретроактивными, поэтому хэшированные учётные данные существующих пользователей для доменных, встроенных и файловых сфер не обновляются на диске. Чтобы обеспечить соответствие FIPS 140-2, пересоздайте пользователей или измените их пароли с помощью инструмента командной строки elasticsearch-user для файловых сфер и API создания пользователей и изменения паролей для встроенных и доменных сфер. Другие типы сфер не затронуты и не требуют никаких изменений.

ssha256 (солёное sha256) рекомендуется для хэширования кеша. Хотя PBKDF2 соответствует стандарту FIPS-140-2, он — по своей природе — медленный и, следовательно, не подходит в качестве алгоритма хэширования кеша. Кэшированные учётные данные никогда не хранятся на диске, и солёное sha256 обеспечивает достаточный уровень безопасности для хэширования учётных данных в оперативной памяти без чрезмерной нагрузки на производительность. Вы можете использовать PBKDF2, однако вам следует предварительно тщательно оценить влияние на производительность. В зависимости от вашей развертки, дополнительная нагрузка PBKDF2 может отменить большинство преимуществ от использования кэша.

Установите все параметры cache.hash_algo на ssha256 или оставьте их неопределёнными, так как ssha256 является значением по умолчанию для всех параметров cache.hash_algo. См. Алгоритмы хеширования кеша пользователей и паролей.

Кэш пользователей будет очищен при перезапуске узла, поэтому любые существующие хеши, использующие несовместимые алгоритмы, будут удалены, а новые будут созданы с выбранным вами алгоритмом.

xpack.security.fips_mode.enabled: true
xpack.security.autoconfiguration.enabled: false
xpack.security.fips_mode.required_providers: ["BCFIPS", "BCJSSE"]
xpack.security.authc.password_hashing.algorithm: "pbkdf2_stretch"

Для проверки установки и использования поставщика безопасности вы можете использовать любой из следующих шагов:

Elasticsearch 8.0+ требует Java 17 или более поздней версии. Elasticsearch 8.13+ был протестирован с сертифицированной FIPS-реализацией Java 17 от Bouncy Castle и является рекомендуемым поставщиком безопасности Java при работе Elasticsearch в режиме FIPS 140-2. Обратите внимание - Elasticsearch не поставляется с сертифицированным поставщиком безопасности FIPS и требует явной установки и настройки.

В качестве альтернативы рассмотрите использование Elasticsearch Service в сертифицированной FedRAMP региона GovCloud.

Если вы планируете обновить существующий кластер до версии, которая может работать в JVM с конфигурацией FIPS 140-2, мы рекомендуем сначала выполнить поэтапное обновление до новой версии в вашей существующей JVM и выполнить все необходимые изменения конфигурации в подготовки к запуску в режиме FIPS 140-2. Затем вы можете выполнить поэтапный перезапуск узлов, запускайте каждый узел в JVM с конфигурацией FIPS 140-2. Во время перезапуска Elasticsearch:

Если ваша подписка уже поддерживает режим FIPS 140-2, вы можете выбрать поэтапное обновление, одновременно запускайте каждый обновлённый узел в JVM с конфигурацией FIPS 140-2. В этом случае вам также потребуется вручную сгенерировать elasticsearch.keystore и перенести все параметры безопасности в него, помимо необходимых изменений конфигурации, указанных ниже, перед запуском каждого узла.

Из-за ограничений, налагаемых соответствием стандарту FIPS 140-2, ряд функций недоступны при работе в режиме FIPS 140-2. Список следующий: