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使用 Azure PowerShell 模块通过主机加密来启用端到端加密

项目
09/02/2024

适用于：✔️ Windows VM

启用主机加密时，存储在 VM 主机上的数据将静态加密，且已加密的数据将流向存储服务。有关主机加密以及其他托管磁盘加密类型的概念信息，请参阅主机加密 - VM 数据的端到端加密。

限制

在 4k 扇区大小的 Ultra Disks 和高级 SSD v2 上受支持。
对于 512e 扇区大小的 Ultra Disks 和高级 SSD v2，只有这些磁盘创建于 2023 年 5 月 13 日之后时，才支持此功能。
- 对于在此日期之前创建的磁盘，请创建你的磁盘快照并使用快照创建新磁盘。
无法在当前启用过或曾经启用过 Azure 磁盘加密的虚拟机 (VM) 或虚拟机规模集上启用。
无法在启用了主机加密的磁盘上启用 Azure 磁盘加密。
可以在现有的虚拟机规模集上启用加密。但是，只有启用加密后新建的 VM 才会自动加密。
现有 VM 只有在经过释放和重新分配后才能加密。

支持的 VM 大小

可以通过编程方式拉取受支持的 VM 大小的完整列表。若要了解如何以编程方式检索它们，请参阅查找支持的 VM 大小部分。升级 VM 大小会导致进行验证，以检查新 VM 大小是否支持 EncryptionAtHost 功能。

先决条件

必须先为订阅启用此功能，然后才能使用 VM/VMSS 的 EncryptionAtHost 属性。使用以下步骤为订阅启用该功能：

执行以下命令，为订阅注册此功能

 Register-AzProviderFeature -FeatureName "EncryptionAtHost" -ProviderNamespace "Microsoft.Compute"

在试用该功能之前，请使用以下命令检查注册状态是否为“已注册”（需要几分钟的时间）。
```
 Get-AzProviderFeature -FeatureName "EncryptionAtHost" -ProviderNamespace "Microsoft.Compute"  
```

创建 Azure Key Vault 和 DiskEncryptionSet

注意

本部分仅适用于使用客户管理的密钥的配置。如果使用平台管理的密钥，则可以跳到“示例脚本”部分。

启用该功能后，需要设置 Azure Key Vault 和 DiskEncryptionSet（如果尚未设置）。

请确保已安装最新 Azure PowerShell 版本，并使用 Connect-AzAccount 登录到 Azure 帐户

创建 Azure Key Vault 和加密密钥的实例。

创建 Key Vault 实例时，必须启用清除保护。清除保护可确保在保留期结束之前，无法永久删除已删除的密钥。这些设置可防止由于意外删除而丢失数据。使用 Key Vault 加密托管磁盘时，这些设置是必需的。

$ResourceGroupName="yourResourceGroupName"
$LocationName="westcentralus"
$keyVaultName="yourKeyVaultName"
$keyName="yourKeyName"
$keyDestination="Software"
$diskEncryptionSetName="yourDiskEncryptionSetName"

$keyVault = New-AzKeyVault -Name $keyVaultName `
-ResourceGroupName $ResourceGroupName `
-Location $LocationName `
-EnablePurgeProtection

$key = Add-AzKeyVaultKey -VaultName $keyVaultName `
      -Name $keyName `
      -Destination $keyDestination

创建一个 DiskEncryptionSet 实例。可以将 RotationToLatestKeyVersionEnabled 设置为等于 $true 以启用密钥的自动轮换。启用自动轮换后，系统将自动更新引用该磁盘加密集的所有托管磁盘、快照和映像，以便在一小时内使用新版本密钥。

$desConfig=New-AzDiskEncryptionSetConfig -Location $LocationName `
    -SourceVaultId $keyVault.ResourceId `
    -KeyUrl $key.Key.Kid `
    -IdentityType SystemAssigned `
    -RotationToLatestKeyVersionEnabled $false

$des=New-AzDiskEncryptionSet -Name $diskEncryptionSetName `
       -ResourceGroupName $ResourceGroupName `
       -InputObject $desConfig

授予对密钥保管库的 DiskEncryptionSet 资源访问权限。

注意

Azure 可能需要几分钟时间才能在 Microsoft Entra ID 中创建 DiskEncryptionSet 的标识。如果在运行以下命令时收到类似于“找不到 Active Directory 对象”的错误，请等待几分钟，然后重试。
```
Set-AzKeyVaultAccessPolicy -VaultName $keyVaultName -ObjectId $des.Identity.PrincipalId -PermissionsToKeys wrapkey,unwrapkey,get
```

在不同的订阅中使用密钥保管库

或者，可以从单个订阅集中管理 Azure Key Vault，并使用 Key Vault 中存储的密钥来加密组织的其他订阅中的托管磁盘和快照。这样，安全团队就可以对单个订阅强制实施和轻松管理可靠的安全策略。

重要

对于此配置，Key Vault 和磁盘加密集必须位于同一区域并使用同一租户。

下面的脚本是一个示例，说明如何配置磁盘加密集以使用来自不同订阅但相同区域的 Key Vault 的密钥：

$sourceSubscriptionId="<sourceSubID>"
$sourceKeyVaultName="<sourceKVName>"
$sourceKeyName="<sourceKeyName>"

$targetSubscriptionId="<targetSubID>"
$targetResourceGroupName="<targetRGName>"
$targetDiskEncryptionSetName="<targetDiskEncSetName>"
$location="<targetRegion>"

Set-AzContext -Subscription $sourceSubscriptionId

$key = Get-AzKeyVaultKey -VaultName $sourceKeyVaultName -Name $sourceKeyName

Set-AzContext -Subscription $targetSubscriptionId

$desConfig=New-AzDiskEncryptionSetConfig -Location $location `
-KeyUrl $key.Key.Kid `
-IdentityType SystemAssigned `
-RotationToLatestKeyVersionEnabled $false

$des=New-AzDiskEncryptionSet -Name $targetDiskEncryptionSetName `
-ResourceGroupName $targetResourceGroupName `
-InputObject $desConfig

为附加到 VM 和虚拟机规模集的磁盘启用主机加密

可以通过在使用 API 版本 2020-06-01 及更高版本的 VM 或虚拟机规模集的 securityProfile 下设置新的属性 EncryptionAtHost，启用主机加密。

"securityProfile": { "encryptionAtHost": "true" }

示例脚本

使用客户管理的密钥创建 VM，并启用主机加密。

使用之前创建的 DiskEncryptionSet 的资源 URI 创建包含托管磁盘的 VM，以便使用客户管理的密钥加密 OS 和数据磁盘的缓存。临时磁盘通过平台管理的密钥加密。

$VMLocalAdminUser = "yourVMLocalAdminUserName"
$VMLocalAdminSecurePassword = ConvertTo-SecureString <password> -AsPlainText -Force
$LocationName = "yourRegion"
$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$ComputerName = "yourComputerName"
$VMName = "yourVMName"
$VMSize = "yourVMSize"
$diskEncryptionSetName="yourdiskEncryptionSetName"
    
$NetworkName = "yourNetworkName"
$NICName = "yourNICName"
$SubnetName = "yourSubnetName"
$SubnetAddressPrefix = "10.0.0.0/24"
$VnetAddressPrefix = "10.0.0.0/16"
    
$SingleSubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name $SubnetName -AddressPrefix $SubnetAddressPrefix
$Vnet = New-AzVirtualNetwork -Name $NetworkName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -AddressPrefix $VnetAddressPrefix -Subnet $SingleSubnet
$NIC = New-AzNetworkInterface -Name $NICName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -SubnetId $Vnet.Subnets[0].Id
    
$Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential ($VMLocalAdminUser, $VMLocalAdminSecurePassword);

# Enable encryption at host by specifying EncryptionAtHost parameter

$VirtualMachine = New-AzVMConfig -VMName $VMName -VMSize $VMSize -EncryptionAtHost
$VirtualMachine = Set-AzVMOperatingSystem -VM $VirtualMachine -Windows -ComputerName $ComputerName -Credential $Credential -ProvisionVMAgent -EnableAutoUpdate
$VirtualMachine = Add-AzVMNetworkInterface -VM $VirtualMachine -Id $NIC.Id
$VirtualMachine = Set-AzVMSourceImage -VM $VirtualMachine -PublisherName 'MicrosoftWindowsServer' -Offer 'WindowsServer' -Skus '2012-R2-Datacenter' -Version latest

$diskEncryptionSet=Get-AzDiskEncryptionSet -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $diskEncryptionSetName

# Enable encryption with a customer managed key for OS disk by setting DiskEncryptionSetId property 

$VirtualMachine = Set-AzVMOSDisk -VM $VirtualMachine -Name $($VMName +"_OSDisk") -DiskEncryptionSetId $diskEncryptionSet.Id -CreateOption FromImage

# Add a data disk encrypted with a customer managed key by setting DiskEncryptionSetId property 

$VirtualMachine = Add-AzVMDataDisk -VM $VirtualMachine -Name $($VMName +"DataDisk1") -DiskSizeInGB 128 -StorageAccountType Premium_LRS -CreateOption Empty -Lun 0 -DiskEncryptionSetId $diskEncryptionSet.Id 
    
New-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -VM $VirtualMachine -Verbose

使用平台管理的密钥创建 VM，并启用主机加密。

创建一个 VM，并启用主机加密，以便使用平台管理的密钥加密 OS/数据磁盘和临时磁盘的缓存。

$VMLocalAdminUser = "yourVMLocalAdminUserName"
$VMLocalAdminSecurePassword = ConvertTo-SecureString <password> -AsPlainText -Force
$LocationName = "yourRegion"
$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$ComputerName = "yourComputerName"
$VMName = "yourVMName"
$VMSize = "yourVMSize"
    
$NetworkName = "yourNetworkName"
$NICName = "yourNICName"
$SubnetName = "yourSubnetName"
$SubnetAddressPrefix = "10.0.0.0/24"
$VnetAddressPrefix = "10.0.0.0/16"
    
$SingleSubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name $SubnetName -AddressPrefix $SubnetAddressPrefix
$Vnet = New-AzVirtualNetwork -Name $NetworkName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -AddressPrefix $VnetAddressPrefix -Subnet $SingleSubnet
$NIC = New-AzNetworkInterface -Name $NICName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -SubnetId $Vnet.Subnets[0].Id
    
$Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential ($VMLocalAdminUser, $VMLocalAdminSecurePassword);

# Enable encryption at host by specifying EncryptionAtHost parameter

$VirtualMachine = New-AzVMConfig -VMName $VMName -VMSize $VMSize -EncryptionAtHost

$VirtualMachine = Set-AzVMOperatingSystem -VM $VirtualMachine -Windows -ComputerName $ComputerName -Credential $Credential -ProvisionVMAgent -EnableAutoUpdate
$VirtualMachine = Add-AzVMNetworkInterface -VM $VirtualMachine -Id $NIC.Id
$VirtualMachine = Set-AzVMSourceImage -VM $VirtualMachine -PublisherName 'MicrosoftWindowsServer' -Offer 'WindowsServer' -Skus '2012-R2-Datacenter' -Version latest

$VirtualMachine = Set-AzVMOSDisk -VM $VirtualMachine -Name $($VMName +"_OSDisk") -CreateOption FromImage

$VirtualMachine = Add-AzVMDataDisk -VM $VirtualMachine -Name $($VMName +"DataDisk1") -DiskSizeInGB 128 -StorageAccountType Premium_LRS -CreateOption Empty -Lun 0
    
New-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -VM $VirtualMachine

更新 VM 以启用主机加密。

$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$VMName = "yourVMName"

$VM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMName

Stop-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMName -Force

Update-AzVM -VM $VM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -EncryptionAtHost $true

检查 VM 的主机加密状态

$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$VMName = "yourVMName"

$VM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMName

$VM.SecurityProfile.EncryptionAtHost

禁用基于主机的加密

必须先将 VM 解除分配，然后才能基于主机的加密。

$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$VMName = "yourVMName"

$VM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMName

Stop-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMName -Force

Update-AzVM -VM $VM -ResourceGroupName $ResourceGroupName -EncryptionAtHost $false

使用客户管理的密钥创建虚拟机规模集，并启用主机加密。

重要

从 2023 年 11 月开始，使用 PowerShell 和 Azure CLI 创建的 VM 规模集将默认为灵活业务流程模式（如果未指定业务流程模式）。若要详细了解此更改以及应执行的操作，请转到针对 VMSS PowerShell/CLI 客户的中断性变更 - Microsoft 社区中心

使用之前创建的 DiskEncryptionSet 的资源 URI 创建包含托管磁盘的虚拟机规模集，以便使用客户管理的密钥加密 OS 磁盘和数据磁盘的缓存。临时磁盘通过平台管理的密钥加密。

$VMLocalAdminUser = "yourLocalAdminUser"
$VMLocalAdminSecurePassword = ConvertTo-SecureString Password@123 -AsPlainText -Force
$LocationName = "westcentralus"
$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$ComputerNamePrefix = "yourComputerNamePrefix"
$VMScaleSetName = "yourVMSSName"
$VMSize = "Standard_DS3_v2"
$diskEncryptionSetName="yourDiskEncryptionSetName"
    
$NetworkName = "yourVNETName"
$SubnetName = "yourSubnetName"
$SubnetAddressPrefix = "10.0.0.0/24"
$VnetAddressPrefix = "10.0.0.0/16"
    
$SingleSubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name $SubnetName -AddressPrefix $SubnetAddressPrefix

$Vnet = New-AzVirtualNetwork -Name $NetworkName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -AddressPrefix $VnetAddressPrefix -Subnet $SingleSubnet

$ipConfig = New-AzVmssIpConfig -Name "myIPConfig" -SubnetId $Vnet.Subnets[0].Id 

# Enable encryption at host by specifying EncryptionAtHost parameter

$VMSS = New-AzVmssConfig -Location $LocationName -SkuCapacity 2 -SkuName $VMSize -OrchestrationMode "Flexible" -EncryptionAtHost 

$VMSS = Add-AzVmssNetworkInterfaceConfiguration -Name "myVMSSNetworkConfig" -VirtualMachineScaleSet $VMSS -Primary $true -IpConfiguration $ipConfig

$diskEncryptionSet=Get-AzDiskEncryptionSet -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $diskEncryptionSetName

# Enable encryption with a customer managed key for the OS disk by setting DiskEncryptionSetId property 

$VMSS = Set-AzVmssStorageProfile $VMSS -OsDiskCreateOption "FromImage" -DiskEncryptionSetId $diskEncryptionSet.Id -ImageReferenceOffer 'WindowsServer' -ImageReferenceSku '2012-R2-Datacenter' -ImageReferenceVersion latest -ImageReferencePublisher 'MicrosoftWindowsServer'

$VMSS = Set-AzVmssOsProfile $VMSS -ComputerNamePrefix $ComputerNamePrefix -AdminUsername $VMLocalAdminUser -AdminPassword $VMLocalAdminSecurePassword

# Add a data disk encrypted with a customer managed key by setting DiskEncryptionSetId property 

$VMSS = Add-AzVmssDataDisk -VirtualMachineScaleSet $VMSS -CreateOption Empty -Lun 1 -DiskSizeGB 128 -StorageAccountType Premium_LRS -DiskEncryptionSetId $diskEncryptionSet.Id

使用平台管理的密钥创建虚拟机规模集，并启用主机加密。

重要

创建一个虚拟机规模集，并启用主机加密，以便使用平台管理的密钥加密 OS/数据磁盘和临时磁盘的缓存。

$VMLocalAdminUser = "yourLocalAdminUser"
$VMLocalAdminSecurePassword = ConvertTo-SecureString Password@123 -AsPlainText -Force
$LocationName = "westcentralus"
$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$ComputerNamePrefix = "yourComputerNamePrefix"
$VMScaleSetName = "yourVMSSName"
$VMSize = "Standard_DS3_v2"
    
$NetworkName = "yourVNETName"
$SubnetName = "yourSubnetName"
$SubnetAddressPrefix = "10.0.0.0/24"
$VnetAddressPrefix = "10.0.0.0/16"
    
$SingleSubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name $SubnetName -AddressPrefix $SubnetAddressPrefix

$Vnet = New-AzVirtualNetwork -Name $NetworkName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Location $LocationName -AddressPrefix $VnetAddressPrefix -Subnet $SingleSubnet

$ipConfig = New-AzVmssIpConfig -Name "myIPConfig" -SubnetId $Vnet.Subnets[0].Id 

# Enable encryption at host by specifying EncryptionAtHost parameter

$VMSS = New-AzVmssConfig -Location $LocationName -SkuCapacity 2 -SkuName $VMSize -OrchestrationMode "Flexible" -EncryptionAtHost

$VMSS = Add-AzVmssNetworkInterfaceConfiguration -Name "myVMSSNetworkConfig" -VirtualMachineScaleSet $VMSS -Primary $true -IpConfiguration $ipConfig
 
$VMSS = Set-AzVmssStorageProfile $VMSS -OsDiskCreateOption "FromImage" -ImageReferenceOffer 'WindowsServer' -ImageReferenceSku '2012-R2-Datacenter' -ImageReferenceVersion latest -ImageReferencePublisher 'MicrosoftWindowsServer'

$VMSS = Set-AzVmssOsProfile $VMSS -ComputerNamePrefix $ComputerNamePrefix -AdminUsername $VMLocalAdminUser -AdminPassword $VMLocalAdminSecurePassword

$VMSS = Add-AzVmssDataDisk -VirtualMachineScaleSet $VMSS -CreateOption Empty -Lun 1 -DiskSizeGB 128 -StorageAccountType Premium_LRS 

$Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential ($VMLocalAdminUser, $VMLocalAdminSecurePassword);

New-AzVmss -VirtualMachineScaleSet $VMSS -ResourceGroupName $ResourceGroupName -VMScaleSetName $VMScaleSetName

更新虚拟机规模集以启用主机加密。

$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$VMScaleSetName = "yourVMSSName"

$VMSS = Get-AzVmss -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMScaleSetName

Update-AzVmss -VirtualMachineScaleSet $VMSS -Name $VMScaleSetName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -EncryptionAtHost $true

检查虚拟机规模集的主机加密状态

$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$VMScaleSetName = "yourVMSSName"

$VMSS = Get-AzVmss -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMScaleSetName

$VMSS.VirtualMachineProfile.SecurityProfile.EncryptionAtHost

更新虚拟机规模集以禁用主机加密。

你可以在虚拟机规模集上禁用主机加密，但这只会影响在禁用主机加密之后创建的虚拟机。对于现有虚拟机，必须先将虚拟机解除分配，在该虚拟机上禁用主机上的加密，然后才能重新分配虚拟机。

$ResourceGroupName = "yourResourceGroupName"
$VMScaleSetName = "yourVMSSName"

$VMSS = Get-AzVmss -ResourceGroupName $ResourceGroupName -Name $VMScaleSetName

Update-AzVmss -VirtualMachineScaleSet $VMSS -Name $VMScaleSetName -ResourceGroupName $ResourceGroupName -EncryptionAtHost $false

找到支持的 VM 大小

不支持“旧的 VM 大小”。可以通过以下任一方法查找支持的 VM 大小列表：

调用资源 SKU API 并检查 EncryptionAtHostSupported 功能是否设置为 True。

    {
        "resourceType": "virtualMachines",
        "name": "Standard_DS1_v2",
        "tier": "Standard",
        "size": "DS1_v2",
        "family": "standardDSv2Family",
        "locations": [
        "CentralUSEUAP"
        ],
        "capabilities": [
        {
            "name": "EncryptionAtHostSupported",
            "value": "True"
        }
        ]
    }

或者，调用 AzComputeResourceSku PowerShell cmdlet。

$vmSizes=Get-AzComputeResourceSku | where{$_.ResourceType -eq 'virtualMachines' -and $_.Locations.Contains('CentralUSEUAP')} 

foreach($vmSize in $vmSizes)
{
    foreach($capability in $vmSize.capabilities)
    {
        if($capability.Name -eq 'EncryptionAtHostSupported' -and $capability.Value -eq 'true')
        {
            $vmSize

        }

    }
}

后续步骤

创建并配置这些资源之后，可以使用它们来保护托管磁盘。以下链接包含示例脚本，每个脚本都有各自的方案，可用于保护托管磁盘。

Azure 资源管理器模板示例

通过