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“xxx拖庫(kù)”、“xxxx數(shù)據(jù)泄露”等等層出不窮的安全事件表明，要想根本上解決這種越過(guò)網(wǎng)絡(luò)防護(hù)，繞開(kāi)權(quán)控體系，直接復(fù)制文件塊并異地還原解析的“內(nèi)鬼”式攻擊方式，必須采用存儲(chǔ)層的加密技術(shù)，確保敏感信息一旦落盤，必須密文存儲(chǔ)。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的興起，更多數(shù)據(jù)安全企業(yè)的涌入，市面上出現(xiàn)了幾種具有代表性的數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)。

一、前置代理及加密網(wǎng)關(guān)技術(shù)

1）技術(shù)原理

       該方案的總體技術(shù)思路即在數(shù)據(jù)庫(kù)之前增加一道安全代理服務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的用戶都必須經(jīng)過(guò)該安全代理服務(wù)，在此服務(wù)中實(shí)現(xiàn)如數(shù)據(jù)加解密、存取控制等安全策略。然后安全代理服務(wù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。安全代理服務(wù)存在于客戶端應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)引擎之間，負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)的加解密工作，加密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在安全代理服務(wù)中。

2）利弊分析：前置代理及代理網(wǎng)關(guān)加密技術(shù)，邁不過(guò)去的“坎”

       ①由于在安全增強(qiáng)代理中需要存儲(chǔ)加密數(shù)據(jù)，因此要解決與數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性問(wèn)題，這基本不可實(shí)現(xiàn)。

②數(shù)據(jù)的聯(lián)合檢索問(wèn)題：由于在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)外都存在數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的聯(lián)合檢索將變得很困難；SQL語(yǔ)法的完全兼容也非常困難。

③開(kāi)發(fā)無(wú)法透明問(wèn)題：數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)議雖然存在標(biāo)準(zhǔn)，但事實(shí)上每個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)版本都會(huì)進(jìn)行若干變更、擴(kuò)展和增強(qiáng)，使用了這些特性的用戶必須進(jìn)行改造。同時(shí)在安全代理中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)通訊協(xié)議的模擬非常困難。

④數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化處理、事務(wù)處理、并發(fā)處理等特性都無(wú)法使用：查詢分析、優(yōu)化處理、事務(wù)處理、并發(fā)處理工作都需要在安全增強(qiáng)器中完成，無(wú)法使用數(shù)據(jù)庫(kù)在并發(fā)處理和查詢優(yōu)化上的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性更多地依賴于安全代理；

⑤對(duì)于對(duì)存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器、函數(shù)等存儲(chǔ)程序的實(shí)現(xiàn)支持也非常困難。

另外此種方案需要在安全代理服務(wù)層提供非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，如：SQL命令解析，通訊服務(wù)，加密數(shù)據(jù)索引存儲(chǔ)管理、事務(wù)管理等等，因此存在巨大的開(kāi)發(fā)工作量及很高的技術(shù)復(fù)雜度，此外還有類似于存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器等無(wú)法解決的技術(shù)問(wèn)題。

一、應(yīng)用層改造加密技術(shù)

1）技術(shù)原理應(yīng)用層

       加密方案的主要技術(shù)原理是應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)加密API(JDBC,ODBC,CAPI等)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，將加密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)的底層文件中；在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索時(shí)，將密文數(shù)據(jù)取回到客戶端，再進(jìn)行解密，應(yīng)用系統(tǒng)自行管理密鑰體系。

2）利弊分析：應(yīng)用層加密技術(shù)，只是看起來(lái)很美

       最主要不足在于：應(yīng)用程序必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密，增加編程復(fù)雜度，而且無(wú)法對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)做到透明，應(yīng)用程序必須進(jìn)行大規(guī)模改造。這種技術(shù)無(wú)法利用數(shù)據(jù)庫(kù)的索引機(jī)制，加密后數(shù)據(jù)的檢索性能大幅下降。

三、基于文件級(jí)的加解密技術(shù)

1）技術(shù)原理

       顧名思義，基于文件級(jí)的加解密技術(shù)是不與數(shù)據(jù)庫(kù)自身原理融合，只是對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的載體從操作系統(tǒng)或文件系統(tǒng)層面進(jìn)行加解密的技術(shù)手段。

這種技術(shù)通過(guò)在操作系統(tǒng)中植入具有一定入侵性的“鉤子”進(jìn)程，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件被打開(kāi)的時(shí)候進(jìn)行解密動(dòng)作，在數(shù)據(jù)落地的時(shí)候執(zhí)行加密動(dòng)作，具備基礎(chǔ)加解密能力的同時(shí)，能夠根據(jù)操作系統(tǒng)用戶或者訪問(wèn)文件的進(jìn)程ID進(jìn)行基本的訪問(wèn)權(quán)限控制。

2）利弊分析：跳出“體系”之外，優(yōu)勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)同在

       這種技術(shù)巧妙的繞過(guò)了讓各路英雄頭疼的問(wèn)題。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)高端特性兼容、查詢檢索性能保障、統(tǒng)計(jì)分析效率等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均有較好的適應(yīng)情況。

然而在這種機(jī)制下，存在的問(wèn)題也會(huì)比較明顯，包含以下幾類:

①操作系統(tǒng)或文件系統(tǒng)級(jí)加解密，對(duì)不同平臺(tái)適應(yīng)性較差，而且與內(nèi)核綁定過(guò)重，一旦出現(xiàn)程序故障，會(huì)對(duì)操作系統(tǒng)造成較大影響，容易導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。

②操作系統(tǒng)或文件級(jí)加解密的權(quán)控在系統(tǒng)層，因此無(wú)法單獨(dú)完成對(duì)不同數(shù)據(jù)庫(kù)賬號(hào)的訪問(wèn)權(quán)限的設(shè)置，需要和其他產(chǎn)品與技術(shù)進(jìn)行組合。

③操作系統(tǒng)或文件級(jí)的加解密針對(duì)落地文件進(jìn)行操作，加解密粒度比較粗糙，無(wú)法針對(duì)列級(jí)進(jìn)行加密。

四、基于視圖及觸發(fā)器的后置代理技術(shù)

1）技術(shù)原理

       這種技術(shù)是使用“視圖”+“觸發(fā)器”+“擴(kuò)展索引”+“外部調(diào)用”的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密，同時(shí)保證應(yīng)用完全透明。核心思想是充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)自身提供的應(yīng)用定制擴(kuò)展能力，分別使用其觸發(fā)器擴(kuò)展能力、索引擴(kuò)展能力、自定義函數(shù)擴(kuò)展能力以及視圖等技術(shù)來(lái)滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密，加密后數(shù)據(jù)檢索，對(duì)應(yīng)用無(wú)縫透明等核心需求。

2）利弊分析：后置代理，獨(dú)自過(guò)獨(dú)木橋

       以傳統(tǒng)的列加密DBCoffer為代表的后置代理加密技術(shù)，經(jīng)過(guò)幾年演進(jìn)逐步被大家接受，這種技術(shù)擁有前置代理和應(yīng)用改造所不具備的透明性，靈活性以及數(shù)據(jù)庫(kù)高端技術(shù)的兼容性，可謂率先走過(guò)了數(shù)據(jù)庫(kù)加密這一風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)都巨大的“獨(dú)木橋”。然而向前看，“獨(dú)木橋”還在。

“應(yīng)用環(huán)境下，單表億級(jí)數(shù)據(jù)規(guī)模，加密后查詢檢索性能會(huì)不會(huì)受到明顯影響？”“對(duì)密文數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析操作，如何保證速度基本不下降？”“實(shí)施加密后，對(duì)密文數(shù)據(jù)的運(yùn)維、遷移、備份等操作，如何將改動(dòng)降至最低”“大量的數(shù)據(jù)加密，會(huì)否帶來(lái)更大量的空間膨脹”……這些自數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù)問(wèn)世以來(lái)就相伴而生的問(wèn)題，不僅變成了用戶心頭的疑云，也成為了后置代理加密技術(shù)提供商亟待解決的當(dāng)務(wù)之急。

壓力下的技術(shù)突破——表空間加密技術(shù)

       有沒(méi)有一種加密手段能夠滿足如下要求呢？

1）透明性足夠好。不影響sql語(yǔ)句執(zhí)行，不需要應(yīng)用改造已上線系統(tǒng)。

2）兼容性足夠好。既能滿足多節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)分區(qū)等特性，又滿足該數(shù)據(jù)庫(kù)常用的運(yùn)維工具和手段。

3）性能足夠好。即使對(duì)密文字段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，或批量模糊查詢，也能保證其可用。

4）安全性足夠好。密鑰獨(dú)立，權(quán)控獨(dú)立，算法獨(dú)立（國(guó)密），均納入剛需。

放眼目前的技術(shù)體系，多數(shù)商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)提供了基于存儲(chǔ)文件層進(jìn)行加解密的手段，盡管不同數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制可能不同，但是這些技術(shù)手段統(tǒng)稱為TDE（transparent Data Encryption），并且作為數(shù)據(jù)庫(kù)的組件提供用戶使用。這種組件的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：第一，來(lái)自原廠，兼容適配有保障；第二，在邏輯層之下，存儲(chǔ)層之上進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)庫(kù)高端檢索查詢特性無(wú)損。同時(shí)不影響透明性。

安華金和數(shù)據(jù)庫(kù)加密系統(tǒng)采用的技術(shù)正是在這種TDE組件上進(jìn)行改造，通過(guò)插件的方式，替換掉數(shù)據(jù)庫(kù)源生TDE組件的加密算法及密鑰管理邏輯，并植入獨(dú)立的權(quán)限控制體系。實(shí)現(xiàn)了透明、兼容、性能、安全這四個(gè)關(guān)鍵因素的平衡。