So suchen Sie auf sicher verschlüsselten Datenbankfeldern

Schlüsselkonzepte für die sichere Suche nach verschlüsselten Daten

In diesem Handbuch werden wichtige Techniken für die sichere Suche nach verschlüsselten Datenbankfeldern beschrieben und den Datenschutz mit effizienten Abfragefunktionen ausbalancieren. Wir werden Best Practices und Fallstricke erforschen, um zu vermeiden.

• Nichtdeterministische Verschlüsselung: Verschlüsselungsmethoden verwenden, die für jede Nachricht einzigartige Chiffretexte erzeugen, auch mit demselben Schlüssel. Dies verhindert, dass Muster auftauchen, und schützt vor Angriffen, die Chiffrettext -Ähnlichkeiten ausnutzen. Beispiele sind authentifizierte Verschlüsselungsschemata wie XSALSA20-Poly1305 oder Xchacha20-Poly1305.

• Blindindexierung: Erstellen Sie einen separaten Index, der Schlüsselhashes der Klartextdaten enthält. Dies ermöglicht eine effiziente Suche, ohne die gesamte Datenbank zu entschlüsseln. Verwenden Sie starke wichtige Ableitungsfunktionen wie Argon2, um diese Hashes zu generieren, und stellen Sie sicher, dass sie rechnerisch teuer sind, um umgekehrt zu werden.

• Vermeiden Sie unsichere Methoden: von gefährdeten Verschlüsselungsmodi wie EZB oder experimentellen Techniken wie homomorpher Verschlüsselung fernhalten, die für Produktionsumgebungen häufig nicht ausreichend sicher sind.

• Authentifizierte Verschlüsselung: priorisieren authentifizierte Verschlüsselungsschemata, die sowohl Vertraulichkeit als auch Datenintegrität bieten, und schützen Sie sich vor nicht autorisierten Änderungen.

• Mehrere Indizes: Für komplexe Abfragen erstellen Sie mehrere blinde Indizes, die auf verschiedene Suchkriterien zugeschnitten sind. Dies ermöglicht flexiblere Suchfunktionen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.

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Viele Organisationen kassen sich mit sicheren Verschlüsseln und beibehalten der Möglichkeit, sie effektiv zu durchsuchen. Dieser Leitfaden bietet eine praktische Lösung, die gemeinsame Fallstricke vermeidet.

Die Herausforderung der durchsuchbaren Verschlüsselung

befassen

Betrachten Sie ein System, das sensible Informationen wie Sozialversicherungsnummern (SSNs) speichert. Die Vorschriften erfordern die Verschlüsselung, aber ebenfalls sind effiziente Suchfunktionen erforderlich. Lassen Sie uns fehlerhafte Ansätze und eine robuste Lösung untersuchen.

unsichere Ansätze:

• Nicht-randomisierte Verschlüsselung (z. B. ECB-Modus): Verwendung deterministischer Verschlüsselungsmethoden erzeugt vorhersehbare Ciphertext-Muster, beeinträchtigt die Sicherheit.

• Experimentelle Techniken (z. B. homomorphe Verschlüsselung): Während vielversprechend sind viele experimentelle Methoden noch nicht ausgereift für die Produktionsanwendung und können unvorhergesehene Schwachstellen einführen.

• Jede Zeile entschlüsseln: Dieser Ansatz ist unglaublich ineffizient und anfällig für Denial-of-Service-Angriffe.

Die sichere Lösung: Blindindexierung mit authentifizierter Verschlüsselung

Der empfohlene Ansatz kombiniert die authentifizierte Verschlüsselung (z. B. XSALSA20-Poly1305) mit der blinden Indexierung:

1. Verschlüsseln Sie Daten: Verwenden Sie ein starkes, authentifiziertes Verschlüsselungsschema, um sensible Daten zu verschlüsseln.

2. Erstellen Sie einen Blindindex: Speichern Sie einen Schlüssel -Hash (z. B. mit Argon2) des PlainText in einer separaten Datenbankspalte. Dieser Index ermöglicht die Suche, ohne die Hauptdaten zu entschlüsseln.

3. Abfragen Sie den Index: Suchanfragen mit dem Blindindex ab und rufen Sie potenzielle Übereinstimmungen ab. Die Anwendung entschlüsselt dann nur die passenden Datensätze.

Beispielimplementierung (konzeptionell):

<code class="language-sql">CREATE TABLE users (
    userid SERIAL PRIMARY KEY,
    ssn TEXT,  -- Encrypted SSN
    ssn_index TEXT  -- Blind index of SSN
);</code>

Sicherheitsüberlegungen und -beschränkungen:

• Schlüsselverwaltung: Verwalten Sie die Tasten für Verschlüsselung und Indizierung sicher, sodass sie nicht auf den Datenbankserver zugegriffen werden können.

• Indexdesign: Entwerfen Sie sorgfältig Indizes, um Suchfunktionen und Informationslecks auszugleichen. Für komplexe Abfragen können mehrere Indizes erforderlich sein.

• Metadatenleckage: Während dieser Ansatz vor nicht autorisierter Entschlüsselung schützt, könnte er Metadaten aufzeigen (z. B. die Existenz von doppelten Einträgen).

Erweiterte Techniken: Fuzzy -Such- und Blütefilter

Für komplexere Suchanforderungen (teilweise Übereinstimmungen usw.) sollten Sie mehrere Indizes oder Blütenfilter verwenden, um die Effizienz zu verbessern und gleichzeitig die Sicherheit zu erhalten.

Schlussfolgerung

sicheres Durchsuchen verschlüsselter Daten ist mit sorgfältiger Planung und der Verwendung moderner kryptografischer Techniken erreichbar. Durch die Verwendung authentifizierter Verschlüsselung und Blindindexierung können Unternehmen den Datenschutz und effiziente Abfragefunktionen ausgleichen. Denken Sie daran, Ihr spezifisches Bedrohungsmodell immer gründlich zu berücksichtigen und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen zu wählen.

häufig gestellte Fragen (FAQs)

Der FAQS -Abschnitt aus dem ursprünglichen Artikel wird hier aufgrund von Längenbeschränkungen weggelassen, aber die oben angegebenen Informationen befassen sich bereits mit den meisten Punkten, die in diesen FAQs angesprochen wurden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo suchen Sie auf sicher verschlüsselten Datenbankfeldern. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!