安全に暗号化されたデータベースフィールドで検索する方法

暗号化されたデータを安全に検索するための重要な概念

このガイドは、暗号化されたデータベースフィールドを安全に検索するための重要な手法を概説し、データ保護と効率的なクエリ機能のバランスをとります。 避けるために、ベストプラクティスと落とし穴を探ります。

非決定的暗号化：
• 同じキーであっても、各メッセージに対して一意の暗号文を生成する暗号化方法を採用します。これにより、パターンが出現するのを防ぎ、暗号文の類似性を活用する攻撃から保護します。 例には、Xsalsa20-Poly1305やXChacha20-Poly1305などの認証された暗号化スキームが含まれます
  ブラインドインデックス：
プレーンテキストデータのキー付きハッシュを含む個別のインデックスを作成します。これにより、データベース全体を復号化することなく効率的な検索が可能になります。 Argon2のような強力なキー派生関数を使用してこれらのハッシュを生成し、それらが逆エンジニアリングに計算的に費用がかかるようにします。

• 不安定な方法を避けてください：

  ECBのような脆弱な暗号化モードや、生産環境では十分に安全ではない場合が多い同種暗号化のような実験的手法を避けてください。

• 認証された暗号化：機密性とデータの整合性の両方を提供する認証された暗号化スキームに優先順位を付け、不正な変更に対する保護。

• 複数のインデックス：複雑なクエリの場合、異なる検索基準に合わせた複数のブラインドインデックスを作成します。これにより、セキュリティを損なうことなく、より柔軟な検索機能が可能になります。

• 多くの組織は、データを安全に暗号化しながら、効果的に検索する能力を維持しながら、安全に暗号化することに取り組んでいます。 このガイドは、一般的な落とし穴を避けて、実用的なソリューションを提供します

検索可能な暗号化の課題に対処します

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社会保障番号（SSNS）などの機密情報を保存するシステムを検討してください。 規制により暗号化が義務付けられていますが、効率的な検索機能も必要です。 欠陥のあるアプローチと堅牢な解決策を調べてみましょう。

不安なアプローチ：

非ランダム化暗号化（例：ECBモード）：

決定論的暗号化メソッドを使用すると、予測可能な暗号文パターンが作成され、セキュリティが損なわれます。

実験的手法（例えば、同種暗号化）：

有望である一方で、多くの実験方法はまだ生産の使用に十分に成熟しておらず、予期せぬ脆弱性を導入する可能性があります。

• すべての行の復号化：このアプローチは非常に非効率的であり、サービス拒否攻撃に対して脆弱です。

安全なソリューション：認証された暗号化を使用したブラインドインデックス

推奨されるアプローチは、認証された暗号化（XSALSA20-POLY1305など）とブラインドインデックスの組み合わせです。

1. データの暗号化：

   強力で認証された暗号化スキームを使用して、機密データを暗号化します。

ブラインド指数を作成します：
2. キー付きハッシュ（例えば、Argon2を使用して、別のデータベース列にプレーンテキストを保存します。このインデックスは、メインデータを復号化せずに検索できます。
   クエリインデックス：
検索クエリは、ブラインド指数で動作し、潜在的な一致を取得します。 その後、アプリケーションは一致するレコードのみを復号化します。

3. 実装の例（概念）：

セキュリティ上の考慮事項と制限：

CREATE TABLE users (
    userid SERIAL PRIMARY KEY,
    ssn TEXT,  -- Encrypted SSN
    ssn_index TEXT  -- Blind index of SSN
);

キー管理：

暗号化とインデックス作成キーを安全に管理し、データベースサーバーにアクセスできないことを確認してください。

• インデックスの設計：

  検索機能と情報漏れのバランスをとるためのインデックスを慎重に設計します。 複雑なクエリには複数のインデックスが必要になる場合があります

• メタデータの漏れ：このアプローチは不正な復号化から保護しますが、メタデータ（たとえば、重複エントリの存在など）が明らかになる可能性があります。

• 高度なテクニック：ファジー検索とブルームフィルター より複雑な検索ニーズ（部分的な一致など）については、セキュリティを維持しながら効率を改善するために複数のインデックスまたはブルームフィルターを使用することを検討してください。

結論

暗号化されたデータを安全に検索することは、慎重に計画と最新の暗号化技術の使用で達成可能です。 認証された暗号化とブラインドインデックスを採用することにより、組織はデータ保護と効率的なクエリ機能のバランスをとることができます。 常に特定の脅威モデルを徹底的に検討し、適切なセキュリティ対策を選択することを忘れないでください。 よくある質問（FAQ）

元の記事のFAQセクションは、長さの制約のためにここで省略されていますが、上記の情報はすでにそれらのFAQで提起されたポイントのほとんどに対応しています。

以上が安全に暗号化されたデータベースフィールドで検索する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。