RavenDB 如何成功保護(hù)傳輸中和靜止?fàn)顟B(tài)的數(shù)據(jù)庫？
據(jù)估計(jì)，到 2020 年，網(wǎng)絡(luò)犯罪已使全球經(jīng)濟(jì)損失超過 1 萬億美元，因此數(shù)據(jù)庫安全從未如此重要。為了正確保護(hù)數(shù)據(jù)庫，必須保護(hù)服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及服務(wù)器上的靜止數(shù)據(jù)。
靜態(tài)加密可保護(hù)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，防止其被惡意查看、竊取或以其他方式訪問。例如，如果您的磁盤丟失或被盜，攻擊者將可以完全訪問您的數(shù)據(jù)。但是，加密后數(shù)據(jù)將無法讀取，攻擊者只會(huì)將其視為隨機(jī)噪聲。
RavenDB 如何處理靜態(tài)加密
數(shù)據(jù)庫安全的一個(gè)常見問題是它可能變得太復(fù)雜而難以理解和實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，它經(jīng)常被推遲、遺忘或完全放棄。RavenDB 的解決方案是在后臺(tái)處理安全問題，只需要用戶在設(shè)置時(shí)點(diǎn)擊幾下即可完全保護(hù)數(shù)據(jù)庫。（當(dāng)然，與 RavenDB 中的大多數(shù)事情一樣，如果您愿意，您可以選擇獲得更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。）
RavenDB 使用一種名為XChaCha20Poly1305 的經(jīng)過身份驗(yàn)證的加密方案，其密鑰為 256 位。XChaCha20Poly1305 的細(xì)節(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了本文的范圍，但重要的是它的工作非常好，已經(jīng)過行業(yè)專家的徹底審查，并由 IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）標(biāo)準(zhǔn)化.
數(shù)據(jù)在盡可能低的層——存儲(chǔ)層——使用 RavenDB 自己定制的存儲(chǔ)引擎進(jìn)行加密；沃龍。這一層的加密對(duì)服務(wù)器的其他級(jí)別是完全透明的，這意味著您永遠(yuǎn)不必處理它的復(fù)雜性。
在這一層執(zhí)行加密的另一個(gè)優(yōu)勢是它的速度要快得多，這有助于抵消加密的固有性能成本。
啟用加密
如果它以未加密的形式傳輸數(shù)據(jù)以供全世界查看，那么擁有加密數(shù)據(jù)庫就沒有多大意義。為避免這種失誤，RavenDB 要求您啟用身份驗(yàn)證和 HTTPS 以創(chuàng)建加密數(shù)據(jù)庫。好消息是，當(dāng)您在 RavenDB 設(shè)置向?qū)е羞x擇安全模式時(shí)，會(huì)自動(dòng)設(shè)置身份驗(yàn)證和 HTTPS。
如果您希望以自己的方式設(shè)置身份驗(yàn)證，可以按照此處提供的說明進(jìn)行操作。
進(jìn)入安全模式后，您可以使用工作室創(chuàng)建加密數(shù)據(jù)庫，如下圖所示，或使用 REST API 和客戶端 API 手動(dòng)創(chuàng)建。
是的，它看起來很簡單。
注意：您不能在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫上啟用加密，必須在創(chuàng)建時(shí)完成。但是，您可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入新的加密數(shù)據(jù)庫。
在此步驟之后，您將獲得數(shù)據(jù)庫密鑰。
RavenDB 中的密鑰
鍵是一個(gè)簡短的、看起來隨機(jī)的字符串，可用于以數(shù)學(xué)方式將您的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無法識(shí)別的格式并返回。
當(dāng)您在工作室中創(chuàng)建加密數(shù)據(jù)庫時(shí)，您將獲得文本形式的密鑰和可打印的二維碼。保存它非常重要，否則，您將永遠(yuǎn)不會(huì)再看到它。
訪問 RavenDB 服務(wù)器上的數(shù)據(jù)不需要密鑰：這取決于經(jīng)過身份驗(yàn)證的用戶的訪問權(quán)限。但是，您確實(shí)需要關(guān)鍵功能的密鑰，例如從備份中恢復(fù)數(shù)據(jù)庫和在服務(wù)器之間移動(dòng)數(shù)據(jù)文件。
如果您使用 API 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，您可以在此處找到有關(guān)密鑰的更多信息。
密鑰管理真的很重要
你知道當(dāng)你把自己鎖在房子、汽車或酒店房間之外是什么感覺嗎？將自己鎖定在數(shù)據(jù)庫之外會(huì)更糟糕。
將加密數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回可讀格式的唯一方法是您知道加密密鑰。如果您丟失了它，您可能永遠(yuǎn)無法再次訪問您的數(shù)據(jù)。曾經(jīng)。
RavenDB 在內(nèi)部保存密鑰，并將使用它來存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)。但是，如果您需要從備份中恢復(fù)、重建服務(wù)器或從災(zāi)難中恢復(fù)，您絕對(duì)需要密鑰。
保護(hù)您的密鑰安全的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過，這不僅是為了您不會(huì)丟失它，而且是為了防止其他人獲得它并訪問您的數(shù)據(jù)庫。
將密鑰的物理副本鎖在一個(gè)非常安全的位置是一種簡單且非常安全的存儲(chǔ)密鑰的方法。畢竟你不能侵入一個(gè)上鎖的柜子。這就是為什么 RavenDB 以可打印的 QR 碼的形式為您提供密鑰的原因。
RavenDB 中的每個(gè)數(shù)據(jù)庫都有自己的密鑰，所有這些數(shù)據(jù)庫密鑰都由服務(wù)器主密鑰加密。根據(jù)您的操作系統(tǒng)，此服務(wù)器主密鑰的加密方式不同。對(duì)于 Windows，它由與 Windows 密碼相關(guān)的 DPAPI 加密，而對(duì)于 Linux，它由文件系統(tǒng)權(quán)限處理。最終結(jié)果是一樣的：確保只有創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的用戶才能訪問密鑰。
如果您想通過自己的方法存儲(chǔ)和檢索它，您還可以告訴 RavenDB 運(yùn)行指定的可執(zhí)行文件來獲取服務(wù)器主密鑰。這可用于設(shè)置與 HSM、密鑰保管庫或基于云的密鑰管理系統(tǒng)的集成。
您的數(shù)據(jù)未通過數(shù)據(jù)庫密鑰加密。相反，它由從數(shù)據(jù)庫密鑰生成的派生密鑰加密。它們的創(chuàng)建方式無法對(duì)其進(jìn)行逆向工程以計(jì)算出數(shù)據(jù)庫密鑰，并且具有單獨(dú)的密鑰可確保如果攻擊者確實(shí)以某種方式找出了一個(gè)密鑰，則他們無法在其他任何地方使用它。
盡管它們很重要，但您很少需要實(shí)際使用您的密鑰。您只需要在特殊情況下使用它們，例如從備份中恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，或者如果您想使用相同的數(shù)據(jù)庫密鑰將節(jié)點(diǎn)添加到數(shù)據(jù)庫中。
什么是加密的，什么不是？
啟用加密后，純文本數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會(huì)寫入磁盤。數(shù)據(jù)僅在活動(dòng)事務(wù)期間在內(nèi)存中解密，即便如此，也只解密事務(wù)所需的特定數(shù)據(jù)。當(dāng)操作系統(tǒng)內(nèi)存不足時(shí)，它可能會(huì)將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)發(fā)送到磁盤，但該數(shù)據(jù)仍將以加密形式存在。事務(wù)完成后，立即擦除相關(guān)內(nèi)存。
僅使用加密數(shù)據(jù)的例外是用于壓縮、恢復(fù)和其他此類功能的特殊臨時(shí)緩沖區(qū)。這些文件必須未加密地存儲(chǔ)在內(nèi)存中，但是，它們保存在鎖定的內(nèi)存區(qū)域中，以便操作系統(tǒng)不會(huì)將它們分頁到磁盤并且數(shù)據(jù)不會(huì)泄漏。如果沒有足夠的物理 RAM 可用于 RavenDB 鎖定，則鎖定內(nèi)存中的數(shù)據(jù)可能會(huì)導(dǎo)致失敗，因此如果 RAM 有限，您可能希望閱讀更多內(nèi)容并在此處了解如何更改相關(guān)設(shè)置。
默認(rèn)情況下，服務(wù)器存儲(chǔ)未加密。它包含服務(wù)器范圍的信息，如數(shù)據(jù)庫記錄和比較交換值。它還存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫密鑰，盡管這些密鑰是加密存儲(chǔ)的。如有必要，您可以按照此處的說明啟用服務(wù)器存儲(chǔ)加密。
加密或不加密
在設(shè)置過程中只需點(diǎn)擊幾下即可獲得強(qiáng)大而全面的加密，您可能會(huì)想在您創(chuàng)建的每個(gè)數(shù)據(jù)庫上啟用它。在大多數(shù)情況下，這是正確的選擇。然而，值得記住的是，安全總是有代價(jià)的。
在 RavenDB 中，對(duì)于大多數(shù)典型場景，加密的性能成本僅為 15-20%，并且會(huì)使用一些額外的內(nèi)存來臨時(shí)保存解密的數(shù)據(jù)。這些是保護(hù)數(shù)據(jù)安全的小額費(fèi)用，因此除非您絕對(duì)確定不需要加密，否則強(qiáng)烈建議您將其打開。
