详解SQL Server加密功能--数据加密和密钥管理

迷失缠绵情愫中

概述
主要介绍SQL Server加密功能，比较特殊，跟其他数据库的设计还是有些不太一样的。

SQL Server 加密功能
数据加密是数据库被破解、物理介质被盗、备份被窃取的最后一道防线，数据加密，一方面解决数据被窃取安全问题，另一方面有关法律要求强制加密数据。SQL Server 的数据加密相较于其他数据库，功能相对完善，加密方法较多。通常来讲，数据加密分为对称加密和非对称加密。对称加密：加密与解密使用同一密钥，密钥需要传输，安全性较弱，但性能较非对称要好。非对称加密：加密与解密使用不同密钥(公钥和私钥)，较对称密钥安全性较好，但是算法较复杂，带来性能上的损失。因此，折中的方法是使用对称密钥加密数据，使用非对称密钥加密对称密钥。这样既保证高性能，又提高密钥的可靠性。

同样，SQL Server 就使用了折中的方法，所以SQL Server 加密功能包含2个部分：数据加密和密钥管理

数据加密
SQL Server支持以下多种加密算法

数据库内的加密对象受DMK保护

支持的对称加密算法ES | TRIPLE_DES | TRIPLE_DES_3KEY | RC2 | RC4 | RC4_128| DESX | AES_128 | AES_192 | AES_256

非对称加密算法：RSA_512 | RSA_1024 | RSA_2048

注意避免使用RC,DESX类算法,2014之后会删除此功能


密钥管理
SQL Server中加密是层级的，每一个上层为下提供保护。如图：

由图可以看出，加密是分层级的。每一个数据库实例都拥有一个服务主密钥(Service Master Key),这个密钥是实例的根密钥，在实例安装的时候自动生成,其本身由Windows提供的数据保护API进行保护(Data Pertection API)，服务主密钥除了为其子节点提供加密服务之外，还用于加密一些实例级别的信息，比如实例的登录名密码或者链接服务器的信息。

在服务主密钥之下的是数据库主密钥(Database Master Key)，这个密钥由服务主密钥进行加密。这是一个数据库级别的密钥，可以用于为创建数据库级别的证书或非对称密钥提供加密，每一个数据库只能有一个数据库主密钥。

EKM模块，这个比较特别，全称可扩展密钥管理模块，该功能增强sqlserver密钥管理的能力，允许将密钥存储到数据库之外，包括一些硬件，如智能卡、USB设备或硬件安全模块(HSM);并且允许使用第三方产品来管理密钥和进行加密;另外，有条件的可以使用更高性能的HSM模块来加解密，减少加解密上性能的损失。


实例

sqlserver2008

1.创建非对称密钥

1. create asymmetric key asyc_key_enc  
   
2. with algorithm=RSA_1024  
   
3. encryption by password=N'Pass@word'
   
4. go

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2.创建对称密钥

1. create symmetric key symc_key_enc  
   
2. with algorithm=Triple_DES  
   
3. encryption by password=N'Pass@word'
   
4. go

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3.创建证书
证书也可被其它方式保护

1. create certificate cert_ENC  
   
2. with subject='certificate for ENC',expiry_date='20990101'
   
3. go

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4.对称密钥可由以上三种方式提供加密保护
4.1 由非对称密钥加密

1. create symmetric key symc_key_enc_byAsyc  
   
2. with algorithm=AES_128  
   
3. encryption by asymmetric key asyc_key_enc  
   
4. go

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4.2 由对称密钥加密

1. open symmetric key symc_key_enc  
   
2. decryption by password=N'
   
3. Pass@word';  
   
4. create symmetric key symc_key_enc_bySymc  
   
5. with algorithm = DES  
   
6. encryption by symmetric key symc_key_enc  
   
7. go

复制代码

4.3 由证书加密

1. create symmetric key symc_key_enc_byCert  
   
2. with algorithm =AES_128  
   
3. encryption by certificate cert_ENC  
   
4. go

复制代码