⑶ 数字证书(Certificate):
数字证书是一种非对称密钥加密,但是,一个组织可以使用证书并通过数字签名将一组公钥和私钥与其拥有者相关联。SQL Server 2005 支持“因特网工程工作组”(IETF) X.509 版本 3 (X.509v3) 规范。一个组织可以对 SQL Server 2005 使用外部生成的证书,或者可以使用 SQL Server 2005 生成证书。
SQL Server 2005 采用多级密钥来保护它内部的密钥和数据,如下图所示:
图1 SQL Server 2005采用多级密钥保护它内部的密钥和数据
图中引出箭头的密钥或服务用于保护箭头所指的密钥。所以服务主密钥(service master key)保护数据库主密钥(database master keys),而数据库主密钥又保护证书(certificates)和非对称密钥(asymmetric keys)。而最底层的对称性密钥(symmetric keys)被证书、非对称密钥或其他的对称性密钥保护(箭头又指回它本身)。用户只需通过提供密码来保护这一系列的密钥。
图中顶层的服务主密钥,安装SQL Server 2005新实例时自动产生和安装,用户不能删除此密钥,但数据库管理员能对它进行基本的维护,如备份该密钥到一个加密文件,当其危及到安全时更新它,恢复它。
服务主密钥由DPAPI(Data Protection API)管理。DPAPI在Windows 2000 中引入,建立于Windows的Crypt32 API之上。SQL Server 2005 管理与DPAPI的接口。服务主密钥本身是对称式加密,用来加密服务器中的数据库主密钥。
数据库主密钥与服务主密钥不同,在加密数据库中数据之前,必须由数据库管理员创建数据库主密钥。通常管理员在产生该密钥时,提供一个口令,所以它用口令和服务主密钥来加密。如果有足够的权限,用户可以在需要时显式地或自动地打开该密钥。下面是产生数据库主密钥的T-SQL代码示例:
USE EncryptionDB
CREATE MASTER KEY
ENCRYPTION BY PASSWORD = 'UTY6%djzZ8S7RyL'
每个数据库只有一个数据库主密钥。可以用ALTER MASTR KEY语句来删除加密,更改口令或删除数据库主密钥。通常这由数据库管理员来负责做这些。
有了数据库主密钥,就可以着手加密数据。T-SQL有置于其内的加密支持。使用CREATE语句创建各种密码,ALTER语句修改他们。例如要创建对称式加密,可以通过一对函数EncryptByKey 和 DecryptByKey来完成。
数据加密技术应用解析
下面通过实例来探讨SQL Server 2005数据加密与解密技术的实现。
假设有一张Customer 表,表中有字段 customer ID、 name、 city 和各种信用卡细节。其中信用卡细节需要加密而其他数据不需要。假设User1有对称式密钥,并用该密钥登录,运行相应的代码加密数据。
⑴ 数据加密
① 产生密钥:在含有Customers 表的数据库中使用Triple DES作为加密算法,生成对称式密钥。本例中,密钥本身由已经存在在数据库中的证书保护,如图一所示,对称密码受非对称密码和存在的其他对称式密钥保护。
CREATE SYMMETRIC KEY User1SymmetricKeyCert
AUTHORIZATION User1
WITH ALGORITHM = TRIPLE_DES
ENCRYPTION BY CERTIFICATE User1Certificate
② 打开密钥:对称式密钥使用前必须显式打开,所以接下来打开它,重新找回密码,解密它,并放它在受保护的服务器内存中,准备使用。
OPEN SYMMETRIC KEY User1SymmetricKeyCert
DECRYPTION BY CERTIFICATE User1Certificate
③ 加密数据:在下面的代码中,使用正常的T-SQL INSERT语句将一行数据插入表中,id、name和city 用明文保存,信用卡类型、号码以及有潜在机密的客户注释用加密方式储存,用Triple DES加密算法加密数据。
INSERT INTO Customer
VALUES (4, 'John Doe', 'Fairbanks',
EncryptByKey(Key_GUID(
'User1SymmetricKeyCert'), 'Amex'),
EncryptByKey(Key_GUID(
'User1SymmetricKeyCert'),
'1234-5678-9009-8765'),
EncryptByKey(Key_GUID(
'User1SymmetricKeyCert'),
'Window shopper. Spends $5 at most.'))
加密完成后,关闭它,释放内存,以防它被误用。
CLOSE SYMMETRIC KEY User1SymmetricKeyCert