# 全密态数据库 全密态数据库是指能够解决数据全生命周期的隐私保护问题，使得系统无论在何种业务场景和环境下，数据在传输、运算以及存储的各个环节始终都处于密文状态，同时密钥掌握在授权用户手中的数据库管理系统。 #### 加密模型 全密态数据库使用多级加密模型，加密模型中涉及3个对象：数据、列密钥和主密钥，以下是对3个对象的介绍。 - 数据： 1. SQL语法中包含的数据，比如INSERT... VALUES ('data')语法中包含'data'。 2. 从数据库服务端返回的查询结果，如执行SELECT语法返回的查询结果。 ![](https://support.huaweicloud.com/distributed-devg-v8-gaussdb/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png) 密态数据库会在驱动中，对SQL语法中属于加密列的数据进行加密，对数据库服务端返回的属于加密列的查询结果进行解密。 - 列密钥：数据由列密钥进行加密，列密钥由数据库驱动生成或由用户手动导入，列密钥密文存储在数据库服务端。 - 主密钥：列密钥由主密钥加密，主密钥由外部密钥管理者生成并存储。数据库驱动会自动访问外部密钥管理者，以实现对列密钥进行加解密。目前支持Huawei KMS、 user_token进行密钥管理。 图1全密态数据库加密模型 ![](https://support.huaweicloud.com/distributed-devg-v8-gaussdb/figure/zh-cn_image_0000002558216927.png "点击放大") #### 密钥管理 全密态数据库目前支持Huawei KMS、user_token进行密钥管理。 - Huawei KMS：由华为云提供的在线密钥管理服务，提供创建、删除、查询和备份密钥等功能，并支持在线使用密钥对数据进行加解密。 - user_token：由用户提供的密码在客户端派生密钥，或者直接对接密钥。 #### 数据库驱动 全密态数据库目前支持的数据库驱动有gsql、JDBC和GO驱动。 #### 示例-使用gsql操作密态数据库 **执行SQL语句前，请确保已提前生成主密钥，并确认访问主密钥的参数。** 本示例以完整的执行流程为例，介绍如何使用密态数据库语法，包括三个阶段：使用DDL阶段、使用DML阶段、清理阶段。 1. 连接数据库，并通过-C参数开启全密态开关 ``` gsql -p PORT -d DATABASE -h HOST -U USER -W PASSWORD -r -C ``` 2. 通过元命令设置访问主密钥的参数 注意：从keyType字符串开始，不要添加换行，不要添加空格，否则gsql工具无法识别完整参数。 华为云支持两种认证方式，两种认证方式的参数个数与参数类型不同，选择其中一种方式即可。 - **认证方式一** aksk认证 ``` gaussdb=# \key_info keyType=huawei_kms,kmsProjectId={项目ID},ak={AK},sk={SK} ``` 参数获取：生成主密钥阶段介绍了如何获取相关参数：项目ID、AK、SK。 示例：\\key_info keyType=huawei_kms,kmsProjectId=0b59929e8100268a2f22c01429802728,ak=XMAUMJY\*\*\*\*\*\*DFWLQW,sk=ga6rO8lx1Q4uB\*\*\*\*\*\*\*\*\*2gf80muIzUX - **认证方式二** 账号密码认证 ``` gaussdb=# \key_info keyType=huawei_kms,iamUrl={IAM服务器地址},iamUser={IAM用户名},iamPassword={IAM用户密码},iamDomain={账号名},kmsProject={项目} ``` 参数获取：生成主密钥阶段介绍了如何获取相关参数：IAM服务器地址、IAM用户名、IAM用户密码、账号名、项目。 示例：\\key_info keyType=huawei_kms,iamUrl=https://iam.*example*.com/v3/auth/tokens,iamUser=test,iamPassword=\*\*\*\*\*\*\*\*\*,iamDomain=test_account,kmsProject=xxx 3. 定义主密钥 在生成主密钥阶段，密钥服务已生成并存储主密钥，执行本语法只是将主密钥的相关信息存储在数据库中，方便以后访问。该语法详细格式参考[CREATE CLIENT MASTER KEY](https://support.huaweicloud.com/distributed-devg-v8-gaussdb/gaussdb-12-0536.html#ZH-CN_TOPIC_0000002527826194)章节。 ``` gaussdb=# CREATE CLIENT MASTER KEY cmk1 WITH ( KEY_STORE = huawei_kms , KEY_PATH = '{KMS服务器地址}/{密钥ID}', ALGORITHM = AES_256); CREATE CLIENT MASTER KEY ``` - 参数获取：生成主密钥阶段介绍了如何获取如下参数：KMS服务器地址、密钥ID。 KEY_PATH示例：https://kms.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v1.0/0b59929e8100268a2f22c01429802728/kms/9a262917-8b31-41af-a1e0-a53235f32de9 4. 定义列密钥 列密钥由上一步定义的主密钥加密。详细语法参考[CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY](https://support.huaweicloud.com/distributed-devg-v8-gaussdb/gaussdb-12-0537.html#ZH-CN_TOPIC_0000002527986138)章节。 ``` gaussdb=# CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY cek1 WITH VALUES (CLIENT_MASTER_KEY = cmk1, ALGORITHM = AES_256_GCM); ``` 5. 定义加密表 本示例中，通过语法指定表中name和credit_card为加密列。 ``` gaussdb=# CREATE TABLE creditcard_info ( id_number int, name text encrypted with (column_encryption_key = cek1, encryption_type = DETERMINISTIC), credit_card varchar(19) encrypted with (column_encryption_key = cek1, encryption_type = DETERMINISTIC)); NOTICE: The 'DISTRIBUTE BY' clause is not specified. Using 'id_number' as the distribution column by default. HINT: Please use 'DISTRIBUTE BY' clause to specify suitable data distribution column. CREATE TABLE ``` 6. 对加密表进行其他操作 ``` -- 向加密表写入数据 gaussdb=# INSERT INTO creditcard_info VALUES (1,'joe','6217986500001288393'); INSERT 0 1 gaussdb=# INSERT INTO creditcard_info VALUES (2, 'joy','6219985678349800033'); INSERT 0 1 -- 从加密表中查询数据 gaussdb=# select * from creditcard_info where name = 'joe'; id_number | name | credit_card -----------+------+--------------------- 1 | joe | 6217986500001288393 -- 更新加密表中数据 gaussdb=# update creditcard_info set credit_card = '80000000011111111' where name = 'joy'; UPDATE 1 -- 向表中新增一列加密列 gaussdb=# ALTER TABLE creditcard_info ADD COLUMN age int ENCRYPTED WITH (COLUMN_ENCRYPTION_KEY = cek1, ENCRYPTION_TYPE = DETERMINISTIC); ALTER TABLE -- 从表中删除一列加密列 gaussdb=# ALTER TABLE creditcard_info DROP COLUMN age; ALTER TABLE -- 从系统表中查询主密钥信息 gaussdb=# SELECT * FROM gs_client_global_keys; global_key_name | key_namespace | key_owner | key_acl | create_date -----------------+---------------+-----------+---------+---------------------------- cmk1 | 2200 | 10 | | 2021-04-21 11:04:00.656617 (1 rows) -- 从系统表中查询列密钥信息 gaussdb=# SELECT column_key_name,column_key_distributed_id ,global_key_id,key_owner FROM gs_column_keys; column_key_name | column_key_distributed_id | global_key_id | key_owner -----------------+---------------------------+---------------+----------- cek1 | 760411027 | 16392 | 10 (1 rows) -- 查看表中列的元信息 gaussdb=# \d creditcard_info Table "public.creditcard_info" Column | Type | Modifiers -------------+-------------------+------------ id_number | integer | name | text | encrypted credit_card | character varying | encrypted ``` 7. 清理阶段 ``` -- 删除加密表 gaussdb=# DROP TABLE creditcard_info; DROP TABLE -- 删除列密钥 gaussdb=# DROP COLUMN ENCRYPTION KEY cek1; DROP COLUMN ENCRYPTION KEY -- 删除主密钥 gaussdb=# DROP CLIENT MASTER KEY cmk1; DROP CLIENT MASTER KEY ```