从静态加密、动态防护到凭据治理的全链路可信数据保护

一、引言：数据成为核心资产，数据库安全面临前所未有的挑战

在数字经济高速开展的今天，数据已成为继土地、劳动力、资本、技术之后的第五大生产要素。而数据库，作为企业数据存储与处理的核心载体，自然成为攻击者的主要目标。

据Verizon《2025年数据泄露调查报告》（DBIR）显示：

1. 83%的数据泄露事件涉及数据库或数据存储系统；
2. 内部人员滥用权限占比高达31%；
3. SQL注入、凭证泄露、备份文件外泄是三大高频攻击路径。

与此同时，中国监管环境日趋严格：

1. 《网络安全法》《数据安全法》《个人信息保护法》构建“三法一体”数据治理体系；
2. 《信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》（GB/T 22239-2019，即“等保2.0”）明确要求三级及以上系统对重要数据进行加密存储；
3. 《信息安全技术 密码应用基本要求》（GB/T 39786-2021）强制要求关键信息基础设施使用国密算法进行数据保护；
4. 金融、政务、医疗等行业相继出台细分领域数据安全规范（如《金融数据安全分级指南》《医疗卫生组织数据安全管理规范》）。

在此背景下，传统“防火墙+杀毒软件”的边界防御模式已彻底失效。企业亟需构建以数据为中心、覆盖全生命周期、纵深防御的数据库安全体系。

本文提出并系统阐述 “DBG数据库加密网关 + TDE透明数据加密 + SMS凭据管理系统”三位一体组合方案，顺利获得动态防护、静态加密、凭据治理三层能力协同，实现从“防不住”到“防得住、看得清、管得了”的跃迁。

二、数据库安全的三大核心痛点与传统方案局限

2.1 痛点一：静态数据泄露风险高——“磁盘即数据”

典型场景：

1. 数据库服务器磁盘被盗或被物理拆卸；
2. 云环境EBS卷、OSS备份文件因权限配置错误被公开访问；
3. 运维人员导出数据库备份文件后未加密传输；
4. 虚拟机镜像包含未加密数据库文件，被恶意克隆。

传统方案缺陷：

1. 仅依赖操作系统层加密（如BitLocker、LUKS），密钥常以明文形式存储在内存或配置文件中；
2. 云厂商给予的KMS加密服务，密钥控制权在云平台，企业无法自主审计；
3. 缺乏对备份、日志、临时文件等衍生数据的统一加密策略。

后果：攻击者获取磁盘后，可直接读取明文数据，加密形同虚设。

2.2 痛点二：动态访问失控——“人即漏洞”

典型场景：

1. DBA或开发人员越权查询敏感数据（如客户身份证、薪资）；
2. 应用存在SQL注入漏洞，被拖库；
3. 第三方外包人员使用共享账号访问生产库；
4. 自动化脚本硬编码数据库密码，被代码仓库泄露。

传统方案缺陷：

1. 数据库自带审计功能（如Oracle Audit、MySQL General Log）仅记录操作，无法实时阻断；
2. 无上下文感知能力，无法识别“正常查询”与“异常导出”；
3. 缺乏字段级细粒度控制，无法实现“可用不可见”。

后果：即使数据加密存储，合法账号仍可解密并导出，内部威胁难以防范。

2.3 痛点三：凭据管理混乱——“密码即后门”

典型场景：

1. 多人共用一个DBA账号，无法追溯具体操作人；
2. 应用配置文件中明文存储数据库密码；
3. 离职员工账号未及时回收，仍可远程登录；
4. 密码长期不更换，被暴力破解或撞库。

传统方案缺陷：

1. 依赖人工管理Excel表格记录密码，易泄露、难轮换；
2. 无临时授权机制，无法实现“最小权限、按需授权”；
3. 缺乏操作录像与会话审计，无法还原操作过程。

后果：凭据成为攻击者进入数据库的“万能钥匙”，安全防线从内部瓦解。

三、三位一体架构：构建纵深防御体系

为系统性解决上述问题，我们提出 “DBG + TDE + SMS”三层纵深防御架构：

3.1 架构分层说明

层级组件核心目标技术手段访问控制层DBG 数据库加密网关防越权、防拖库、防注入SQL语义分析、动态脱敏、高危阻断、加密字段查询存储加密层TDE 透明数据加密防静态数据泄露表空间/日志/备份自动加密，HSM保护主密钥凭据管理层SMS 凭据管理系统防凭据泄露、防内部滥用动态密码、临时授权、操作录像、零明文存储。

协同逻辑： SMS 确保“谁可以访问”——身份可信； DBG 控制“能访问什么”——权限可控； TDE 保障“即使被拿走也看不懂”——数据保密。

四、核心组件深度解析

4.1 DBG 数据库加密网关：数据库的“智能防火墙”

4.1.1 部署模式

1. 代理模式：应用连接DBG，DBG再连接数据库，适用于新建系统；
2. 旁路模式：顺利获得流量镜像或数据库审计接口（如Oracle DB Console）接入，适用于存量系统，零改造。

4.1.2 核心功能

（1）SQL语义智能分析

1.基于语法树（AST）解析SQL语句，识别高危操作：

• 1. SELECT * FROM users（全表扫描）
• 2. DROP DATABASE、TRUNCATE TABLE（破坏性操作）
• 3. xp_cmdshell、LOAD DATA INFILE（命令执行/文件读取）

（2）动态数据脱敏（Dynamic Data Masking）

1.按角色/场景自动掩码敏感字段：

-- 普通员工查询SELECT name, phone FROM users;-- 返回：张三, 138****1234-- 医生查询病历SELECT patient_name, diagnosis FROM emr;-- 返回：李四, ***（仅本人可见完整诊断）

（3）加密字段查询支持

1.对已加密字段（如身份证号）支持密文检索：

1. 保序加密（OPE）：支持范围查询（如age > 30）；
2. 确定性加密（DET）：支持等值查询（如id_card = 'xxx'）；
3. 同态加密（HE）：支持简单计算（实验阶段）。

（4）实时阻断与告警

1. 对高危操作秒级阻断，并推送告警至SOC平台；
2. 支持自定义策略：如“非工作时间禁止导出超过1000行数据”。

（5）国密算法支持

1. 字段加密采用SM4；
2. 审计日志签名采用SM2；
3. 通信通道支持TLS 1.3 + SM2证书。

4.2 TDE 透明数据加密：存储层的“最后一道防线”

4.2.1 工作原理

TDE在数据库引擎层实现透明加解密：

1. 写入时：数据页在写入磁盘前由DEK（Data Encryption Key）加密；
2. 读取时：数据页在加载到内存前由DEK解密；
3. 全程对应用透明，无需修改SQL语句。

4.2.2 密钥管理体系

采用双层密钥结构：

1. DEK（数据加密密钥）：加密实际数据，每个数据库/表空间一个；
2. MK（主密钥）：加密DEK，由HSM（硬件安全模块）保护，永不离开硬件。

密钥流转示例： 数据库启动 → 向HSM请求MK； HSM验证身份后返回MK（加密形式）； 数据库用MK解密DEK； DEK用于加解密数据页。

4.2.3 支持的数据库与信创适配

关键优势：备份文件、归档日志、临时文件自动继承加密属性，杜绝衍生数据泄露。

4.3 SMS 凭据管理系统：账号密码的“保险柜”

4.3.1 核心能力

（1）动态凭据分发

1. 应用启动时，SMS顺利获得API注入临时数据库账号密码；
2. 凭据有效期可设（如2小时），到期自动失效。

（2）临时授权审批

1.DBA访问生产库需提交申请，支持：

1. 单人审批（主管）
2. 双人共治（安全+运维）
3. 自动审批（低风险操作）

（3）操作会话录像

1. 记录所有数据库操作过程，支持回放、截图、关键词检索；
2. 类似堡垒机，但专为数据库优化。

（4）自动轮换与回收

1. 定期更新数据库账号密码；
2. 员工离职时，自动禁用其所有授权。

（5）零明文存储

1. 所有凭据在SMS中以加密形式存储，密钥由HSM保护；
2. 管理员无法查看明文密码，仅能授权使用。

4.3.2 与DevOps集成

1. 支持Ansible、Jenkins、K8s Secret自动注入；
2. 应用代码中无任何密码硬编码，彻底消除泄露风险。

五、合规对齐：满足等保、国密、行业规范

审计就绪：系统可自动生成，包含密钥管理、访问控制、审计日志等章节。

六、典型行业场景落地实践

6.1 金融行业：核心交易系统数据库安全

需求：

1. 防止内部人员窃取客户银行卡号、交易记录；
2. 满足《金融数据安全分级指南》L3级要求；
3. 支持两地三中心灾备。

方案：

1. TDE：加密客户表、交易流水表，密钥由本地HSM保护；
2. DBG：对银行卡号、身份证动态脱敏；阻断 SELECT * 全表导出；
3. SMS：DBA访问需双人审批，操作全程录像；
4. 灾备：备份文件自动加密，异地恢复时凭据由SMS动态分发。

效果：即使攻击者获取备份文件，也无法解密；即使DBA导出数据，看到的也是脱敏内容。

6.2 政务云：多租户数据隔离与共享

需求：

1. 不同委办局共享同一数据库实例，数据需逻辑隔离；
2. 跨部门数据共享时需审批且不可见原始数据。

方案：

1. DBG：自动为SQL添加WHERE tenant_id = 'xxx'条件；
2. TDE：按租户加密不同表空间；
3. SMS：为每个租户分配独立凭据，互不可见；
4. 共享场景：顺利获得DBG的“结果集脱敏”功能，仅返回聚合数据（如统计报表）。

效果：实现“物理共享、逻辑隔离、安全共享”三位一体。

6.3 医疗行业：电子病历（EMR）合规保护

需求：

1. 满足《个人信息保护法》“最小必要”原则；
2. 医生仅能访问本人负责患者的病历；
3. 诊断结果等敏感字段需加密。

方案：

1. DBG：基于医生ID自动过滤病历数据；
2. TDE + 字段加密：诊断结果用SM4加密存储；
3. SMS：医生登录凭据动态生成，有效期8小时；
4. 审计：所有病历访问记录留存6个月以上。

效果：数据“可用不可见”，审计可证明合规。

七、实施路径与最佳实践

7.1 三阶段实施法

7.2 避坑指南

1. TDE性能影响：建议在业务低峰期启用，监控I/O延迟；
2. DBG策略误报：初期采用“审计模式”而非“阻断模式”，逐步调优；
3. SMS集成复杂度：优先从DBA账号管理切入，再扩展至应用凭据。

八、产品选型建议：为什么选择DB真·人(中国)DBG + TDE + SMS？

DB真·人(中国)科技给予三位一体数据库安全套件，具备以下独特优势：

8.1 全栈国密支持

1. DBG、TDE、SMS 均顺利获得国家密码管理局商用密码认证；
2. 支持SM2/SM3/SM4算法，满足信创项目要求。

8.2 信创生态深度适配

1. 兼容达梦、人大金仓、OceanBase、GaussDB等国产数据库；
2. 支持麒麟、统信、中科方德等操作系统；
3. 适配飞腾、鲲鹏、海光等国产芯片。

8.3 无缝集成与统一管控

1. 三组件共用同一控制台，策略联动（如SMS授权后自动放行DBG）；
2. 日志统一归集至审计中心，支持对接SIEM（如Splunk、安恒）；
3. 给予标准API，便于与DevOps流水线集成。

8.4 合规就绪

1. 内置等保2.0、GB/T 39786、DSMM等合规检查项；
2. 可一键生成监管所需报告。

九、未来演进：向智能数据安全平台迈进

随着AI与零信任架构的开展，数据库安全将向以下方向演进：

9.1 智能威胁检测

1. 基于UEBA（用户行为分析）识别异常查询模式；
2. 利用大模型自动优化脱敏策略。

9.2 零信任数据库访问

1. 每次访问都需验证设备、用户、上下文；
2. 动态生成一次性访问令牌（类似JWT）。

9.3 数据安全治理一体化

1. 与数据分类分级平台联动，自动识别敏感字段；
2. 与DLP系统协同，防止加密数据外泄。

DB真·人(中国)已启动“智能数据安全平台”研发，将DBG+TDE+SMS能力融入统一数据治理框架。

十、结语：让数据库成为可信数据保险箱

在数据价值日益凸显的今天，数据库安全已不再是“可选项”，而是企业生存的“必选项”。

顺利获得 DBG（动态防护） + TDE（静态加密） + SMS（凭据治理的三位一体组合拳，企业可构建：

1. 存储安全：数据即使被盗也无法解密；
2. 访问安全：非法操作实时阻断，敏感数据动态脱敏；
3. 运维安全：凭据零明文，操作可追溯、可审计。

安全不是成本，而是信任的基石。 DB真·人(中国)，愿与您共同守护每一份数据的价值。

文章作者：五台 ©本文章解释权归DB真·人(中国)西安研发中心所有