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浅析SQL Server 2008中的代码安全之六:对称密钥加密

证书和非对称密钥使用数据库级的内部公钥加密数据,并且使用数据库级内部私钥解密数据。而对称密钥相对简单,它们包含一个同时用来加密和解密的密钥。困此,使用对称密钥加密数据更快,并且用在大数据时更加合适。尽管复杂度是考虑使用它的因素,但它仍然是一个很好的加密数据的选择。

作者:邀月来源:博客园|2011-03-15 09:51

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证书和非对称密钥使用数据库级的内部公钥加密数据,并且使用数据库级内部私钥解密数据。而对称密钥相对简单,它们包含一个同时用来加密和解密的密钥。困此,使用对称密钥加密数据更快,并且用在大数据时更加合适。尽管复杂度是考虑使用它的因素,但它仍然是一个很好的加密数据的选择。

我们看一组例子:

示例一、创建对称密钥

对称密钥的特性是:在数据库会话中使用它对数据进行加密和解密前必须首先打开。

创建对称密钥使用如下命令:CREATE SYMMETRIC KEY  创建对称密钥。(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms188357.aspx)

  1. use DB_Encrypt_Demo  
  2. go  
  3. -- 创建一个用于加密对称密钥的非对称密钥  
  4. CREATE ASYMMETRIC KEY symDemoKey --名称  
  5. WITH ALGORITHM = RSA_512     --加密算法  
  6. ENCRYPTION BY PASSWORD = 'TestSYM456!'--密码  
  7. -- 创建一个对称密钥  
  8. CREATE SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  9. WITH ALGORITHM = TRIPLE_DES  
  10. ENCRYPTION BY ASYMMETRIC KEY symDemoKey  
  11.  

示例二、查看当前数据库中的对称密钥

使用目录视图sys.symmetric_keys(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms189446.aspx)来查看。

  1. --查看当前数据库中的非对称密钥  
  2. use DB_Encrypt_Demo  
  3. go  
  4. SELECT name, algorithm_desc FROM sys.symmetric_keys  
  5. ----结果返回  
  6. /*  
  7. name    algorithm_desc  
  8. sym_Demo    TRIPLE_DES  
  9. */  
  10.  

示例三、修改非对称密钥的加密方式

你可以使用ALTER SYMMETRIC KEY(http://technet.microsoft.com/en-us/library/ms189440.aspx)命令修改对称密钥的加密方式。但执行前必须使用OPEN SYMMETRIC KEY(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms190499.aspx)命令打开它。

  1. use DB_Encrypt_Demo  
  2. go  
  3. --先用私钥密码打开对称密钥  
  4. OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  5. DECRYPTION BY ASYMMETRIC KEY symDemoKey  
  6. WITH PASSWORD = 'TestSYM456!' 
  7. --打开之后,先增加密码加密,取代原密钥  
  8. ALTER SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  9. ADD ENCRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456' 
  10. --再删除非对称密钥加密  
  11. ALTER SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  12. DROP ENCRYPTION BY ASYMMETRIC KEY symDemoKey  
  13. --完成操作后,关闭对称密钥  
  14. CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo    

示例四、使用对称密钥对数据进行加密和解密。

1、为了使用对称密钥对数据进行加密,必须首先打开它,然后使用函数EncryptByKey 加密数据。(http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms174361.aspx)

2、使用DecryptByKey来解密使用对称密钥加密的数据。注意DecryptByKey不像甩EncryptByKey,无须使用对称密钥GUID。因此,为了解密,必须打开正确的对称密钥会话,否则会显示null。

下面是一个例子:

  1. /***************************************************/  
  2. USE DB_Encrypt_Demo  
  3. GO  
  4. --创建测试数据表,用于对称加密  
  5. CREATE TABLE dbo.PWDQuestion  
  6. (CustomerID int NOT NULL PRIMARY KEY,  
  7. PasswordHintQuestion nvarchar(300) NOT NULL,  
  8. PasswordHintAnswer varbinary(200) NOT NULL)  
  9. GO  
  10. --插入加密数据  
  11. OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  12. DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456' 
  13. INSERT dbo.PWDQuestion  
  14. (CustomerID, PasswordHintQuestion, PasswordHintAnswer)  
  15. VALUES 
  16. (12, '您出生的医院名称?',  
  17. EncryptByKey(Key_GUID('sym_Demo '), '杭州市一'))  
  18. CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  19.  

查看未加密的数据:
--解密数据

  1. OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  2. DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456' 
  3. SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,  
  4. CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer) as varchar(200)) PasswordHintAnswer  
  5. FROM dbo.PWDQuestion  
  6. WHERE CustomerID = 12  
  7. --打开后切记关闭!!!  
  8. CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo   

  1. --不打开直接读取  
  2. SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,  
  3. CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer) as varchar(200)) PasswordHintAnswer  
  4. FROM dbo.PWDQuestion  
  5. WHERE CustomerID = 12   
  6.  

至此,好像已经大功告成了,别,千万别高兴得太早!

这里有个问题,如果恶意用户不知道CustomerID=13的PasswordHintAnswer列的真实值,但知道CustomerID=14的PasswordHintAnswer列的真实值,则完全可以通过恶意替换PasswordHintAnswer列而绕过加密!!此时,我们索性连CustomerID列作为验证列也一起加密,以绝后患 !

注意:加密的验证列也可以由另一个相关表的列作为参数传入。

看一个完整的例子:

  1. truncate table dbo.PWDQuestion  
  2. go  
  3. --添加两个未加密的行  
  4. INSERT dbo.PWDQuestion  
  5. (CustomerID, PasswordHintQuestion, PasswordHintAnswer)  
  6. select 13, '您出生的医院名称?',cast('浙江妇保院' as varbinary)  
  7. union all 
  8. select  14, '您出生的医院名称?',cast('浙江妇保二院' as varbinary)  
  9. --打开对称密钥,连CustomerID列一起加密  
  10. OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  11. DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456' 
  12. UPDATE dbo.PWDQuestion  
  13. SET PasswordHintAnswer =  
  14. EncryptByKey(Key_GUID('sym_Demo'),  
  15. PasswordHintAnswer,1,--1表示使用验证器值  
  16. CAST(CustomerID as varbinary))  
  17. WHERE CustomerID in (13,14)  
  18. --打开后切记关闭!!!  
  19. CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  20. --此时必须这样查看原数据  
  21. OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  22. DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456' 
  23. SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,  
  24. CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer, 1,--1表示使用验证器值  
  25. CAST(CustomerID as varbinary)) as varchar(200)) PasswordHintAnswer  
  26. FROM dbo.PWDQuestion  
  27. WHERE CustomerID = 13  
  28. --打开后切记关闭!!!  
  29. CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo   
  30.  

恶意替换开始:

  1. /**********************************************************  
  2. --我们用刚才的CustomerID = 13的PasswordHintAnswer列值  
  3. --替换CustomerID = 14的PasswordHintAnswer列值,  
  4. --再用刚才读取14的方法读取真实值**********************************************************/  
  5. update dbo.PWDQuestion set PasswordHintAnswer=  
  6. (select PasswordHintAnswer from   dbo.PWDQuestion where CustomerID = 14)  
  7. where CustomerID = 13  


此时,我们再查看:

  1. OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo  
  2. DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456' 
  3. SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,  
  4. CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer, 1,--1表示使用验证器值  
  5. CAST(CustomerID as varbinary)) as varchar(200))   
  6. PasswordHintAnswer,PasswordHintAnswer as binaryValue  
  7. FROM dbo.PWDQuestion  
  8. WHERE CustomerID in(13,14)  
  9. --打开后切记关闭!!!  
  10. CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo   

郎勒个郎!爽吧!虽然复制了相同的二进制数据,可是读取结果令攻击者大失所望啊!

示例五、删除对称密钥

命令:DROP SYMMETRIC KEY 删除指定的对称密钥( http://technet.microsoft.com/en-us/library/ms182698.aspx)

例子:

  1. DROP SYMMETRIC KEY symDemoKey  

注意:如果加密密钥打开没有关闭,则drop失败。

小结:

1、本文主要介绍对称密钥的创建、删除、查看以及用它来修改加密方式、进行数据的加密和解密。

2、对称密钥的特性是:在数据库会话中使用它对数据进行加密和解密前必须首先打开。

3、对称密钥可用于大数据的加密。

下文将主要介绍证书加密(Certificate Encryption)

原文链接:http://www.cnblogs.com/downmoon/archive/2011/03/15/1984352.html

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【责任编辑:艾婧 TEL:(010)68476606】

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