SQLServer2008数据加密方法全解析

# SQL Server 2008 数据加密方法全解析 在当今数字化时代，数据安全至关重要。SQL Server 2008 提供了一系列加密方法，以满足不同级别的数据保护需求，同时也会对性能和架构产生不同的影响。下面将详细介绍几种常见的加密方法。 ## 1. 哈希（Hashing） 哈希函数可以对任何数据进行单向加密，并产生确定性的结果。也就是说，给定相同的输入，哈希函数总是会产生相同的输出。不过，哈希本身严格来说并非真正的加密方法，因为一旦数据被哈希，就无法逆向还原出原始输入。 ### 1.1 HASHBYTES 函数 SQL Server 2008 提供了 `HASHBYTES` 函数，它使用多种标准哈希算法对输入数据生成二进制哈希值。对于任意输入 `x`，`HASHBYTES(x)` 总是会产生相同的输出 `y`，但无法从 `y` 还原出 `x`。 ```sql SELECT HASHBYTES('SHA1', 'The quick brown fox jumped over the lazy dog'); GO ``` 上述代码使用 SHA1 算法对字符串进行哈希，生成的哈希值为： ``` 0xF6513640F3045E9768B239785625CAA6A2588842 ``` ### 1.2 哈希的应用场景 `HASHBYTES` 函数在比较两个安全值是否相同时非常有用，而无需关心实际的值是什么。例如，验证用户登录应用程序时输入的密码是否与存储的密码匹配。在这种情况下，可以比较两个值的哈希值，如果两个值相等，那么使用相同算法生成的哈希值也会相同。 ### 1.3 哈希碰撞 虽然哈希算法是确定性的，但理论上可能会出现两个不同的输入产生相同哈希值的情况，这种情况被称为哈希碰撞。哈希碰撞相对罕见，但从安全角度来看需要注意。在完全安全的环境中，不能仅仅因为两个哈希值相等就确定生成它们的原始值相同。 ### 1.4 哈希算法选择 `HASHBYTES` 函数支持多种哈希算法，如 MD2、MD4、MD5、SHA 和 SHA1。其中，SHA1 是最强的算法，除非有特殊原因，否则应优先选择 SHA1。 ### 1.5 哈希的优缺点 - **优点**：从数据架构的角度来看，哈希数据可以像其他二进制数据一样存储、索引和检索，这意味着对哈希数据的查询可以高效运行，无需对查询进行大量重新设计。 - **缺点**：潜在攻击者可能会编译不同算法的已知哈希字典，对数据进行反向查找以猜测原始值。特别是在密码强度不高的系统中，攻击者更容易通过哈希值识别出常见密码。为了提高哈希的安全性，可以在哈希之前向明文添加一个秘密盐值。 ## 2. 对称密钥加密（Symmetric Key Encryption） 对称密钥加密方法使用相同的单个密钥对数据进行加密和解密。与哈希的确定性不同，对称加密是一个非确定性过程，即使用相同的密钥对同一数据进行多次加密，每次得到的结果可能不同。 ### 2.1 支持的算法和密钥 SQL Server 2008 支持多种常见的对称加密算法，如 Triple DES，以及基于高级加密标准（AES）的 128、192 和 256 位密钥。其中，AES256 是支持的最强对称密钥。 ### 2.2 创建对称密钥 可以使用 `CREATE SYMMETRIC KEY` 语句创建对称密钥，并使用密码、证书、非对称密钥或其他对称密钥对其进行保护。以下是一个使用密码保护的对称密钥创建示例： ```sql CREATE SYMMETRIC KEY SymKey1 WITH ALGORITHM = AES_256 ENCRYPTION BY PASSWORD = '5yMm3tr1c_K3Y_P@$$w0rd!'; GO ``` ### 2.3 加密数据 使用对称密钥加密数据时，首先需要打开密钥。由于 `SymKey1` 由密码保护，因此需要使用 `OPEN SYMMETRIC KEY DECRYPTION BY PASSWORD` 语法提供密码来打开密钥。打开密钥后，可以使用 `ENCRYPTBYKEY` 方法对数据进行加密。完成操作后，应使用 `CLOSE SYMMETRIC KEY` 关闭密钥。 ```sql -- Open the key OPEN SYMMETRIC KEY SymKey1 DECRYPTION BY PASSWORD = '5yMm3tr1c_K3Y_P@$$w0rd!'; -- Declare the cleartext to be encrypted DECLARE @Secret nvarchar(255) = 'This is my secret message'; -- Encrypt the message SELECT ENCRYPTBYKEY(KEY_GUID(N'SymKey1'), @secret); -- Close the key again CLOSE SYMMETRIC KEY SymKey1; GO ``` ### 2.4 解密数据 解密使用对称密钥加密的数据与加密过程类似，但使用 `DECRYPTBYKEY` 方法。需要注意的是，`DECRYPTBYKEY` 方法只需要提供要解密的密文，因为加密时使用的对称密钥的 GUID 已经存储在加密数据中。 ```sql OPEN SYMMETRIC KEY SymKey1 DECRYPTION BY PASSWORD = '5yMm3tr1c_K3Y_P@$$w0rd!'; DECLARE @Secret nvarchar(255) = 'This is my secret message'; DECLARE @Encrypted varbinary(max); SET @Encrypted = ENCRYPTBYKEY(KEY_GUID(N'SymKey1'),@secret); SELECT CAST(DECRYPTBYKEY(@Encrypted) AS nvarchar(255)); CLOSE SYMMETRIC KEY SymKey1; GO ``` ### 2.5 ENCRYPTBYPASSPHRASE 函数 在某些情况下，可能希望在不处理创建和安全存储永久对称密钥相关问题的情况下加密数据。`ENCRYPTBYPASSPHRASE` 函数可以根据提供的密码使用 Triple DES 算法生成对称密钥，并使用该密钥对明文进行加密。 ```sql SELECT ENCRYPTBYPASSPHRASE('PassPhrase', 'My Other Secret Message'); GO ``` 解密时，只需将相同的密码和加密文本传递给 `DECRYPTBYPASSPHRASE` 函数。 ```sql SELECT CAST(DECRYPTBYPASSPHRASE('PassPhrase', 0x010000007A65B54B1797E637F3F018C4100468B115CB5B88BEA1A7C36432B0B93B8F616AC8D3BA7307 D5005E) AS varchar(32)); GO ``` ### 2.6 ENCRYPTBYPASSPHRASE 函数的优缺点 - **优点**：无需创建或存储任何密钥或证书，使用方便。 - **缺点**： - 生成的密文只能使用加密时使用的密码进行解密，且 SQL Server 没有提供备份或重新创建密码的机制，如果密码丢失，原始数据将无法恢复。 - 始终使用 Triple DES 算法，可能无法满足某些业务对更强加密算法的需求。 - 对称密钥的强度完全取决于生成它的密码，但 SQL Server 没有对提供给 `ENCRYPTBYPASSPHRASE` 的密码复杂度进行强制要求，可能导致加密强度较弱。 -