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SQL Server 2008中的代碼安全(六) 對稱密鑰加密

編輯:SqlServer2008

證書和非對稱密鑰使用數據庫級的內部公鑰加密數據,並且使用數據庫級內部私鑰解密數據。而對稱密鑰相對簡單,它們包含一個同時用來加密和解密的密鑰。困此,使用對稱密鑰加密數據更快,並且用在大數據時更加合適。盡管復雜度是考慮使用它的因素,但它仍然是一個很好的加密數據的選擇。

 我們看一組例子:

示例一、創建對稱密鑰

對稱密鑰的特性是:在數據庫會話中使用它對數據進行加密和解密前必須首先打開。

創建對稱密鑰使用如下命令:CREATE SYMMETRIC KEY  創建對稱密鑰。(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms188357.aspx)
復制代碼 代碼如下:
use DB_Encrypt_Demo
go

-- 創建一個用於加密對稱密鑰的非對稱密鑰
CREATE ASYMMETRIC KEY symDemoKey --名稱
WITH ALGORITHM = RSA_512 --加密算法
ENCRYPTION BY PASSWORD = 'TestSYM456!'--密碼

-- 創建一個對稱密鑰
CREATE SYMMETRIC KEY sym_Demo
WITH ALGORITHM = TRIPLE_DES
ENCRYPTION BY ASYMMETRIC KEY symDemoKey

示例二、查看當前數據庫中的對稱密鑰

使用目錄視圖sys.symmetric_keys(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms189446.aspx)來查看。
復制代碼 代碼如下:
--查看當前數據庫中的非對稱密鑰
use DB_Encrypt_Demo
go
SELECT name, algorithm_desc FROM sys.symmetric_keys
----結果返回
/*
name algorithm_desc
sym_Demo TRIPLE_DES
*/

示例三、修改非對稱密鑰的加密方式

你可以使用ALTER SYMMETRIC KEY(http://technet.microsoft.com/en-us/library/ms189440.aspx)命令修改對稱密鑰的加密方式。但執行前必須使用OPEN SYMMETRIC KEY(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms190499.aspx)命令打開它。
復制代碼 代碼如下:
use DB_Encrypt_Demo
go

--先用私鑰密碼打開對稱密鑰
OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo
DECRYPTION BY ASYMMETRIC KEY symDemoKey
WITH PASSWORD = 'TestSYM456!'

--打開之後,先增加密碼加密,取代原密鑰
ALTER SYMMETRIC KEY sym_Demo
ADD ENCRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456'
--再刪除非對稱密鑰加密
ALTER SYMMETRIC KEY sym_Demo
DROP ENCRYPTION BY ASYMMETRIC KEY symDemoKey
--完成操作後,關閉對稱密鑰
CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo

示例四、使用對稱密鑰對數據進行加密和解密

1、為了使用對稱密鑰對數據進行加密,必須首先打開它,然後使用函數EncryptByKey 加密數據。(http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms174361.aspx)

2、使用DecryptByKey來解密使用對稱密鑰加密的數據。注意DecryptByKey不像甩EncryptByKey,無須使用對稱密鑰GUID。因此,為了解密,必須打開正確的對稱密鑰會話,否則會顯示null。

下面是一個例子:
復制代碼 代碼如下:
/****************************[email protected]***********************/
USE DB_Encrypt_Demo
GO
--創建測試數據表,用於對稱加密
CREATE TABLE dbo.PWDQuestion
(CustomerID int NOT NULL PRIMARY KEY,
PasswordHintQuestion nvarchar(300) NOT NULL,
PasswordHintAnswer varbinary(200) NOT NULL)
GO
--插入加密數據
OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo
DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456'
INSERT dbo.PWDQuestion
(CustomerID, PasswordHintQuestion, PasswordHintAnswer)
VALUES
(12, '您出生的醫院名稱?',
EncryptByKey(Key_GUID('sym_Demo '), '杭州市一'))
CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo

查看未加密的數據:
復制代碼 代碼如下:
--解密數據
OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo
DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456'
SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,
CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer) as varchar(200)) PasswordHintAnswer
FROM dbo.PWDQuestion
WHERE CustomerID = 12
--打開後切記關閉!!![email protected]
CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo

邀月工作室
復制代碼 代碼如下:
--不打開直接讀取
SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,
CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer) as varchar(200)) PasswordHintAnswer
FROM dbo.PWDQuestion
WHERE CustomerID = 12

邀月工作室

至此,好像已經大功告成了,別,千萬別高興得太早!

這裡有個問題,如果惡意用戶不知道CustomerID=13的PasswordHintAnswer列的真實值,但知道CustomerID=14的PasswordHintAnswer列的真實值,則完全可以通過惡意替換PasswordHintAnswer列而繞過加密!![email protected]此時,我們索性連CustomerID列作為驗證列也一起加密,以絕後患 !

注意:加密的驗證列也可以由另一個相關表的列作為參數傳入。

看一個完整的例子:
復制代碼 代碼如下:
truncate table dbo.PWDQuestion
go

--添加兩個未加密的行
INSERT dbo.PWDQuestion
(CustomerID, PasswordHintQuestion, PasswordHintAnswer)
select 13, '您出生的醫院名稱?',cast('浙江婦保院' as varbinary)
union all
select 14, '您出生的醫院名稱?',cast('浙江婦保二院' as varbinary)


--打開對稱密鑰,連CustomerID列一起加密
OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo
DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456'
UPDATE dbo.PWDQuestion
SET PasswordHintAnswer =
EncryptByKey(Key_GUID('sym_Demo'),
PasswordHintAnswer,1,--1表示使用驗證器值
CAST(CustomerID as varbinary))
WHERE CustomerID in (13,14)
--打開後切記關閉!!![email protected]
CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo


--此時必須這樣查看原數據
OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo
DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456'
SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,
CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer, 1,--1表示使用驗證器值
CAST(CustomerID as varbinary)) as varchar(200)) PasswordHintAnswer
FROM dbo.PWDQuestion
WHERE CustomerID = 13
--打開後切記關閉!!![email protected]
CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo

惡意替換開始:
復制代碼 代碼如下:
/**********************************************************
--我們用剛才的CustomerID = 13的PasswordHintAnswer列值
--替換CustomerID = 14的PasswordHintAnswer列值,
--再用剛才讀取14的方法讀取真實值
**********************************************************/

update dbo.PWDQuestion set PasswordHintAnswer=
(select PasswordHintAnswer from dbo.PWDQuestion where CustomerID = 14)
where CustomerID = 13

此時,我們再查看:
復制代碼 代碼如下:
OPEN SYMMETRIC KEY sym_Demo
DECRYPTION BY PASSWORD = 'newnew!456'
SELECT CustomerID,PasswordHintQuestion,
CAST(DecryptByKey(PasswordHintAnswer, 1,--1表示使用驗證器值
CAST(CustomerID as varbinary)) as varchar(200)) PasswordHintAnswer,
PasswordHintAnswer as binaryValue
FROM dbo.PWDQuestion
WHERE CustomerID in(13,14)
--打開後切記關閉!!![email protected]
CLOSE SYMMETRIC KEY sym_Demo

邀月工作室

郎勒個郎!爽吧!雖然復制了相同的二進制數據,可是讀取結果令攻擊者大失所望啊!

示例五、刪除對稱密鑰

命令:DROP SYMMETRIC KEY 刪除指定的對稱密鑰( http://technet.microsoft.com/en-us/library/ms182698.aspx)

例子:
DROP SYMMETRIC KEY symDemoKey

注意:如果加密密鑰打開沒有關閉,則drop失敗。

小結:

1、本文主要介紹對稱密鑰的創建、刪除、查看以及用它來修改加密方式、進行數據的加密和解密。

2、對稱密鑰的特性是:在數據庫會話中使用它對數據進行加密和解密前必須首先打開。

3、對稱密鑰可用於大數據的加密。

下文將主要介紹證書加密(Certificate Encryption)

邀月
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