面试题：MySQL高可用性集群中数据加密策略及实施方法

Question

在MySQL高可用性集群架构下，说明常用的数据加密策略，如透明数据加密（TDE）等，并详细阐述如何实施这些加密策略以确保数据安全，包括可能涉及到的配置步骤和潜在风险。

Answer 1

常用数据加密策略

1. 透明数据加密（TDE）：TDE 加密数据库文件，在数据写入磁盘时加密，读取时解密。对应用透明，无需修改应用代码。
2. 列级加密：对特定列数据进行加密，如敏感信息列（身份证号、银行卡号等）。可使用对称或非对称加密算法。
3. 传输层加密：通过 SSL/TLS 加密客户端与数据库服务器间传输的数据，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。

实施透明数据加密（TDE）

1. 配置步骤：
   • 安装加密插件：在 MySQL 服务器上安装 TDE 相关插件，不同版本安装方式有差异，一般需获取插件文件并放置到指定目录。
   • 生成加密密钥：使用 MySQL 提供的工具或函数生成加密密钥，密钥需妥善保管。
   • 配置加密选项：修改 MySQL 配置文件（如 my.cnf 或 my.ini），启用 TDE 相关配置项，指定密钥位置等。
   • 重启 MySQL 服务：使配置生效。
   • 加密现有数据：执行特定 SQL 语句对现有数据库文件进行加密。
2. 潜在风险：
   • 密钥管理风险：密钥丢失或泄露会导致数据无法解密或被非法访问。需建立严格密钥备份和访问控制机制。
   • 性能影响：加密和解密操作会消耗服务器资源，可能导致数据库性能下降。可通过优化服务器硬件或调整加密算法缓解。
   • 兼容性问题：某些 MySQL 版本或插件可能存在兼容性问题，升级或更换插件时需全面测试。

实施列级加密

1. 配置步骤：
   • 选择加密算法：如 AES（对称加密）。
   • 修改表结构：添加用于存储加密后数据的列。
   • 编写加密和解密函数：在应用层或数据库层编写函数，使用选定算法进行加密和解密。
   • 更新数据：对已有数据进行加密处理并更新到新列。应用读取数据时调用解密函数。
2. 潜在风险：
   • 应用代码修改：需要修改应用代码以处理加密和解密逻辑，可能引入新的代码错误。
   • 查询复杂度增加：由于数据加密，基于加密列的查询变得复杂，可能影响查询性能。

实施传输层加密

1. 配置步骤：
   • 生成 SSL/TLS 证书：可使用 OpenSSL 等工具生成证书和私钥。
   • 配置 MySQL 服务器：在 MySQL 配置文件中指定证书、私钥和 CA 证书路径，启用 SSL/TLS 加密。
   • 配置客户端：在客户端连接字符串中指定使用 SSL/TLS 加密，并提供 CA 证书路径。
2. 潜在风险：
   • 证书管理：证书过期或丢失需及时更新和恢复，否则会导致连接失败。
   • 性能开销：加密和解密传输数据会带来额外性能开销，影响网络传输速度。