面试题：HBase共享页面安全防护下的数据加密策略

Question

假设HBase共享页面存储了大量敏感数据，从数据存储到数据传输过程，如何设计一套完整的数据加密策略，确保数据在各个环节的安全性？请结合HBase的架构特点进行说明。

Answer 1

数据存储加密

1. 存储层加密：利用HBase的透明数据加密（TDE）特性。在HBase配置文件（如hbase-site.xml）中启用TDE相关配置。例如，配置加密密钥管理系统（KMS）的地址和密钥信息。这使得HBase在将数据写入HDFS存储之前，使用指定密钥对数据进行加密。对于不同表或列族，可以使用不同的密钥，增强安全性。
2. 列族级加密：对于敏感数据所在列族，在应用层面，在数据写入HBase前，使用对称加密算法（如AES）对数据进行加密。在读取数据时，从HBase读出密文后，使用相同密钥解密。这样即使HDFS存储的文件被获取，没有密钥也无法解密数据。

数据传输加密

1. 内部通信加密：HBase集群内部节点（如RegionServer之间、RegionServer与Master之间）通信使用SSL/TLS协议加密。在HBase配置文件中配置SSL相关参数，如证书路径等。这确保数据在集群内部传输时不被窃听和篡改。
2. 客户端与集群通信加密：客户端与HBase集群通信同样采用SSL/TLS加密。客户端在连接HBase集群时，验证服务器端证书，确保连接到合法的HBase服务。同时，客户端发送和接收的数据都经过加密，防止数据在传输过程中被中间人攻击获取或篡改。

密钥管理

1. 集中式密钥管理：使用专业的密钥管理系统（KMS），如HashiCorp Vault、AWS KMS等。KMS集中管理加密密钥，提供密钥生成、存储、分发和更新功能。只有授权的HBase组件（如RegionServer）可以从KMS获取密钥用于数据加解密。
2. 密钥生命周期管理：对密钥进行严格的生命周期管理，包括定期更新密钥，防止密钥长期使用被破解。在密钥更新时，逐步对HBase中的数据进行重新加密，确保数据始终处于加密保护状态。同时，记录密钥的使用和变更日志，便于审计和安全追溯。