面试题：MySQL Schema设计时如何保障数据的保密性

Question

当设计MySQL Schema以存储敏感数据时，从数据加密、权限控制等方面阐述如何保障数据保密性，以及这些措施对Schema结构和性能的影响。

Answer 1

数据加密

1. 字段级加密：
   • 方法：使用加密函数（如在MySQL 8.0及以上版本支持的CREATE ENCRYPTED COLUMN语法）对敏感字段进行加密存储。例如，对于用户密码字段password，可以采用CREATE TABLE users (id INT, password VARBINARY(255) ENCRYPTED WITH 'aes-256-cbc' STORED AS ('iv' = '1234567890123456', 'key' = 'my_secret_key'));。
   • 对Schema结构影响：会改变字段的数据类型，通常从明文类型（如VARCHAR）变为VARBINARY等二进制类型，因为加密后的数据是以二进制形式存储。
   • 对性能影响：加密和解密操作会增加CPU的负载，导致插入、更新和查询操作变慢。插入和更新时需要加密数据，查询时需要先解密数据。
2. 透明数据加密（TDE）：
   • 方法：MySQL Enterprise Edition支持TDE，它对整个数据库文件进行加密。启用TDE后，数据库文件在磁盘上以加密形式存储，当数据库服务器读取或写入文件时，数据会自动解密或加密。
   • 对Schema结构影响：Schema结构本身不受影响，因为加密是在文件层面，对数据库的逻辑结构没有改变。
   • 对性能影响：由于文件的加密和解密操作，会带来一定的I/O性能开销，尤其是在大数据量读写时。

权限控制

1. 用户权限管理：
   • 方法：使用GRANT和REVOKE语句来控制用户对敏感数据的访问权限。例如，只允许特定用户对users表的非敏感字段有SELECT权限，而对敏感字段（如password）没有任何权限：GRANT SELECT (id, username) ON database_name.users TO'specific_user'@'host';。
   • 对Schema结构影响：不影响Schema的物理或逻辑结构，但从安全设计角度，可能需要在创建表和用户时，根据权限规划进行合理安排。
   • 对性能影响：权限检查在每次数据库操作时都会进行，会带来轻微的性能开销，但相比加密操作，这种开销通常较小。
2. 角色权限管理：
   • 方法：创建角色并赋予角色特定的权限，然后将用户添加到角色中。例如，创建一个finance_role角色，对财务相关表有特定的读写权限，然后将相关财务人员的用户添加到该角色：CREATE ROLE 'finance_role'; GRANT SELECT, INSERT, UPDATE ON finance_table TO 'finance_role'; GRANT 'finance_role' TO 'user1'@'host', 'user2'@'host';。
   • 对Schema结构影响：不影响Schema结构，但在设计Schema时，可以考虑按业务功能（如财务、人事等）对表进行划分，以便更好地进行角色权限管理。
   • 对性能影响：与用户权限管理类似，角色权限检查带来的性能开销较小。