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执行加密表的预编译SQL语句 // 调用Connection的prepareStatement方法创建预编译语句对象。 PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement("INSERT INTO creditcard_info VALUES (?, ?, ?);"); // 调用PreparedStatement的setShort设置参数。 pstmt.setInt(1, 2); pstmt.setString(2, "joy"); pstmt.setString(3, "6219985678349800033"); // 调用PreparedStatement的executeUpdate方法执行预编译SQL语句。 int rowcount = pstmt.executeUpdate(); // 调用PreparedStatement的close方法关闭预编译语句对象。 pstmt.close();
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执行密态等值密文解密 数据库连接接口PgConnection类型新增解密接口，可以对全密态数据库的密态等值密文进行解密。解密后返回其明文值，通过schema.table.column找到密文对应的加密列并返回其原始数据类型。 表1 新增com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.PgConnection函数接口 方法名 返回值类型 支持JDBC 4 decryptData(String ciphertext, Integer len, String schema, String table, String column) ClientLogicDecryptResult Yes 参数说明： ciphertext 需要解密的密文。 len 密文长度。当取值小于实际密文长度时，解密失败。 schema 加密列所属schema名称。 table 加密列所属table名称。 column 加密列所属column名称。 下列场景可以解密成功，但不推荐： 密文长度入参比实际密文长。 schema.table.column指向其他加密列，此时将返回被指向的加密列的原始数据类型。 表2 新增com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.clientlogic.ClientLogicDecryptResult函数接口 方法名 返回值类型 描述 支持JDBC4 isFailed() Boolean 解密是否失败，若失败返回True，否则返回False。 Yes getErrMsg() String 获取错误信息。 Yes getPlaintext() String 获取解密后的明文。 Yes getPlaintextSize() Integer 获取解密后的明文长度。 Yes getOriginalType() String 获取加密列的原始数据类型。 Yes // 通过非密态连接、逻辑解码等其他方式获得密文后，可使用该接口对密文进行解密 import com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.PgConnection; import com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.clientlogic.ClientLogicDecryptResult; // conn为密态连接 // 调用密态PgConnection的decryptData方法对密文进行解密，通过列名称定位到该密文的所属加密列，并返回其原始数据类型 ClientLogicDecryptResult decrypt_res = null; decrypt_res = ((PgConnection)conn).decryptData(ciphertext, ciphertext.length(), schemaname_str, tablename_str, colname_str); // 检查返回结果类解密成功与否，失败可获取报错信息，成功可获得明文及长度和原始数据类型 if (decrypt_res.isFailed()) { System.out.println(String.format("%s\n", decrypt_res.getErrMsg())); } else { System.out.println(String.format("decrypted plaintext: %s size: %d type: %s\n", decrypt_res.getPlaintext(), decrypt_res.getPlaintextSize(), decrypt_res.getOriginalType())); }
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调用isValid方法刷新缓存示例 // 创建连接conn1 Connection conn1 = DriverManager.getConnection("url","user","password"); // 在另外一个连接conn2中创建客户端主密钥 ... // conn1通过调用isValid刷新缓存，刷新conn1密钥缓存 try { if (!conn1.isValid(60)) { System.out.println("isValid Failed for connection 1"); } } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); return null; }
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执行密态等值密文解密 数据库连接接口PgConnection类型新增解密接口，可以对全密态数据库的密态等值密文进行解密。解密后返回其明文值，通过schema.table.column找到解文对应的密文列并返回其原始数据类型。 表1 新增com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.PgConnection函数接口 方法名 返回值类型 支持JDBC 4 decryptData(String ciphertext, Integer len, String schema, String table, String column) ClientLogicDecryptResult Yes 参数说明： ciphertext 需要解密的密文。 len 密文长度。当取值小于实际密文长度时，解密失败。 schema 加密列所属schema名称。 table 加密列所属table名称。 column 加密列所属column名称。 下列场景可以解密成功，但不推荐： 密文长度入参比实际密文长。 schema.table.column指向其他加密列，此时将返回被指向的加密列的原始数据类型。 表2 新增com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.clientlogic.ClientLogicDecryptResult函数接口 方法名 返回值类型 描述 支持JDBC4 isFailed() Boolean 解密是否失败，若失败返回True，否则返回False。 Yes getErrMsg() String 获取错误信息。 Yes getPlaintext() String 获取解密后的明文。 Yes getPlaintextSize() Integer 获取解密后的明文长度。 Yes getOriginalType() String 获取加密列的原始数据类型。 Yes // 通过非密态连接、逻辑解码等其他方式获得密文后，可使用该接口对密文进行解密 import com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.PgConnection; import com.huawei.gaussdb.jdbc.jdbc.clientlogic.ClientLogicDecryptResult; // conn为密态连接 // 调用密态PgConnection的decryptData方法对密文进行解密，通过列名称定位到该密文的所属加密列，并返回其原始数据类型 ClientLogicDecryptResult decrypt_res = null; decrypt_res = ((PgConnection)conn).decryptData(ciphertext, ciphertext.length(), schemaname_str, tablename_str, colname_str); // 检查返回结果类解密成功与否，失败可获取报错信息，成功可获得明文及长度和原始数据类型 if (decrypt_res.isFailed()) { System.out.println(String.format("%s\n", decrypt_res.getErrMsg())); } else { System.out.println(String.format("decrypted plaintext: %s size: %d type: %s\n", decrypt_res.getPlaintext(), decrypt_res.getPlaintextSize(), decrypt_res.getOriginalType())); }
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执行加密表的预编译SQL语句 // 调用Connection的prepareStatement方法创建预编译语句对象。 PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO creditcard_info VALUES (?, ?, ?);"); // 调用PreparedStatement的setShort设置参数。 pstmt.setInt(1, 2); pstmt.setString(2, "joy"); pstmt.setString(3, "6219985678349800033"); // 调用PreparedStatement的executeUpdate方法执行预编译SQL语句。 int rowcount = pstmt.executeUpdate(); // 调用PreparedStatement的close方法关闭预编译语句对象。 pstmt.close();
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外部密钥服务的身份验证 当数据库驱动访问华为云密钥管理服务时，为避免攻击者伪装为密钥服务，在数据库驱动与密钥服务建立https连接的过程中，可通过CA证书验证密钥服务器的合法性。为此，需提前配置CA证书，如果未配置，将不会验证密钥服务的身份。本节介绍如何下载与配置CA证书。 配置方法 在key_info参数的中，增加证书相关参数即可。 使用gsql时 gaussdb=# \key_info keyType=huawei_kms,iamUrl=https://iam.example.com/v3/auth/tokens,iamUser={ IAM 用户名},iamPassword={IAM用户密码},iamDomain={账号名},kmsProject={项目},iamCaCert=/路径/IAM的CA证书文件,kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件 gaussdb=# \key_info keyType=huawei_kms,kmsProjectId={项目ID},ak={AK},sk={SK},kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件 使用JDBC时 conn.setProperty("key_info", "keyType=huawei_kms," + "iamUrl=https://iam.example.com/v3/auth/tokens," + "iamUser={IAM用户名}," + "iamPassword={IAM用户密码}," + "iamDomain={账号名}," + "kmsProject={项目}," + "iamCaCert=/路径/IAM的CA证书文件," + "kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件"); conn.setProperty("key_info", "keyType=huawei_kms, kmsProjectId={项目ID}, ak={AK}, sk={SK}, kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件"); 获取证书 大部分浏览器均会自动下载网站对应的CA证书，并提供证书导出功能。虽然，诸如https://www.ssleye.com/ssltool/certs_down.html等很多网站也提供自动下载CA证书的功能，但可能因本地环境中存在代理或网关，导致CA证书无法正常使用。所以，建议借助浏览器下载CA证书。下载方式如下： 由于使用restful接口访问密钥服务，当在浏览器输入接口对应的url时，可忽略下述2中的失败页面，因为即使在失败的情况下，浏览器也早已提前自动下载CA证书。 输入 域名 ：打开浏览器，在华为云场景中，分别输入IAM服务器地址和KMS服务器地址，地址获取方式参见：生成主密钥阶段。 查找证书：在每次输入域名后，找到SSL连接相关信息，单击后会发现证书，继续单击可查看证书内容。 导出证书：在证书查看页面，可能会看到证书分为很多级，仅需要域名的上一级证书即可，选择该证书并单击导出，便可直接生成证书文件，即需要的证书文件。 上传证书：将导出的证书上传至应用端，并配置到上述参数中即可。
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前向兼容 在上文中，支持通过key_info设置访问外部密钥管理的参数： 使用gsql时，通过元命令\key_info xxx设置。 使用JDBC时，通过连接参数conn.setProperty(“key_info”, “xxx”)设置 为保持前向兼容，还支持通过环境变量等方式设置访问主密钥的参数。 第一次配置使用密态数据库时，可忽略下述方法。如果以前使用下述方法配置密态数据库，建议改用’key_info’配置 使用系统级环境变量配置的方式如下： export HUAWEI_KMS_INFO='iamUrl=https://iam.{项目}.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens,iamUser={IAM用户名},iamPassword={IAM用户密码},iamDomain={账号名},kmsProject={项目}' # 该方法中操作系统日志可能会记录环境变量中的敏感信息，使用过程中注意及时清理。 还可通过标准库接口设置进程级环境变量，不同语言设置方法如下： C/C++ setenv("HIS_KMS_INFO", "xxx"); GO os.Setenv("HIS_KMS_INFO", "xxx");
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外部密钥服务的身份验证 当数据库驱动访问华为云密钥管理服务时，为避免攻击者伪装为密钥服务，在数据库驱动与密钥服务建立https连接的过程中，可通过CA证书验证密钥服务器的合法性。为此，需提前配置CA证书，如果未配置，将不会验证密钥服务的身份。本节介绍如何下载与配置CA证书。 配置方法 在key_info参数的中，增加证书相关参数即可。 使用gsql时 gaussdb=# \key_info keyType=huawei_kms,iamUrl=https://iam.example.com/v3/auth/tokens,iamUser={IAM用户名},iamPassword={IAM用户密码},iamDomain={账号名},kmsProject={项目},iamCaCert=/路径/IAM的CA证书文件,kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件 gaussdb=# \key_info keyType=huawei_kms,kmsProjectId={项目ID},ak={AK},sk={SK},kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件 使用JDBC时 conn.setProperty("key_info", "keyType=huawei_kms," + "iamUrl=https://iam.{example.com/v3/auth/tokens," + "iamUser={IAM用户名}," + "iamPassword={IAM用户密码}," + "iamDomain={账号名}," + "kmsProject={项目}," + "iamCaCert=/路径/IAM的CA证书文件," + "kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件"); conn.setProperty("key_info", "keyType=huawei_kms, kmsProjectId={项目ID}, ak={AK}, sk={SK}, kmsCaCert=/路径/KMS的CA证书文件");
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前向兼容 在上文中，支持通过key_info设置访问外部密钥管理的参数： 使用gsql时，通过元命令\key_info xxx设置。 使用JDBC时，通过连接参数conn.setProperty(“key_info”, “xxx”)设置。 为保持前向兼容，还支持通过环境变量等方式设置访问主密钥的参数。 第一次配置使用密态数据库时，可忽略下述方法。如果以前使用下述方法配置密态数据库，建议改用’key_info’配置。 使用系统级环境变量配置的方式如下： export HUAWEI_KMS_INFO='iamUrl=https://iam.{项目}.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens,iamUser={IAM用户名},iamPassword={IAM用户密码},iamDomain={账号名},kmsProject={项目}' # 该方法中操作系统日志可能会记录环境变量中的敏感信息，使用过程中注意及时清理。 还可通过标准库接口设置进程级环境变量，不同语言设置方法如下： C/C++ setenv("HIS_KMS_INFO", "xxx"); GO os.Setenv("HIS_KMS_INFO", "xxx");
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配置阶段 配置访问外部密钥的参数 华为云场景 通过环境变量配置如下信息： export HUAWEI_KMS_INFO='iamUrl=https://iam.{项目}.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens, iamUser={IAM用户名}, iamPassword={IAM用户密钥}, iamDomain={账号名}, kmsProject={项目}' 在华为云控制台中，点击右上角用户名，并进入“我的凭证”，可看到下图所示页面，该页面可获取上述所需参数：项目、IAM用户名、账号名。另外，请记住本页面的项目ID，在后续执行DDL阶段中创建主密钥语法时，需使用该项目ID。 图1 华为云参数获取页面 # 示例 export HUAWEI_KMS_INFO='iamUrl=https://iam.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens, iamUser=test_user, iamPassword=**********, iamDomain=test_account, kmsProject=cn-north-4'
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生成主密钥阶段 首次使用密态数据库需要执行准备阶段步骤，后续跳过该阶段即可。 密态数据库支持使用不同的外部密钥来管理主密钥，根据场景选择其中一种即可。 华为云场景 用户需先在打开华为云官网，注册账号，登录账号。 在华为云中搜索“ 统一身份认证 服务”，进入该服务，如图所示选择“用户”功能，并创建一个IAM用户，为IAM用户设置IAM密码，并为新的IAM用户设置使用“ 数据加密 服务”的权限。 接下来，请重新回到登录页面，登录方式选择为“IAM用户”，使用新创建的IAM用户进行登录。后续操作均由该IAM用户完成。 在华为云中搜索“数据加密服务”，进入该服务，如下图所示，选择“密钥管理”功能，并通过“创建密钥”按钮创建密钥，密钥创建成功后，可看到每个密钥都具有1个密钥ID。请记住该密钥ID，在后续执行DDL阶段中创建主密钥语法时，需使用该密钥ID。 本步生成的密钥即密态数据库中使用的主密钥，该密钥将由华为云密钥管理服务存储。以后执行与加解密相关的SQL语句时，数据库驱动会通过华为云的restful接口自动访问该密钥。
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加密模型 全密态数据库使用多级加密模型，加密模型中涉及3个对象：数据、列密钥和主密钥，以下是对3个对象的介绍： 数据： 指SQL语法中包含的数据，比如INSERT...VALUES ('data')语法中包含'data'。 指从数据库服务端返回的查询结果，比如执行SELECT...语法返回的查询结果。 密态数据库会在驱动中对SQL语法中属于加密列的数据进行加密，对数据库服务端返回的属于加密列的查询结果进行解密。 列密钥：数据由列密钥进行加密，列密钥由数据库驱动生成或由用户手动导入，列密钥密文存储在数据库服务端。 主密钥：列密钥由主密钥加密，主密钥由外部密钥管理者生成并存储。数据库驱动会自动访问外部密钥管理者，以实现对列密钥进行加解密。
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整体流程 在使用全密态数据库的过程中，主要流程包括如下五个阶段，本节介绍整体流程，使用gsql操作密态数据库、使用JDBC操作密态数据库章节介绍详细使用流程。 一、生成主密钥阶段：首先，需在华为云密钥服务中，生成主密钥，并准备用于访问主密钥的参数，比如密钥ID、密钥服务账号等。 二、配置阶段：在数据库驱动侧，设置用于访问主密钥的参数。 三、执行DDL阶段：在本阶段，用户可使用密态数据库的密钥语法依次定义主密钥和列密钥，然后定义表并指定表中某列为加密列。定义主密钥和列密钥的过程中，需访问上一阶段生成的主密钥。 四、执行DML阶段：在创建加密表后，用户可直接执行包含但不限于INSERT、SELECT、UPDATE、DELETE等语法，数据库驱动会自动根据上一阶段的加密定义自动对加密列中的数据进行加解密。 五、清理阶段：依次删除加密表、列密钥和主密钥。
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配置阶段 配置访问外部密钥的参数 华为云场景 通过环境变量配置如下信息： export HUAWEI_KMS_INFO='iamUrl=https://iam.{项目}.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens, iamUser={IAM用户名}, iamPassword={IAM用户密钥}, iamDomain={账号名}, kmsProject={项目}' 在华为云控制台中，点击右上角用户名，并进入“我的凭证”，可看到下图所示页面，该页面可获取上述所需参数：项目、IAM用户名、账号名。另外，请记住本页面的项目ID，在后续执行DDL阶段中创建主密钥语法时，需使用该项目ID。 图1 华为云参数获取页面 # 示例 export HUAWEI_KMS_INFO='iamUrl=https://iam.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens, iamUser=test_user, iamPassword=**********, iamDomain=test_account, kmsProject=cn-north-4'
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生成主密钥阶段 首次使用密态数据库需要执行准备阶段步骤，后续跳过该阶段即可。 密态数据库支持使用不同的外部密钥来管理主密钥，根据场景选择其中一种即可。 华为云场景 用户需先在打开华为云官网，注册账号，登录账号。 在华为云中搜索“统一身份认证服务”，进入该服务，如图所示选择“用户”功能，并创建一个IAM用户，为IAM用户设置IAM密码，并为新的IAM用户设置使用“数据加密服务”的权限。 接下来，请重新回到登录页面，登录方式选择为“IAM用户”，使用新创建的IAM用户进行登录。后续操作均由该IAM用户完成。 在华为云中搜索“数据加密服务”，进入该服务，如下图所示选择“密钥管理”功能，并通过“创建密钥”按钮创建密钥，密钥创建成功后，可看到每个密钥都具有1个密钥ID。请记住该密钥ID，在后续执行DDL阶段中创建主密钥语法时，需使用该密钥ID。 本步生成的密钥即密态数据库中使用的主密钥，该密钥将由华为云密钥管理服务存储。以后执行与加解密相关的SQL语句时，数据库驱动会通过华为云的restful接口自动访问该密钥。
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