SSL/TLS 证书管理，文件与数据库加密技术
一、数据加密的整体框架
数据加密通常分为三大场景：
| 场景 | 典型技术 | 目标 |
|---|---|---|
| 传输加密 | SSL/TLS、HTTPS、证书体系 | 防止数据在网络传输中被窃听或篡改 |
| 文件加密 | AES、RSA、PGP、磁盘加密 | 保护静态文件不被未授权访问 |
| 数据库加密 | TDE、列级加密、应用层加密 | 防止数据库泄露后数据被直接读取 |
这三类技术构成企业数据安全体系的核心。
二、SSL/TLS 证书管理
1. SSL/TLS 的作用
SSL/TLS 通过以下机制保障传输安全：
- 身份认证：服务器（可选客户端）通过证书证明身份
- 数据加密：对称加密（AES）保护传输内容
- 完整性校验：防止中间人篡改数据
2. 证书类型与选择
（1）按验证级别分类
| 类型 | 验证强度 | 适用场景 |
|---|---|---|
| DV（域名验证） | 低 | 个人网站、测试环境 |
| OV（组织验证） | 中 | 企业官网、业务系统 |
| EV（扩展验证） | 高 | 金融、电商、政务 |
（2）按部署方式分类
- 单域名证书：保护一个域名
- 通配符证书：保护 *.example.com
- 多域名证书（SAN）：保护多个不同域名
3. 证书生命周期管理（核心）
（1）申请与签发
- 生成 CSR（包含公钥与域名信息）
- CA 验证域名/组织
- 签发证书（含公钥、有效期、签名）
（2）部署与配置
- 配置私钥 + 证书链
- 启用 TLS1.2/1.3
- 禁用弱加密套件（如 RC4、3DES）
（3）更新与续期
- 证书有效期通常为 90 天（如 Let's Encrypt）或 1 年
- 必须提前自动化续期（Certbot、acme.sh）
（4）吊销与替换
- 私钥泄露
- 域名变更
- 组织信息变更
4. SSL/TLS 最佳实践清单
- 使用 TLS 1.2/1.3
- 禁用 HTTP 明文，强制跳转 HTTPS
- 启用 HSTS 防止降级攻击
- 使用 ECDHE 实现前向安全性
- 自动化证书续期
- 定期扫描 SSL 配置（SSL Labs）
三、文件加密技术
1. 文件加密的两大模式
（1）对称加密（AES）
- 加密/解密使用同一密钥
- 速度快、适合大文件
- 常用算法：AES-128/256、ChaCha20
（2）非对称加密（RSA/EC）
- 公钥加密、私钥解密
- 适合密钥交换、小文件加密
- 常用算法：RSA2048/4096、ECC（更高安全性）
2. 文件加密的典型方案
（1）PGP/GPG
- 适合跨组织文件传输
- 支持签名 + 加密
- 常用于邮件、备份文件保护
（2）磁盘级加密（FDE）
- BitLocker、FileVault、LUKS
- 保护整块磁盘，适合服务器/笔记本
（3）应用层文件加密
- 应用生成 AES 密钥
- 使用 RSA/ECC 加密 AES 密钥
- 文件使用 AES 加密
3. 文件加密最佳实践
- 使用 AES-256-GCM
- 密钥与文件分离存储
- 使用 HSM/KMS 管理密钥
- 定期轮换密钥
- 对敏感文件启用访问审计
四、数据库加密技术
1. 数据库加密的三种层级
（1）透明数据加密（TDE）
- 数据库自动加密数据文件
- 对应用透明
- 适合：MySQL、PostgreSQL、SQL Server、Oracle
优点 ：部署简单
缺点：无法防止数据库账号泄露导致的访问
（2）列级加密（Column Encryption）
- 对敏感字段（如身份证、手机号）单独加密
- 常用：AES、RSA、SM4
优点 ：更细粒度
缺点：需要应用改造
（3）应用层加密（End-to-End）
- 应用在写入前加密
- 数据库永远看不到明文
优点 ：安全性最高
缺点：开发成本高、无法索引明文字段
2. 数据库加密的密钥管理
密钥管理是数据库加密的核心：
- 使用 KMS（AWS KMS、Azure Key Vault、HashiCorp Vault）
- 密钥分级：主密钥（Master Key）+ 数据密钥（DEK）
- 定期轮换
- 密钥访问最小权限
- 审计密钥使用记录
3. 数据库加密最佳实践
- 优先启用 TDE 保护数据文件
- 对敏感字段使用 列级加密
- 对极高敏感数据使用 应用层加密
- 密钥统一托管在 KMS/HSM
- 对加密字段使用 Token 化减少查询影响
五、常见误区与风险点
| 误区 | 风险 |
|---|---|
| 只启用 HTTPS 就认为安全 | 数据库、文件仍可能泄露 |
| 证书不自动续期 | 业务中断 |
| 密钥与加密文件放在同一服务器 | 等于未加密 |
| 只用 TDE 保护数据库 | 无法防止内部账号滥用 |
| 使用弱加密算法（MD5、DES） | 易被破解 |
六、企业落地方案（可直接复用）
1. 传输层
- 全站 HTTPS
- TLS1.2/1.3
- 自动化证书续期
- 配置 HSTS、OCSP Stapling
2. 文件层
- 服务器磁盘启用 FDE
- 备份文件使用 AES-256 加密
- 跨组织传输使用 PGP
3. 数据库层
- 启用 TDE
- 敏感字段列级加密
- 密钥托管在 KMS
- 定期密钥轮换与审计
七、总结：数据加密的核心原则
- 传输加密防窃听
- 文件加密防泄露
- 数据库加密防内部滥用
- 密钥管理是整个体系的灵魂