MongoDB-Verschlüsselung

Einführung

MongoDB ist eine der beliebtesten NoSQL Datenbanken, die heute von Entwicklern genutzt wird. Sie bietet hohe Leistung, Skalierbarkeit und Flexibilität bei der Verwaltung unstrukturierter Daten. Da Unternehmen jedoch zunehmend sensible Daten in MongoDB-Datenbanken speichern, wird die MongoDB-Verschlüsselung immer wichtiger.

MongoDB bietet mehrere Verschlüsselungsfunktionen zum Schutz von Daten sowohl im Ruhezustand als auch während der Übertragung. Dieser Artikel behandelt die Grundlagen der MongoDB-Verschlüsselung, einschließlich der wichtigsten Funktionen und Codebeispiele zur Einrichtung der Verschlüsselung. Wir werden auch auf die Sicherheitsaspekte der MongoDB-Verschlüsselung eingehen.

Was ist MongoDB-Verschlüsselung?

Die MongoDB-Verschlüsselung kodiert Daten in einer MongoDB-Datenbank, um unbefugten Zugriff ohne den Entschlüsselungsschlüssel zu verhindern. Verschlüsselung schützt sensible Daten vor unbefugtem Zugriff, selbst wenn jemand Zugriff auf die Datenbankdateien oder Backups erhält. MongoDB unterstützt mehrere Arten der Verschlüsselung:

• Verschlüsselung im Ruhezustand: Diese verschlüsselt die auf der Festplatte gespeicherten Daten mithilfe eines Verschlüsselungsschlüssels. Selbst wenn ein Angreifer die Datenbankdateien stiehlt, kann er die Daten ohne den Schlüssel nicht lesen.
• Verschlüsselung während der Übertragung: Diese verschlüsselt die Daten während ihrer Übertragung zwischen dem MongoDB-Server und den Clients. Sie verhindert, dass Angreifer die Daten im Netzwerk abfangen und lesen.
• Verschlüsselung auf Feldebene: Diese ermöglicht die Verschlüsselung bestimmter Felder in einem Dokument anstatt der gesamten Datenbank. Sie bietet eine feinere Kontrolle über die Verschlüsselung von Daten.

Konfigurieren der MongoDB-Verschlüsselung

Um die Verschlüsselung in MongoDB zu aktivieren, müssen Sie sie beim Starten des mongod-Prozesses konfigurieren. Hier sind die wichtigsten Konfigurationsoptionen:

mongod --enableEncryption --encryptionKeyFile /path/to/keyfile

Der –enableEncryption-Flag aktiviert die Verschlüsselung. Der –encryptionKeyFile gibt den Pfad zu einer Schlüsseldatei an, die den Verschlüsselungsschlüssel enthält. Die Schlüsseldatei sollte einen einzelnen Schlüssel mit 32 bis 1024 Zeichen enthalten. Alle Mitglieder eines Replikatsatzes müssen dieselbe Schlüsseldatei verwenden.

Sie können auch den Verschlüsselungsalgorithmus mit dem –encryptionCipherMode-Flag angeben. MongoDB unterstützt die Algorithmen AES256-CBC und AES256-GCM. Zum Beispiel:

mongod --enableEncryption --encryptionKeyFile /path/to/keyfile --encryptionCipherMode AES256-CBC

Um den Netzwerkverkehr zu verschlüsseln, aktivieren Sie TLS/SSL:

mongod --tlsMode requireTLS --tlsCertificateKeyFile /path/to/mongod.pem

Dies erfordert von den Clients, TLS/SSL zu verwenden, um eine Verbindung herzustellen. Sie müssen eine kombinierte PEM-Datei bereitstellen, die das SSL-Zertifikat und den Schlüssel enthält.

Beispiel für die Verschlüsselung auf Feldebene

Die Verschlüsselung auf Feldebene (FLE) ermöglicht die Verschlüsselung bestimmter Felder in Dokumenten. Sie verwendet einen Verschlüsselungsschlüssel, um Felder auf dem Client zu verschlüsseln, bevor sie an MongoDB gesendet werden. Um FLE zu verwenden:

1. Erstellen Sie einen Master-Schlüssel in einem sicheren externen Schlüsselverwaltungssystem
2. Holen Sie die Schlüssel auf den Client und in die Datenbank
3. Geben Sie verschlüsselte Felder im Schema mithilfe von JSON-Schema-Syntax an

Beispielschema:

json

{
  "bsonType": "object",
  "properties": {
    "ssn": {
      "encrypt": {
        "bsonType": "string",
        "algorithm": "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Random"
      }
    },
    "contact": {
      "bsonType": "object",
      "properties": {
        "phoneNumber": {
          "bsonType": "string" 
        },
        "email": {
          "encrypt": {
            "bsonType": "string",
            "algorithm": "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Deterministic"
          } 
        }
      }
    }
  }
}

Dieses Schema legt fest, dass die Felder ssn und contact.email verschlüsselt werden sollen. Wenn Sie ein Dokument einfügen, verschlüsselt der Client diese Felder automatisch, bevor es an MongoDB gesendet wird.

Sie können dann wie gewohnt auf die verschlüsselten Felder abfragen. Der Treiber entschlüsselt die Daten automatisch in den Abfrageergebnissen.

Sicherheitsüberlegungen

MongoDB-Verschlüsselung bietet eine wichtige Sicherheitsebene, ist aber keine vollständige Sicherheitslösung. Hier sind einige weitere Sicherheitsmaßnahmen, die Sie in Betracht ziehen sollten:

• Sichere Schlüsselverwaltung: Die Verschlüsselungsschlüssel sind entscheidend für die Sicherheit Ihrer Daten. Speichern Sie Schlüssel in einem sicheren Schlüsselverwaltungssystem, das von der Datenbank getrennt ist. Drehen Sie Schlüssel regelmäßig.
• Netzwerksicherheit: Verwenden Sie Firewalls und VPNs, um den Zugriff auf MongoDB-Server zu steuern. Begrenzen Sie offene Ports und aktivieren Sie die Authentifizierung für alle Verbindungen.
• Prüfprotokollierung: Aktivieren Sie die Prüfprotokollierungsfunktion von MongoDB, um alle Zugriffe und Änderungen an der Datenbank zu verfolgen. Dies hilft, verdächtige Aktivitäten zu erkennen.
• Minimalprinzip: Halten Sie sich an das Prinzip der minimalen Zugriffsrechte. Gewähren Sie Benutzern nur die minimal erforderlichen Berechtigungen für ihre Rollen.
• Datenmaskierung: Erwägen Sie den Einsatz von Datenmaskierung zusätzlich zur Verschlüsselung, um sensible Daten zusätzlich zu schützen. Maskierung ersetzt echte Daten durch realistische, fiktive Daten.

Drittanbieter-Sicherheitstools für MongoDB-Verschlüsselung

Für fortschrittlichere Sicherheitsanforderungen sollten Sie Tools von Drittanbietern in Betracht ziehen, die für MongoDB entwickelt wurden. Eine hervorragende Option ist DataSunrise, das außergewöhnliche und flexible Werkzeuge für Datensicherheit, Prüfung, Maskierung und Compliance bietet. DataSunrise bietet Funktionen wie Echtzeitüberwachung, automatische Erkennung sensibler Daten, anpassbare Maskierungs- und Sperrregeln. Es unterstützt MongoDB sowie viele andere Datenbanken.

Ich empfehle dringend, sich DataSunrise anzusehen, wenn Sie die Sicherheit Ihrer MongoDB verbessern möchten. Ihr Team bietet kostenlose Online-Demos an, damit Sie ihre leistungsstarken Werkzeuge in Aktion sehen können.

Schlussfolgerung

Die eingebauten Verschlüsselungsfunktionen von MongoDB bieten eine starke Grundlage für die Sicherung Ihrer Daten. Verschlüsseln Sie Daten richtig, schützen Sie sensible Felder und befolgen Sie Sicherheitsrichtlinien, um das Risiko von Datenverletzungen erheblich zu reduzieren. Integrieren Sie fortschrittliche Instrumente wie DataSunrise für eine hochwertige Sicherheitskonfiguration von MongoDB.

Sicherheit ist jedoch ein fortlaufender Prozess. Bleiben Sie über Sicherheitsupdates von MongoDB auf dem Laufenden und überprüfen Sie regelmäßig Ihre Konfiguration. Mit den richtigen Maßnahmen an Ort und Stelle können Sie alle Vorteile von MongoDB nutzen, während Sie Ihre Daten sicher und regelkonform halten.