MongoDB Verschlüsselung

Einführung

MongoDB ist eine der beliebtesten NoSQL Datenbanken, die heute von Entwicklern genutzt wird. Sie bietet hohe Leistung, Skalierbarkeit und Flexibilität für die Verwaltung unstrukturierter Daten. Organisationen müssen jedoch sicherstellen, dass die MongoDB Verschlüsselung kritisch wird, wenn sie sensiblere Daten in MongoDB-Datenbanken speichern.

MongoDB bietet mehrere Verschlüsselungsfunktionen, um Daten sowohl im Ruhezustand als auch während der Übertragung zu schützen. 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 codiert Daten in einer MongoDB-Datenbank, um unbefugten Zugriff ohne den Entschlüsselungsschlüssel zu verhindern. Die Verschlüsselung hilft, sensible Daten vor unbefugtem Zugriff zu schützen, selbst wenn jemand Zugang zu den Datenbankdateien oder Sicherungen erhält. MongoDB unterstützt verschiedene Arten von Verschlüsselung:

Verschlüsselung im Ruhezustand: Dies verschlüsselt die Dateien auf der Festplatte mit einem Verschlüsselungsschlüssel. Selbst wenn ein Angreifer die Datenbankdateien stiehlt, kann er die Daten ohne den Schlüssel nicht lesen.
Verschlüsselung während der Übertragung: Dies verschlüsselt die Daten, während sie zwischen dem MongoDB-Server und den Clients übertragen werden. Es verhindert, dass Angreifer die Daten über das Netzwerk abfangen und lesen.
Feld-Verschlüsselung: Dies ermöglicht die Verschlüsselung bestimmter Felder in einem Dokument anstelle der gesamten Datenbank. Es bietet eine granularere Kontrolle über die Datenverschlüsselung.

Konfiguration 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

Das Flag –enableEncryption schaltet die Verschlüsselung ein. Das –encryptionKeyFile gibt den Pfad zu einer Schlüsseldatei an, die den Verschlüsselungsschlüssel enthält. Die Schlüsseldatei sollte einen einzigen Schlüssel mit 32 bis 1024 Zeichen enthalten. Alle Mitglieder eines Replikatsatzes müssen die gleiche Schlüsseldatei verwenden.

Sie können den Verschlüsselungsalgorithmus auch mit dem Flag –encryptionCipherMode 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, dass Clients TLS/SSL verwenden, um eine Verbindung herzustellen. Sie müssen eine kombinierte PEM-Datei bereitstellen, die das SSL-Zertifikat und den Schlüssel enthält.

Beispiel für Feld-Verschlüsselung

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

Generieren Sie einen Hauptschlüssel in einem sicheren externen Schlüsselverwaltungssystem
Holen Sie die Schlüssel in den Client und die Datenbank
Geben Sie verschlüsselte Felder im Schema mit der 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"
          } 
        }
      }
    }
  }
}

Dies gibt an, dass die Felder ssn und contact.email verschlüsselt werden sollen. Wenn Sie ein Dokument einfügen, verschlüsselt der Client diese Felder automatisch, bevor sie an MongoDB gesendet werden.

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

Sicherheitsüberlegungen

Die MongoDB-Verschlüsselung bietet eine wichtige Sicherheitsebene, ist aber keine vollständige Sicherheitslösung. Hier sind einige weitere Sicherheitsmaßnahmen, die zu berücksichtigen sind:

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 Prüfprotokollierung von MongoDB, um alle Zugriffe und Änderungen an der Datenbank zu verfolgen. Dies hilft, verdächtige Aktivitäten zu erkennen.
Geringstmögliche Rechte: Halten Sie sich an die Regel der minimalen Zugriffsrechte. Gewähren Sie Benutzern nur die minimal erforderlichen Berechtigungen für ihre Rollen.
Datenmaskierung: Erwägen Sie neben der Verschlüsselung auch die Verwendung von Datenmaskierung zum zusätzlichen Schutz sensibler Daten. Maskierung ersetzt echte Daten durch realistische fiktive Daten.

Drittanbieter-Sicherheitstools für MongoDB-Verschlüsselung

Für fortgeschrittenere Sicherheitsbedürfnisse sollten Sie Drittanbieter-Tools für MongoDB in Betracht ziehen. 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 Ihnen dringend, DataSunrise zu überprüfen, wenn Sie Ihre MongoDB-Sicherheitskonfiguration verbessern möchten. Ihr Team bietet kostenlose Online-Demos an, damit Sie ihre leistungsstarken Tools in Aktion sehen können.

Fazit

Die integrierten Verschlüsselungsfunktionen von MongoDB bieten eine solide Grundlage zum Schutz Ihrer Daten. Verschlüsseln Sie Daten ordnungsgemäß, schützen Sie sensible Felder und befolgen Sie Sicherheitsregeln, um das Risiko von Datenverletzungen erheblich zu reduzieren. Integrieren Sie fortschrittliche Instrumente wie DataSunrise für eine hochwertige MongoDB-Sicherheitskonfiguration.

Sicherheit ist jedoch ein fortlaufender Prozess. Halten Sie sich über MongoDB-Sicherheitsupdates auf dem Laufenden und überprüfen Sie Ihre Konfiguration regelmäßig. Mit den richtigen Maßnahmen können Sie alle Vorteile von MongoDB nutzen und gleichzeitig Ihre Daten sicher und konform halten.