Protección de Datos Sensibles con Encriptación a Nivel de Campo (FLE)

Introducción

En el mundo digital de hoy, proteger los datos sensibles es más crítico que nunca. Las empresas enfrentan la desalentadora tarea de mantener segura la información privada como la Información Personalmente Identificable (PII), la Información de Salud Protegida (PHI), los registros financieros y la propiedad intelectual. El no proteger adecuadamente estos datos puede llevar a consecuencias desastrosas, desde daños a la reputación hasta fuertes multas regulatorias. Afortunadamente, la Encriptación a Nivel de Campo (FLE) ha surgido como una herramienta poderosa para ayudar a las empresas a cumplir con sus obligaciones de seguridad de datos. Este artículo discute la Encriptación a Nivel de Campo.

Explica cómo funciona y sus ventajas. También abarca cómo implementarla adecuadamente. Además, explica cómo la FLE ayuda a cumplir con las regulaciones.

¿Qué es la Encriptación a Nivel de Campo?

La FLE es una forma compleja de proteger los datos. Encripta campos de datos sensibles para detener el acceso no autorizado. Las aplicaciones y los sistemas procesan los datos mientras esto sucede. La Encriptación a Nivel de Campo permite encriptar elementos de datos específicos en lugar de encriptar toda la base de datos o el disco.

Los tipos comunes de datos asegurados con la Encriptación a Nivel de Campo incluyen:

• PII como nombres, direcciones de correo electrónico, números de teléfono
• PHI como números de registros médicos, diagnósticos, medicamentos
• Información financiera como números de tarjetas de crédito y números de cuentas bancarias
• Datos comerciales confidenciales como cifras de ventas, hojas de ruta de productos, contratos

Al dirigirse de manera precisa a los datos más sensibles para su encriptación, la Encriptación a Nivel de Campo proporciona una seguridad robusta al tiempo que minimiza los impactos en el rendimiento y preserva la funcionalidad de la aplicación. Empresas líderes como MongoDB y Amazon han implementado capacidades de Encriptación a Nivel de Campo en sus ofertas.

Cómo Funciona la Encriptación a Nivel de Campo

La Encriptación a Nivel de Campo del Lado del Cliente (CSFLE) encripta los datos en el dispositivo del cliente. Lo hace antes de enviar los datos a través de la red y almacenarlos en una base de datos. El servidor envía los datos de vuelta al cliente en forma encriptada para la desencriptación local cuando sea necesario.

El cliente utiliza una clave de encriptación para realizar la encriptación y desencriptación. En los entornos de producción, almacene esta clave por separado en un servicio de gestión de claves seguro. Cualquier cliente que pueda acceder a la base de datos subyacente solo verá el texto cifrado en los campos encriptados. La desencriptación requiere la posesión de la clave de encriptación.

Los métodos deterministas encriptan los campos mientras aún permiten su indexación y búsqueda. Los desarrolladores pueden crear índices en los campos encriptados tal como lo harían para datos en texto plano. El sistema agregará automáticamente los documentos recién insertados a los índices.

Para consultar la base de datos, el cliente encripta los términos de búsqueda antes de enviar la solicitud. La base de datos procesa la consulta y devuelve los resultados encriptados, que el cliente luego desencripta. Este proceso es transparente para el usuario final.

Beneficios de la Encriptación a Nivel de Campo

En comparación con enfoques alternativos como la encriptación de toda la base de datos o del disco, la Encriptación a Nivel de Campo ofrece varias ventajas clave:

1. Protección Dirigida: La Encriptación a Nivel de Campo da control sobre quién puede acceder a los datos sensibles al encriptar a nivel de campo y documento. Incluso si un atacante compromete el servidor de base de datos, el sistema operativo o la memoria del servidor, aún no podrá leer los datos encriptados.
2. Separación de Funciones: Las arquitecturas de Encriptación a Nivel de Campo separan claramente las responsabilidades y el acceso. Los administradores de servidores/bases de datos pueden realizar sus tareas sin poder ver los datos sensibles. Los clientes retienen el control sobre quién puede acceder a la información protegida.
3. Cumplimiento Normativo: La encriptación granular ayuda a satisfacer los requisitos de regulaciones de privacidad como el GDPR y el HIPAA.

Estos beneficios de seguridad conllevan una sobrecarga de rendimiento mínima, típicamente menos del 5-10% en cargas de trabajo de lectura intensiva. Y para los clientes/aplicaciones no autorizados para acceder a los datos encriptados, no hay un impacto perceptible en el rendimiento.

Mejores Prácticas

Si bien la FLE es una herramienta poderosa, introduce algunas restricciones que requieren una cuidadosa consideración:

• Los usuarios no pueden usar campos encriptados en informes, herramientas de inteligencia de negocios o funciones regulares de la aplicación sin desencriptarlos. Esto significa que los usuarios no pueden buscar, mostrar o validar estos campos. Para usar campos encriptados, primero debe desencriptarlos.
• Los campos encriptados tienen configurabilidad limitada (sin valores predeterminados, listas desplegables, etc.)
• Los campos de texto tienen un tamaño máximo de 255 caracteres
• La encriptación es unidireccional – no existe una forma de revertir permanentemente un campo encriptado a texto plano

Para tener éxito con la FLE, siga estas mejores prácticas:

1. Haga una copia de seguridad de su base de datos antes de encriptar cualquier campo en caso de que surjan problemas
2. Use una clave de encriptación única para cada objeto y entorno (dev, staging, prod)
3. Haga copias de seguridad seguras de sus claves de encriptación
4. Use nuevos campos personalizados para datos encriptados para evitar conflictos con la lógica de la aplicación existente
5. Pruebe exhaustivamente la funcionalidad con campos encriptados

Ejemplos Aquí hay un ejemplo simple de cómo consultar un campo “ssn” encriptado en MongoDB con el cliente oficial de Node.js:

javascript

// Importar el MongoClient
const { MongoClient } = require('mongodb');
// Defina la clave maestra para la encriptación
const masterKey = 'mi-clave-secreta';
// Conéctese a MongoDB con el cliente habilitado para encriptación
const secureClient = new MongoClient('mongodb://localhost:27017', {
  useNewUrlParser: true,
  useUnifiedTopology: true,
  autoEncryption: {
    keyVaultNamespace: 'encryption.__keyVault',
    kmsProviders: {
      local: { key: masterKey },
    },
  },
});
// Establezca la conexión con la base de datos
await secureClient.connect();
// Defina el objeto de consulta con el campo encriptado
const query = { ssn: '123-45-6789' };
// Ejecute la consulta en la colección 'personas' en la base de datos 'miBd'
const result = await secureClient.db('miBd').collection('personas').find(query);
// Imprima el resultado de la consulta
console.log(result);

En este ejemplo:

1. Imporar el MongoClient del controlador de MongoDB.
2. Definir el masterKey usado para la encriptación.
3. Crear una nueva instancia de MongoClient con la encriptación habilitada al configurar las opciones de autoEncryption. El keyVaultNamespace indica la ubicación de las claves de encriptación. Los kmsProviders indican el servicio de gestión de claves en uso, que en este caso es una clave local.
4. Conectarse a la base de datos MongoDB usando el cliente habilitado para encriptación.
5. Definir el objeto de consulta con el campo encriptado ssn.
6. Ejecutar la consulta en la colección personas en la base de datos miBd usando el método find.
7. Finalmente, imprimir el resultado de la consulta.

El cliente encripta automáticamente el objeto de consulta antes de enviarlo a MongoDB. Activar la encriptación solo requiere configurar el cliente con un proveedor de gestión de claves y habilitar la opción autoEncryption.

Conclusión

La seguridad de los datos es una prioridad crítica para las empresas modernas. La Encriptación a Nivel de Campo da a las empresas la capacidad de controlar la encriptación de datos sensibles a nivel de campo. Esto ayuda a mejorar la seguridad de la información privada sin causar interrupciones en la funcionalidad de la aplicación o la experiencia del usuario. La FLE es importante para proteger los datos cuando se hace correctamente y alineada con los objetivos de seguridad.

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