Cifrado a Nivel de Campo

Introducción

En el mundo digital de hoy, proteger datos sensibles es más crítico que nunca. Las empresas enfrentan la difícil tarea de mantener segura la información privada como la Información de Identificación Personal (PII), la Información de Salud Protegida (PHI), los registros financieros y la propiedad intelectual. No proteger adecuadamente estos datos puede llevar a consecuencias desastrosas, desde daños a la reputación hasta multas regulatorias cuantiosas. Afortunadamente, el Cifrado 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 el Cifrado a Nivel de Campo.

Explica cómo funciona y sus ventajas. También cubre cómo implementarlo correctamente. Adicionalmente, explica cómo el FLE ayuda a seguir las regulaciones.

¿Qué es el Cifrado a Nivel de Campo?

El FLE es una manera compleja de proteger los datos. Cifra campos de datos sensibles para detener el acceso no autorizado mientras las aplicaciones y sistemas procesan los datos. El Cifrado a Nivel de Campo te permite cifrar elementos de datos específicos en lugar de cifrar toda la base de datos o el disco.

Los tipos comunes de datos asegurados con el Cifrado a Nivel de Campo incluyen:

• PII como nombres, direcciones de correo electrónico, números de teléfono
• PHI como números de historial médico, diagnósticos, medicamentos
• Información financiera como números de tarjeta de crédito y cuentas bancarias
• Datos confidenciales de negocios como cifras de ventas, planes de productos, contratos

Al apuntar con precisión a los datos más sensibles para cifrado, el Cifrado a Nivel de Campo proporciona una seguridad robusta mientras minimiza los impactos en el rendimiento y preserva la funcionalidad de la aplicación. Empresas líderes como MongoDB y Amazon han implementado capacidades de Cifrado a Nivel de Campo en sus ofertas.

Cómo Funciona el Cifrado a Nivel de Campo

El Cifrado a Nivel de Campo del Lado del Cliente (CSFLE) cifra 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 devuelve los datos al cliente en forma cifrada para su descifrado local cuando sea necesario.

El cliente usa una clave de cifrado para realizar el cifrado y descifrado. En entornos de producción, almacena 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 cifrados. El descifrado requiere la posesión de la clave de cifrado.

Los métodos deterministas cifran los campos permitiendo aún así indexarlos y buscarlos. Los desarrolladores pueden crear índices en los campos cifrados tal como lo harían con datos de texto sin formato. El sistema automáticamente añadirá los documentos insertados recientemente a los índices.

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

Beneficios del Cifrado a Nivel de Campo

Comparado con enfoques alternativos como el cifrado de toda la base de datos o del disco, el Cifrado a Nivel de Campo proporciona varias ventajas clave:

1. Protección Dirigida: El Cifrado a Nivel de Campo otorga control sobre quién puede acceder a los datos sensibles cifrando a nivel de campo y documento. Incluso si un atacante compromete el servidor de la base de datos, el sistema operativo o la memoria del servidor, aún no podrá leer los datos cifrados.
2. Separación de Tareas: Las arquitecturas de Cifrado a Nivel de Campo separan limpiamente responsabilidades y accesos. Los administradores del servidor/base de datos pueden realizar sus tareas sin poder ver datos sensibles. Los clientes mantienen el control de quién puede acceder a la información protegida.
3. Cumplimiento Regulatorio: El cifrado granular ayuda a satisfacer requisitos en regulaciones de privacidad como el GDPR y el HIPAA.

Estos beneficios de seguridad vienen con un impacto mínimo en el rendimiento, típicamente menos del 5-10% en cargas de trabajo intensivas en lectura. Y para los clientes/aplicaciones no autorizados para acceder a los datos cifrados, no hay un impacto perceptible en el rendimiento en absoluto.

Mejores Prácticas

Aunque el FLE es una herramienta poderosa, introduce algunas limitaciones que requieren una consideración cuidadosa:

• Los usuarios no pueden usar campos cifrados en informes, herramientas de inteligencia de negocios o funciones regulares de la aplicación sin descifrarlos. Esto significa que no pueden buscar, mostrar o validar campos cifrados sin descifrarlos primero.
• Los campos cifrados tienen configurabilidad limitada (sin valores predeterminados, listas de selección, etc.)
• Los campos de texto tienen un tamaño máximo de 255 caracteres
• El cifrado es unidireccional: no hay forma de revertir permanentemente un campo cifrado a texto sin formato

Para tener éxito con el FLE, sigue estas mejores prácticas:

1. Haz una copia de seguridad de tu base de datos antes de cifrar cualquier campo en caso de que surjan problemas
2. Usa una clave de cifrado única para cada objeto y entorno (dev, staging, prod)
3. Haz una copia de seguridad segura de las claves de cifrado
4. Usa nuevos campos personalizados para datos cifrados para evitar conflictos con la lógica de la aplicación existente
5. Prueba exhaustivamente la funcionalidad con campos cifrados

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

javascript

// Importa el MongoClient
const { MongoClient } = require('mongodb');
// Define la clave maestra para el cifrado
const masterKey = 'my-secret-key';
// Conéctate a MongoDB con el cliente habilitado para cifrado
const secureClient = new MongoClient('mongodb://localhost:27017', {
  useNewUrlParser: true,
  useUnifiedTopology: true,
  autoEncryption: {
    keyVaultNamespace: 'encryption.__keyVault',
    kmsProviders: {
      local: { key: masterKey },
    },
  },
});
// Establece la conexión de la base de datos
await secureClient.connect();
// Define el objeto de consulta con el campo cifrado
const query = { ssn: '123-45-6789' };
// Ejecuta la consulta en la colección 'people' en la base de datos 'myDb'
const result = await secureClient.db('myDb').collection('people').find(query);
// Imprime el resultado de la consulta
console.log(result);

En este ejemplo:

1. Importa el MongoClient del controlador de MongoDB.
2. Define la masterKey utilizada para el cifrado.
3. Crea una nueva instancia de MongoClient con el cifrado habilitado configurando las opciones de autoEncryption. El keyVaultNamespace indica la ubicación de las claves de cifrado. Los kmsProviders indican el servicio de gestión de claves en uso, que en esta instancia es una clave local.
4. Conéctate a la base de datos MongoDB usando el cliente habilitado para cifrado.
5. Define el objeto de consulta con el campo cifrado ssn.
6. Ejecuta la consulta en la colección people de la base de datos myDb usando el método find.
7. Finalmente, imprime el resultado de la consulta.

El cliente cifra automáticamente el objeto de la consulta antes de enviarlo a MongoDB. Activar el cifrado 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. El Cifrado a Nivel de Campo da a las empresas la capacidad de controlar el cifrado de datos sensibles a nivel de campo. Esto ayuda a mejorar la seguridad de la información privada sin causar interrupciones en la funcionalidad de las aplicaciones o en la experiencia del usuario. El FLE es importante para proteger los datos cuando se hace correctamente y alineado con los objetivos de seguridad.

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