MySQL Hibernate 数据库加密对应用程序完全透明

在本文中，我们将介绍如何使用MySQL和Hibernate实现数据库的透明加密。通过此方法，应用程序可以在不了解数据库加密的情况下正常工作，从而提高数据安全性。

阅读更多：MySQL 教程

什么是数据库加密？

数据库加密是一种安全机制，它通过对数据库中存储的数据进行加密，保护数据免受未经授权的访问。通常，数据库加密可以分为两种类型：传输加密和储存加密。

传输加密：当数据在应用程序和数据库之间进行传输时，使用SSL/TLS等加密协议来保护传输过程中的数据安全。
储存加密：数据库的物理储存中的数据已经被加密，只有在进行解密之后，才能将其读取为可读明文。

本文主要讨论数据库的储存加密。

使用MySQL的InnoDB引擎

MySQL是一种常用的关系型数据库管理系统，它支持多种存储引擎。对于数据库加密，我们可以选择使用MySQL的InnoDB引擎，因为它提供了对数据文件进行加密的内置功能。

配置MySQL InnoDB引擎

为了启用InnoDB引擎的加密功能，需要进行以下配置：

在MySQL配置文件中，将innodb_encrypt_tables参数设置为ON，以启用表级数据加密。

[mysqld]
innodb_encrypt_tables=ON

创建加密区域。

CREATE UNDO TABLESPACE `undo_encrypted` ADD DATAFILE 'undo_encrypted.ibd' engine=InnoDB encryption='Y';
CREATE TABLESPACE `encrypted` ADD DATAFILE 'encrypted.ibd' engine=InnoDB encryption='Y';

创建加密表。

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(255) NOT NULL,
  `password` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) engine=InnoDB TABLESPACE `encrypted` encryption='Y';

通过以上配置，我们创建了一个名为user的加密表，其中username和password列的数据将被加密存储。

具有Hibernate的应用程序配置

Hibernate是一个优秀的开源的Java持久化框架，可以与MySQL数据库集成。要使Hibernate能够与加密的MySQL数据库进行交互，我们需要进行以下配置。

配置Hibernate的数据源，确保应用程序在启动时能够正确连接到MySQL数据库。

<property name="hibernate.connection.username">your_username</property>
<property name="hibernate.connection.password">your_password</property>
<property name="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://localhost:3306/your_database?useSSL=true&serverTimezone=UTC&verifyServerCertificate=false&useSSL=true&requireSSL=true</property>

上述配置中，我们需要将your_username、your_password和your_database替换为实际的数据库用户名、密码和数据库名称。

配置Hibernate的加密插件。

<property name="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.MySQL57Dialect</property>
<property name="hibernate.connection.provider_class">org.hibernate.hikaricp.internal.HikariCPConnectionProvider</property>
<property name="hibernate.hikari.dataSourceClassName">com.mysql.jdbc.jdbc2.optional.MysqlDataSource</property>
<property name="hibernate.hikari.dataSource.url">jdbc:mysql://localhost:3306/your_database?useSSL=true&serverTimezone=UTC&verifyServerCertificate=false&useSSL=true&requireSSL=true</property>
<property name="hibernate.hikari.dataSource.user">your_username</property>
<property name="hibernate.hikari.dataSource.password">your_password</property>
<property name="hibernate.hikari.dataSource.maximumPoolSize">10</property</properties>
<property name="hibernate.hikari.encryption.enabled">true</property>
<property name="hibernate.hikari.encryption.keyStore">/path/to/keystore</property>
<property name="hibernate.hikari.encryption.keyAlias">your_alias</property>

上述配置中，我们启用了Hibernate的数据库加密插件，并指定了一个密钥库和别名，用于存储加密时使用的密钥。

在Hibernate的实体类中，使用@ColumnTransformer注解对需要加密的属性进行标记。

@Entity
@Table(name = "user")
public class User {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Column(name = "username")
    private String username;

    @Column(name = "password")
    @ColumnTransformer(read = "aes_decrypt(password, 'key')", write = "aes_encrypt(?, 'key')")
    private String password;

    // 省略其他属性和方法
}

在上述示例中，我们使用了@ColumnTransformer注解对password属性进行标记，并指定了使用AES加密算法进行加密和解密。

示例演示

现在我们来演示如何在具有Hibernate和加密的MySQL数据库的应用程序中进行数据操作。

首先，我们可以创建一个新用户并将其保存到数据库中：

public void createUser(String username, String password) {
    User user = new User();
    user.setUsername(username);
    user.setPassword(password);

    entityManager.persist(user);
}

在上述示例中，我们创建了一个新的User对象，并设置了用户名和密码。当调用entityManager.persist(user)时，Hibernate将自动执行数据库加密和解密操作。

接下来，我们可以根据用户名查询用户信息：

public User getUserByUsername(String username) {
    String query = "SELECT u FROM User u WHERE u.username = :username";
    TypedQuery<User> typedQuery = entityManager.createQuery(query, User.class);
    typedQuery.setParameter("username", username);

    return typedQuery.getSingleResult();
}

在上述示例中，我们执行了一条查询语句来获取指定用户名的用户信息。Hibernate将自动使用正确的解密逻辑，并返回解密后的密码。

以上演示了应用程序如何与加密的MySQL数据库进行交互，而不需要关心数据的加密和解密过程。

总结

通过使用MySQL和Hibernate，我们可以实现对数据库的透明加密，从而提高数据的安全性。在本文中，我们介绍了使用MySQL的InnoDB引擎和Hibernate的配置，以及示例演示了如何在应用程序中操作加密的数据库。通过正确配置和使用，应用程序可以在不了解数据库加密过程的情况下正常工作，并保护敏感数据的安全性。