数据库加密字段进行模糊查询详解
目录
- 需求
- 服务器端解密
- 数据库端解密
- 字符串分片
- 代价
- 密文长度较长
- 分片长度不能太短
- 可能有多余结果
需求
对于一些敏感字段，比如手机号码、身份证、地址、银行卡号等，我们在存放进数据库前，可能需要对其进行加密。
大部分情况下，我们只需要支持等值查询。但是如果需要支持模糊查询，那么整段内容整体加密就不具备这个能力。
下面是几种解决办法，场景是我们需要根据手机号码的前缀进行匹配。
服务器端解密
因为服务器肯定是具备解密密文的能力的，因此最简单的方式就是把整个表的密文字段数据拉下来，在服务器端进行解密，然后再在服务器端进行匹配。
findRecords(prefix) {
records = getAllRecords()
finds = []
for (record : records) {
phone = decrypt(record.phone)
if (phone.hasPrefix(prefix)) {
finds.push(record)
}
}
return finds
}
如果数据量很小，那么这种做法也许还能够接受。但是只要数据量上去，那么效率就会很低，而且还需要通过网络IO把整个表的数据传输到服务器端。
数据库端解密
上面的做法需要把整个表的数据传输到服务器端，那么我们只需要能够在数据库进行匹配，就不需要传输整个表了。因此我们也可以在数据库实现解密算法，在匹配的时候用解密算法解密密文，就能够进行模糊匹配了。
findRecords(prefix) {
return query("select * from table where decrypt(phone) like '?%'", prefix)
}
这个做法也是需要遍历整个数据库，因此只适合数据量比较小的情况下；而且需要把密钥传给数据库，增加了密钥泄露的风险。
字符串分片
上面的做法我们都没有用到数据库的索引能力，正常情况下，前缀匹配我们是可以使用到索引的，比如where phone like 'prefix%'。如果加密后的密文，也能够走索引，那么我们就不需要遍历整个数据表了。
比如我们可以根据4位作为一个检索条件，将手机号码拆分位多个分片：比如手机号012345678901，我们可以拆分并对分片进行加密：
| 分片 | 密文 |
|---|---|
| 0123 | /egpaR5G9sMQUUWWz+3CLg |
| 1234 | eHCMZqxNSLx/B37koArx/w |
| 2345 | 9w1Pv8ik2H41s1KORLfPHA |
| 3456 | vcFFFvi0mwAgIjdSQjcmSw |
| 4567 | Tr/WaYfVySyMJhcZ78RFlA |
| 5678 | 2wFeC6sgdXX7wmo0YcYY/Q |
| 6789 | FfO9qD9XPx/lnJJuTfTfaA |
| 7890 | Wufth7zOBLEy2LmepG5Taw |
| 8901 | 1xR5MHRmlqOac5X6Cmn3kA |
这些密文拼接起来的串为：
/egpaR5G9sMQUUWWz+3CLgeHCMZqxNSLx/B37koArx/w9w1Pv8ik2H41s1KORLfPHAvcFFFvi0mwAgIjdSQjcmSwTr/WaYfVySyMJhcZ78RFlA2wFeC6sgdXX7wmo0YcYY/QFfO9qD9XPx/lnJJuTfTfaAWufth7zOBLEy2LmepG5Taw1xR5MHRmlqOac5X6Cmn3kA
然后就可以支持前缀查询了（最少4位），比如前缀01234，我们可以按照上面的分片方式先分片，再拼接为查询串：
| 分片 | 密文 |
|---|---|
| 0123 | /egpaR5G9sMQUUWWz+3CLg |
| 1234 | eHCMZqxNSLx/B37koArx/w |
查询串：
/egpaR5G9sMQUUWWz+3CLgeHCMZqxNSLx/B37koArx/w
可以看到查询串为上面的前缀，因此可以进行前缀查询！
代价
这种方式也是会有一定的代价的：
密文长度较长
比如手机号码是明文长度是11，但是按照4位分片的密文长度是198
分片长度不能太短
分片太短有安全问题，因此没办法支持过短的查询。
主要是因为切片过短，会很容易被猜出来每一位对应的密文。比如0-9的密文切片长度1切分：
| 分片 | 密文 |
|---|---|
| 0 | hHjJXA0e+haw/+WZ1mFITA |
| 1 | y7qHn2nn3Ne/6wNRiwl/Lg |
| 2 | h0dmfkO5SUolFFLp8J2Y5A |
| 3 | ma/XrJjPv2MXSXE7Y4xs8w |
| 4 | Q9V4PXXPjJgdR7UChUMY1g |
| 5 | Wo57z24UXLoBdQ7QzxlOqA |
| 6 | fC+zrF4ga5TCb5Zu36KVrQ |
| 7 | z+XqHaWmlAsCnIP6NnD3lg |
| 8 | olm8cPYmLHCeD1jegauiWw |
| 9 | hJS77tLMd2Ol5SU4dIbbpw |
只有10种分片类型，如果对应的是手机号码字段，很容易根据统计每个数字的概率分布猜出每个数字对应的密文。
可能有多余结果
可能有两个不同分片对应相同密文，这时候就需要在服务器再过滤一遍。
参考
实现
Golang实现基于AES+CBC+PKCS5Padding的可模糊查询加密
以上就是数据库加密字段进行模糊查询详解的详细内容，更多关于数据库加密字段模糊查询的资料请关注我们其它相关文章！
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