Overview
En esta página, puedes aprender sobre los beneficios de seguridad de Queryable Encryption, cómo funciona y cómo se compara con otros mecanismos de seguridad soportados por MongoDB. También puedes ver un escenario ficticio que demuestra el valor de Queryable Encryption para proteger tus datos.
Queryable Encryption
Queryable Encryption permite que una aplicación cliente encripte datos antes de transportarlos a través de la red utilizando cifrado totalmente aleatorio, manteniendo la capacidad de consulta. Los datos confidenciales se encriptan y desencriptan de manera transparente por parte del cliente y solo se comunican hacia y desde el servidor en forma cifrada.
Unlike El cifrado a nivel de campo del cliente que puede usar cifrado determinístico, Queryable Encryption utiliza esquemas de cifrado rápidos y buscables basados en cifrado estructurado. Estos esquemas producen diferentes valores de salida cifrados incluso cuando se les da la misma entrada de texto claro.
Cómo funciona Queryable Encryption
El siguiente diagrama muestra el proceso y la arquitectura de cómo se utiliza Queryable Encryption en un entorno de cliente.
En este diagrama, el usuario puede consultar datos completamente cifrados de forma aleatoria, como un número de SSN.
El proceso y los mecanismos que hacen posible esto dentro de Queryable Encryption son los siguientes:
Cuando la aplicación envía la query, los drivers de MongoDB primero analizan la query.
El driver reconoce que la query es sobre un campo cifrado y solicita las claves de cifrado al proveedor de claves proporcionado por el cliente, como:
AWS Key Management Service (AWS KMS)
Google Cloud KMS
Azure Key Vault
Any KMIP-proveedor de claves compatible
El conductor envía la query al servidor MongoDB con los campos cifrados procesados como texto cifrado.
Queryable Encryption implementa un esquema rápido y soporta búsquedas que permite al servidor procesar consultas sobre datos totalmente cifrados, sin saber nada sobre los datos. Los datos y la query en sí misma permanecen cifrados en todo momento en el servidor.
El servidor de MongoDB devuelve los resultados cifrados de la query al driver.
Los resultados de la query son descifrados con las claves mantenidas por el driver, devueltos al cliente y mostrados como texto claro.
Funciones de Queryable Encryption con la ayuda de las siguientes estructuras de datos. Es fundamental que estos no se modifiquen ni borren, o los resultados de la query serán incorrectos.
Queryable Encryption añade una
__safeContent__campo a documentos en cualquier colección donde haya un campo cifrado con Queryable Encryption.Queryable Encryption crea dos colecciones de metadatos internas en la misma base de datos que la colección donde hay un campo cifrado por Queryable Encryption. Estos se denominan de la siguiente manera:
enxcol_.<collectionName>.escenxcol_.<collectionName>.ecoc
Advertencia
No modifiques estas estructuras de datos, o los resultados de la query serán incorrectos y la seguridad podría verse afectada.
Queryable Encryption mantiene los campos cifrados seguros en los siguientes escenarios:
Acceso directo a campos cifrados por parte de un superusuario de base de datos
Acceso a campos cifrados mediante la lectura de la memoria del servidor
Captura de campos cifrados a través de una red insegura
Acceso a campos cifrados en disco mediante la lectura de la base de datos o archivos de copia de seguridad
Ataques de análisis de frecuencia mediante la identificación de patrones en documentos con campos cifrados
Mientras que todos los clientes tienen acceso a los campos de datos no sensibles, solo los clientes de Queryable Encryption debidamente configurados pueden ejecutar consultas de lectura y escritura utilizando los campos de datos cifrados.
Importante
Sistema de Gestión Remota de Claves
Cuando utilices Queryable Encryption en producción, debes utilizar un sistema remoto de gestión de claves (KMS) para almacenar tu llave de cifrado.
Para ver una guía paso a paso que demuestre cómo usar un KMS remoto con Queryable Encryption, consulte Tutoriales de Queryable Encryption.
Para ver una lista de todos los proveedores de KMS admitidos, consulta Proveedores de KMS.
Para aprender más sobre por qué deberías utilizar un KMS remoto, consulta Razones para utilizar un sistema de gestión de claves remoto.
Otros mecanismos de seguridad
Esta sección describe los siguientes mecanismos de seguridad admitidos por MongoDB y explica sus casos de uso y limitaciones:
Control de acceso basado en roles
El Control de Acceso Basado en Roles es un mecanismo de seguridad que permite a los administradores conceder y restringir permisos a nivel de colección para los usuarios. Con la definición y asignación de roles adecuada, esta solución previene la divulgación accidental de datos y el acceso no autorizado.
El control de acceso basado en roles no puede proteger ante los siguientes escenarios:
Captura de los datos a través de una red no segura
Acceso a los datos en disco leyendo archivos de bases de datos o de copias de seguridad
Acceso a datos mediante la lectura de la memoria del servidor
Acceso directo a los datos por parte de un superusuario de la base de datos
Para obtener más información, consulta Control de acceso basado en roles.
Cifrado en reposo
El cifrado en reposo es un mecanismo que cifra los archivos de la base de datos en el disco. Este mecanismo impide que una persona que carece de credenciales de base de datos, pero que tiene acceso a la computadora que aloja la base de datos, vea sus datos.
Este mecanismo no protege sus datos frente a los siguientes escenarios:
Captura de los datos a través de una red no segura
Acceso a datos mediante la lectura de la memoria del servidor
Acceso directo a los datos por parte de un superusuario de la base de datos
Para aprender más, consulte cifrado en reposo.
Cifrado de transporte (TLS/SSL)
El cifrado de transporte mediante TLS/SSL cifra tus datos a través de la red. TLS/SSL protege sus datos mientras viajan por una red insegura, pero no puede protegerlos de un usuario con privilegios o cuando están almacenados en disco.
Para aprender más, consulta Cifrado de transporte usando TLS/SSL
Comparación de funcionalidades
Para aprender más sobre el cifrado a nivel de campo del lado del cliente, consulte Funcionalidades del cifrado a nivel de campo del lado del cliente.
La siguiente tabla describe las posibles amenazas de seguridad y cómo las funciones de cifrado de MongoDB las abordan. Utiliza estos mecanismos juntos: Control de acceso basado en roles, cifrado en reposo, cifrado de transporte y encriptación en uso. Ten en cuenta que no puedes usar tanto el cifrado a nivel de campo del lado del cliente como Queryable Encryption en la misma colección.
Importante
Este es un resumen a alto nivel destinado a la comparación general. Para obtener información detallada, consulta la Descripción general de Queryable Encryption y Diseño y análisis de un esquema de cifrado para bases de datos de documentos sin estado documentos técnicos.
Amenaza | Cifrado de transporte TLS/SSL | cifrado en reposo (EaR) | Queryable Encryption (igualdad) + TLS/SSL + E&D | CSFLE + TLS/SSL + EaR |
|---|---|---|---|---|
Espionaje de red (el atacante tiene acceso al tráfico de red) | Revela los metadatos de operaciones | Revela los metadatos de la operación | Revela los metadatos de la operación | Revela los metadatos de la operación |
Recuperaciones de bases de datos desde disco (el atacante tiene acceso físico al disco) | Revela la base de datos | Revela el tamaño de la base de datos y los metadatos de operación | Revela el tamaño de la base de datos y los metadatos de operación | Revela el tamaño de la base de datos y los metadatos de operación |
Exfiltración de base de datos desde disco y memoria (el atacante tiene acceso físico al disco y múltiples instantáneas de la base de datos) [1] | Revela la base de datos | Revela la base de datos | Revela el tamaño de la base de datos y los metadatos de operación | Revela la frecuencia de valores y los metadatos de la operación |
Amenaza Persistente Avanzada (el atacante tiene acceso a largo plazo y continuo a la red, disco y memoria sin ser detectado) | Revela la base de datos | Revela la base de datos | Queryable Encryption no está diseñada para proteger contra un ATP. Consulta el whitepaper para más detalles. | CSFLE no está diseñado para proteger contra un ATP. Consulta whitepaper para más detalles. |
| [1] | Esto asume que la exfiltración ocurre entre operaciones completadas. Consulte libro blanco para obtener más detalles. |
Advertencia
Queryable Encryption defiende contra la exfiltración de datos, no contra adversarios con acceso persistente a un entorno, ni contra aquellos que pueden recuperar tanto snapshots de database como transcripciones o registros de query acompañantes.
Al utilizar Queryable Encryption, las queries de igualdad y rango ofrecen una seguridad comparable contra atacantes que posean snapshots de bases de datos. Sin embargo, un atacante con acceso tanto a las snapshots de la base de datos como a la información de query escapa del alcance de las garantías de seguridad de Queryable Encryption. Esto es especialmente cierto para las consultas de rango, incluso si solo se recupera un pequeño número de transcripciones o registros de consultas. Consulta 6.1: Consultas de rango en el modelo persistente en el documento técnico general para más detalles.
Scenario
El siguiente escenario ficticio demuestra el valor de Queryable Encryption para proteger los datos de su aplicación y cómo Queryable Encryption interactúa con el otro mecanismo de seguridad discutido en esta guía.
En este escenario, protegemos datos confidenciales en un sistema de gestión de atención médica que almacena la información personal, de facturación y los historiales médicos de los pacientes para una empresa ficticia, MedcoMD. Ningún dato del paciente es público, y datos específicos como su número de seguro social (SSN, un número de identificación emitido por el gobierno de EE. UU.), el número de identificación del paciente, la información de facturación y la información sobre medicamentos son especialmente confidenciales y están sujetos al cumplimiento de privacidad. Es importante para la empresa y el paciente que los datos se mantengan privados y seguros.
MedcoMD necesita este sistema para satisfacer los siguientes casos de uso:
Los médicos utilizan el sistema para acceder a los registros médicos de los pacientes, información de facturación y actualizar la medicación.
Los recepcionistas utilizan el sistema para verificar la identidad de los pacientes mediante su información de contacto.
Los recepcionistas pueden ver la información de facturación de un paciente, pero no su número de ID de paciente.
Los recepcionistas no pueden acceder a los registros médicos de un paciente.
MedcoMD también está preocupado por la divulgación de datos sensibles a través de cualquiera de los siguientes métodos:
Divulgación accidental de datos en la pantalla de una recepcionista visible al público.
Acceso directo a la base de datos por parte de un superusuario como un administrador de base de datos.
Captura de datos a través de una red no segura.
Acceso a los datos leyendo la memoria del servidor de base de datos.
Acceso a los datos mediante la lectura de la base de datos o de las copias de seguridad.
¿Qué puede hacer MedcoMD para equilibrar la funcionalidad y las restricciones de acceso de su sistema de gestión de atención médica?
Solución
MedcoMD utiliza los siguientes mecanismos de seguridad para satisfacer sus casos de uso y protegerse contra la divulgación de datos médicos sensibles:
Cifrado de transporte (TLS/SSL) para proteger los datos a medida que viajan por la red.
Cifrado en reposo para protegerse contra la divulgación de datos al leer bases de datos o archivos de respaldo.
Control de acceso basado en roles para limitar el acceso de los usuarios de la base de datos a las colecciones necesarias para que puedan realizar sus tareas.
Cifrar campos sensibles con cifrado consultable para satisfacer los siguientes casos de uso y restricciones:
Prevenir la lectura de datos de la memoria del servidor, ya que los datos cifrados con Queryable Encryption nunca se encuentran en el servidor de la base de datos en una forma sin cifrar.
Permitir que los recepcionistas verifiquen la identidad de los pacientes y eviten la divulgación accidental de datos sensibles en la pantalla visible al público de un recepcionista al proporcionar a los recepcionistas un cliente que no tenga habilitado Queryable Encryption.
Permitir que los médicos vean datos confidenciales de manera privada en sus consultorios proporcionando a los médicos un cliente habilitado con Queryable Encryption.
Obtén más información
Para ver una lista de medidas de seguridad que se deben implementar para proteger la implementación de MongoDB, consulte la Lista de verificación de seguridad.
Para empezar a usar Queryable Encryption, consulta el Inicio rápido de Queryable Encryption.