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개요
이 페이지에서는 Queryable Encryption의 보안 이점과 작동 방식, MongoDB에서 지원하는 다른 보안 메커니즘과 비교하는 방법에 대해 알아볼 수 있습니다. 데이터 보안을 위한 Queryable Encryption의 가치를 보여주는 가상의 시나리오도 볼 수 있습니다.
Queryable Encryption
Queryable Encryption을 사용하면 클라이언트 애플리케이션이 완전 무작위 암호화를 사용하여 네트워크를 통해 데이터를 전송하기 전에 쿼리 가능성을 유지하면서 데이터를 암호화할 수 있습니다. 민감한 데이터는 클라이언트에 의해 투명하게 암호화되고 해독되며 암호화된 형태로만 서버와 주고 받을 수 있습니다.
결정론적 암호화 를 사용할 수 있는 클라이언트 측 필드 레벨 암호화 와 달리 Queryable Encryption은 구조화된 암호화를 기반으로 하는 빠르고 검색 가능한 암호화 체계를 사용합니다. 이러한 체계는 동일한 일반 텍스트 입력이 제공되더라도 서로 다른 암호화된 출력 값을 생성합니다.
Queryable Encryption 작동 방식
아래 다이어그램은 고객 환경에서 Queryable Encryption이 사용되는 방식에 대한 프로세스 및 아키텍처를 보여줍니다.
이 다이어그램에서 사용자는 사회보장번호(SSN) 번호와 같이 완전히 무작위로 암호화된 데이터를 쿼리할 수 있습니다.
Queryable Encryption 내에서 이를 가능하게 하는 프로세스와 메커니즘은 다음과 같습니다.
애플리케이션이 쿼리를 제출하면 MongoDB 드라이버는 먼저 쿼리를 분석합니다.
드라이버는 쿼리가 암호화된 필드에 대한 쿼리임을 인식하고 다음과 같이 고객이 프로비저닝한 키 제공자에게 암호화 키를 요청합니다.
AWS 키 관리 서비스(AWS KMS)
Google Cloud KMS
Azure 키 볼트
모든 KMIP호환 키 제공자
드라이버는 암호화된 필드를 암호 텍스트로 렌더링하여 MongoDB 서버에 쿼리를 제출합니다.
Queryable Encryption은 서버가 데이터에 대해 전혀 몰라도 완전히 암호화된 데이터에 대한 쿼리를 처리할 수 있도록 하는 빠르고 검색 가능한 체계를 구현합니다. 데이터와 쿼리 자체는 서버에서 항상 암호화된 상태로 유지됩니다.
MongoDB 서버는 쿼리의 암호화된 결과를 드라이버에 반환합니다.
쿼리 결과는 드라이버가 보유한 키로 해독되고 클라이언트에 반환되어 일반 텍스트로 표시됩니다.
Queryable Encryption은 다음 데이터 구조의 도움을 받아 작동합니다. 이를 수정하거나 삭제하지 않는 것이 중요하며, 그렇지 않으면 쿼리 결과가 부정확해집니다.
Queryable Encryption은 Queryable Encryption 암호화된 필드가 있는 모든 collection의 문서에
__safeContent__필드를 추가합니다.Queryable Encryption은 Queryable Encryption 암호화된 필드가 있는 컬렉션과 동일한 데이터베이스에 두 개의 내부 메타데이터 컬렉션을 생성합니다. 이름은 다음과 같습니다.
enxcol_.<collectionName>.escenxcol_.<collectionName>.ecoc
경고
이러한 데이터 구조를 수정하지 마십시오. 그렇지 않으면 쿼리 결과가 부정확해지고 보안에 영향을 미칠 수 있습니다.
Queryable Encryption은 다음 시나리오에서 암호화된 필드를 안전하게 유지합니다.
데이터베이스 슈퍼유저가 암호화된 필드에 직접 액세스
서버의 메모리를 읽어 암호화된 필드에 액세스
안전하지 않은 네트워크를 통해 암호화된 필드 캡처
데이터베이스 또는 백업 파일을 읽어 디스크의 암호화된 필드에 액세스
암호화된 필드가 있는 문서에서 패턴을 식별하여 빈도 분석 공격
모든 클라이언트는 민감하지 않은 데이터 필드에 액세스할 수 있지만, 적절하게 구성된 Queryable Encryption 클라이언트만 암호화된 데이터 필드를 사용하여 읽기 및 쓰기 쿼리를 실행할 수 있습니다.
중요
원격 키 관리 시스템
프로덕션 환경에서 Queryable Encryption을 사용하는 경우, 원격 KMS(키 관리 시스템)를 사용하여 암호화 키를 저장해야 합니다.
Queryable Encryption으로 원격 KMS를 사용하는 방법을 보여주는 단계별 가이드를 보려면 튜토리얼을 참조하세요.
지원되는 모든 KMS 제공자 목록을 보려면 KMS 제공자를 참조하세요 .
원격 KMS를 사용해야 하는 이유에 대해 자세히 알아보려면 원격 키 관리 시스템을 사용해야 하는 이유를 참조하세요.
기타 보안 메커니즘
이 섹션에서는 MongoDB에서 지원하는 다음 보안 메커니즘과 해당 사용 사례 및 제한 사항에 대해 설명합니다.
역할 기반 액세스 제어
역할 기반 액세스 제어는 관리자가 사용자에게 컬렉션 수준 권한을 부여하고 제한할 수 있는 보안 메커니즘입니다. 적절한 역할 정의 및 할당을 통해 이 솔루션은 우발적인 데이터 및 액세스 공개를 방지합니다.
역할 기반 액세스 제어는 다음 시나리오로부터 보호할 수 없습니다.
안전하지 않은 네트워크를 통한 데이터 캡처
데이터베이스 또는 백업 파일을 읽어 디스크 데이터에 액세스
서버의 메모리를 읽어 데이터에 액세스
데이터베이스 슈퍼유저가 데이터에 직접 액세스
자세한 내용은 역할 기반 액세스 제어를 참조하세요.
저장된 데이터 암호화
미사용 데이터 암호화는 디스크에 있는 데이터베이스 파일을 암호화하는 메커니즘입니다. 이 메커니즘은 데이터베이스 자격 증명이 없지만 데이터베이스를 호스팅하는 컴퓨터에 액세스할 수 있는 사람이 데이터를 볼 수 없도록 합니다.
이 메커니즘은 다음 시나리오로부터 데이터를 보호하지 않습니다.
안전하지 않은 네트워크를 통한 데이터 캡처
서버의 메모리를 읽어 데이터에 액세스
데이터베이스 슈퍼유저가 데이터에 직접 액세스
자세한 내용은 미사용 데이터 암호화를 참조하세요.
전송 암호화(TLS/SSL)
TLS/SSL을 사용한 전송 암호화는 네트워크를 통해 데이터를 암호화합니다. TLS/SSL은 안전하지 않은 네트워크를 통해 이동하는 데이터를 보호하지만, 권한이 있는 사용자로부터 또는 디스크에 있는 데이터는 보호할 수 없습니다.
자세히 알아보려면 TLS/SSL을 사용한 전송 암호화를참조하세요.
기능 비교
다음 다이어그램은 MongoDB가 지원하는 보안 기능과 해당 기능이 해결하는 잠재적인 보안 취약점을 설명합니다.
중요
메커니즘을 함께 사용
프로덕션 배포를 보호하려면 역할 기반 액세스 제어, 미사용 데이터 암호화, 전송 암호화 및 선택적으로 사용 중 암호화 보안 메커니즘을 함께 사용합니다. 클라이언트 측 필드 레벨 암호화와 Queryable Encryption을 모두 사용하여 동일한 컬렉션의 서로 다른 필드를 암호화할 수는 없습니다.
클라이언트 측 필드 레벨 암호화에 대해 자세히 알아보려면 클라이언트 측 필드 레벨 암호화 기능을 참조하세요.
시나리오
다음 가상의 시나리오는 애플리케이션 데이터 보안에 있어 Queryable Encryption의 가치와 Queryable Encryption이 이 가이드에서 설명하는 다른 보안 메커니즘과 어떻게 상호 작용하는지 보여줍니다.
이 시나리오에서는 가상의 회사인 MedcoMD 의 환자 개인 정보, 청구 정보 및 의료 기록을 저장하는 의료 관리 시스템에서 민감한 데이터를 보호합니다. 환자 데이터는 어느 것도 공개되지 않으며, 사회 보장 번호(SSN, 미국 정부 발급 ID 번호), 환자 ID 번호, 청구 정보, 약품 정보와 같은 특정 데이터는 특히 민감하며 개인정보보호 규정을 준수해야 합니다. 데이터를 비공개로 안전하게 보호하는 것은 회사와 환자 모두에게 중요합니다.
MedcoMD는 다음 사용 사례를 충족하기 위해 이 시스템이 필요합니다.
의사는 시스템을 사용하여 환자의 의료 기록, 청구 정보에 액세스하고, 약을 업데이트합니다.
접수원은 시스템을 사용하여 연락처 정보를 통해 환자의 신원을 확인합니다.
접수원은 환자의 청구 정보를 볼 수 있지만 환자 ID 번호는 볼 수 없습니다.
접수 담당자는 환자의 의료 기록에 액세스할 수 없습니다.
또한 MedcoMD는 다음 방법 중 하나를 통한 민감한 데이터 공개에도 관심을 두고 있습니다.
접수원이 공개적으로 볼 수 있는 화면에 실수로 데이터가 공개된 경우입니다.
데이터베이스 관리자와 같은 슈퍼유저가 데이터베이스에 직접 액세스합니다.
안전하지 않은 네트워크를 통한 데이터 캡처.
데이터베이스 서버의 메모리를 읽어 데이터에 액세스합니다.
데이터베이스 또는 백업 파일을 읽어 데이터에 액세스합니다.
의료 관리 시스템의 기능과 액세스 제한의 균형을 맞추기 위해 MedcoMD가 할 수 있는 일은 무엇인가요?
솔루션
MedcoMD는 사용 사례를 충족하고 민감한 의료 데이터가 공개되지 않도록 보호하기 위해 다음과 같은 보안 메커니즘을 사용합니다.
네트워크를 통해 이동하는 데이터를 보호하기 위한 전송 암호화(TLS/SSL) .
데이터베이스 또는 백업 파일을 읽어 데이터가 유출되지 않도록 보호하는 미사용 데이터 암호화 .
역할 기반 액세스 제어 를 통해 데이터베이스 사용자가 작업을 수행하는 데 필요한 컬렉션에 대한 액세스를 제한할 수 있습니다.
Queryable Encryption으로 민감한 필드를 암호화하여 다음 사용 사례 및 제약 조건을 충족합니다.
Queryable Encryption으로 암호화된 데이터는 암호화되지 않은 형태로 데이터베이스 서버에 존재하지 않으므로 서버 메모리에서 데이터를 읽는 것을 방지합니다.
Queryable Encryption이 활성화되지 않은 클라이언트를 접수원에게 제공하여 접수원이 환자의 신원을 확인하고 공개적으로 볼 수 있는 화면에서 민감한 데이터가 실수로 공개되는 것을 방지할 수 있습니다.
Queryable Encryption 지원 클라이언트를 제공하여 의사가 사무실에서 민감한 데이터를 비공개로 볼 수 있도록 합니다.
자세히 알아보기
MongoDB deployment를 보호하기 위해 구현해야 하는 보안 조치 목록을 보려면 보안 체크리스트를 참조하세요.
Queryable Encryption 사용을 시작하려면 빠른 시작을 참조하세요.