MongoDB在Debian上的数据加密方法

MongoDB 在 Debian 的数据加密方法

一、加密层次与适用场景

• 传输加密 TLS/SSL：加密客户端与服务器、以及复制集/分片集群节点之间的网络通信，防止链路窃听与中间人攻击。适用于所有部署环境。
• 静态加密 Encryption at Rest：加密数据库文件在磁盘上的数据，防止物理介质失窃导致的数据泄露。适用于对合规有严格要求的场景。
• 客户端字段级加密 FLE：在驱动/应用侧对敏感字段加密，服务端仅存储密文，密钥由应用或 KMS 管理，适用于细粒度合规与“最小化暴露面”。
• 以上能力均为 MongoDB 官方提供，其中 FLE 与部分企业特性需企业版，静态加密的落地方式依赖操作系统或云/硬件能力。

二、传输加密 TLS/SSL 配置步骤（Debian）

• 准备证书与密钥
  • 自签名或 CA 签发均可。示例生成自签名证书与合并 PEM：
    • 生成私钥与证书：openssl req -newkey rsa:2048 -new -x509 -days 365 -nodes -out mongodb-cert.crt -keyout mongodb-cert.key
    • 合并为 PEM：cat mongodb-cert.key mongodb-cert.crt > /etc/ssl/mongodb.pem
    • 建议权限：chmod 600 /etc/ssl/mongodb.pem & & chown mongodb:mongodb /etc/ssl/mongodb.pem
• 配置 mongod 启用 TLS（示例为 YAML 配置）
  • 编辑 /etc/mongod.conf：
    • 网络与 TLS：
      • net.port: 27017
      • net.bindIp: 127.0.0.1,< 内网地址> （生产环境务必限制来源）
      • net.tls.mode: requireTLS
      • net.tls.certificateKeyFile: /etc/ssl/mongodb.pem
      • 如使用自签名或私有 CA：net.tls.CAFile: /etc/ssl/ca.pem
    • 安全基线（同时开启）：
      • security.authorization: enabled
• 重启并验证
  • 重启服务：sudo systemctl restart mongod
  • 验证连接：mongo --tls --tlsCAFile /etc/ssl/ca.pem --host < host> -u < user> -p
  • 复制集/分片建议启用节点间 TLS，并使用一致的证书与 CA 配置。

三、静态加密 Encryption at Rest 实现路径

• 社区版常见做法（操作系统层透明加密）
  • 使用 LUKS/dm-crypt 对数据目录所在磁盘或分区加密（如 /var/lib/mongodb），系统启动时解锁，MongoDB 无感知使用。优点是通用、成本低；注意备份解锁口令/密钥、合理处理快照与迁移。
• 企业版功能（数据库引擎层加密）
  • MongoDB Enterprise 提供 Encrypted Storage Engine，在存储层对数据文件透明加密，密钥由 Keyfile 或企业 KMS 管理。需在配置中启用并妥善管控密钥轮转与备份。
• 云托管的便捷选项
  • 若使用 MongoDB Atlas 或云厂商托管 MongoDB，可直接启用 磁盘/存储加密 与 传输加密，减少自维护成本与运维复杂度。
• 合规提示
  • 静态加密的实现路径需与审计、密钥管理、备份恢复流程一并设计，确保“可审计、可恢复、可轮转”。

四、客户端字段级加密 FLE（敏感字段最小化）

• 适用场景：对如 身份证号、银行卡号、个人信息 等字段进行应用侧加密，服务端不持有明文密钥。
• 基本流程
  • 选择 自动加密（Auto Encryption） 或 显式加密（Explicit Encryption） 模式；准备 KMS（如本地密钥、云 KMS）。
  • 在驱动中配置加密选项与密钥管理，指定需要加密的字段与算法；应用写入/读取时自动完成加解密。
  • 注意：FLE 对查询有一定限制（如范围查询受限），需在数据建模与查询模式上评估。
• 版本与授权
  • FLE 为 MongoDB Enterprise 特性；社区版可通过应用层自行加密实现等价目标。

五、配套安全加固清单（与加密共同使用）

• 启用鉴权与 RBAC：security.authorization: enabled，创建最小权限用户与角色；分库分应用使用独立账号。
• 网络隔离与访问控制：net.bindIp 仅绑定内网/管理网；配合 ufw/iptables 限制来源 IP 与端口。
• 审计与日志：开启审计日志（如 security.auditLog.destination: file），集中采集并定期审计异常行为。
• 禁用不必要接口：旧版本如启用 HTTP 接口应关闭；保持 MongoDB 与 Debian 的及时更新与补丁管理。

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