加密如何保护多租户存储
借助多租户存储，多个用户共享相同的基础架构，但加密可确保其数据的私密性和安全性。以下是关键要点：
- 静态数据：使用 AES-256 加密文件或使用全盘加密来保护存储的数据。
- 传输中的数据：使用 TLS 1.3 或 IPsec 保护跨网络移动的数据。
- 租户隔离：为每个租户分配唯一的加密密钥，以防止交叉访问。
- 密钥管理：定期轮换密钥，安全存储密钥，并使用多因素身份验证进行访问。
- 访问控制：基于角色的权限和实时监控确保正确的数据处理。
加密不仅可以防止数据泄露，还可以防止物理盗窃、网络漏洞和访问控制故障。通过将强大的加密方法与适当的密钥管理和监控相结合，多租户环境可以保持安全和合规。
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主要加密方法
保护数据涉及使用多层安全措施加密存储和传输的信息。
存储加密
存储加密使用两种主要技术来保护静态数据：
全盘加密 (FDE)
此方法可加密整个存储驱动器，防止物理盗窃或未经授权的访问。它通常使用 AES-256 标准。
文件级加密
此方法为各个文件和目录分配唯一的加密密钥，从而提供更详细的控制。它通常结合了：
- 高级加密标准 (AES) 用于加密文件内容
- RSA 用于密钥交换
- 氢键MAC 用于验证数据完整性
网络加密
网络加密可确保数据在系统和用户之间传输时保持安全。常见协议包括：
传输层安全性 (TLS)
TLS 1.3 提供以下高级功能：
- 完美前向保密 (PFS)
- 零往返时间（0-RTT）
- 强力防御中间人攻击
IPsec（互联网协议安全）
IPsec 在 IP 层运行，提供：
- 认证标头 (AH) 用于完整性检查
- 封装安全负载 (ESP) 用于加密
- 互联网密钥交换 (IKE) 用于安全密钥分发
强大加密的下一步是有效的密钥管理。
密钥管理
适当的密钥管理对于维护加密完整性至关重要。良好的系统包括：
密钥生成和存储
- 用于安全密钥创建的硬件安全模块 (HSM)
- 加密存储，在多个位置备份
- 主密钥和数据加密密钥之间的明确分离
访问控制
- 基于角色的访问控制 (RBAC)，用于管理关键权限
- 关键操作的多因素身份验证
- 所有关键相关活动的综合审计日志
生命周期管理
密钥需要定期更新并安全处置。标准做法包括：
- 每季度轮换数据加密密钥
- 每年轮换一次主密钥
- 按照 DOD 5220.22-M 标准安全删除密钥
- 使用密钥版本控制来维护对旧数据的访问
设置多租户加密
让我们深入研究如何配置多租户加密，以前面讨论的加密方法和密钥管理策略为基础。此设置可确保安全高效的部署。
选择加密类型
为了在安全性和性能之间取得平衡，请考虑使用多层加密：
保护静态数据
- 使用 AES-256 用于加密文件。
- 申请 透明数据加密 (TDE) 用于数据库。
- 使能够 卷级加密 用于共享存储环境。
保护传输中的数据
- 使用 TLS 1.3 用于所有 API 通信。
- 申请 端到端加密 对于敏感操作。
- 为备份和复制过程选择安全的协议。
设置租户密钥
每个租户都需要自己的加密密钥来确保数据隔离。配置方法如下：
主密钥设置
- 生成 唯一主密钥 对于每个租户使用 符合 FIPS 140-2 标准的 HSM.
- 将主密钥存储在 单独的安全区域.
- 自动密钥轮换间隔 90 天 以增强安全性。
租户密钥结构
- 创造 数据加密密钥 (DEK) 对每个租户都适用。
- 使用租户的主密钥加密 DEK。
- 维护不同版本的密钥以便在需要时支持数据恢复。
这些步骤使密钥管理流程适应多租户环境。
访问控制设置
强大的访问控制机制对于有效隔离租户数据至关重要：
身份验证框架
- 使用 OAuth 2.0 使用 JWT 令牌进行安全身份验证。
- 要求 多因素身份验证 (MFA) 进行特权行动。
- 实施 基于角色的访问控制 (RBAC) 进行详细的权限管理。
租户数据隔离
- 分配唯一的租户 ID 以创建不同的加密上下文。
- 为每个租户使用单独的密钥存储以增强隔离。
| 安全级别 | 密钥轮换频率 | MFA 要求 | 访问日志范围 |
|---|---|---|---|
| 基本的 | 每 180 天 | 选修的 | 仅限关键事件 |
| 标准 | 每 90 天 | 管理员必需 | 所有访问事件 |
| 增强型 | 每 30 天 | 所有用户都需要 | 完整的审计日志 |
监控与合规
- 配置 实时警报 未经授权的访问尝试。
- 自动化合规性检查以符合法规要求。
- 保留所有与加密相关的活动的详细审计日志。
此设置可确保多租户环境中的安全性和责任感。
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安全指南
为了加强对敏感数据的保护并确保合规性，请实施严格的安全措施以及加密和密钥管理实践。这些准则旨在加强多租户存储环境的安全性。
密钥轮换计划
根据数据的敏感度和合规性要求定义密钥轮换间隔：
定期轮换间隔
| 数据分类 | 旋转频率 | 备份要求 | 通知期 |
|---|---|---|---|
| 批判的 | 30 天 | 每日外出 | 7 天 |
| 敏感的 | 90 天 | 每周外出 | 14天 |
| 标准 | 180天 | 每月场外 | 30 天 |
紧急轮换协议
- 如果怀疑存在泄露，请立即轮换密钥。
- 对关键系统使用专用的紧急密钥，并确保记录所有轮换。
可靠的密钥轮换计划应与持续的系统活动监控相结合，以便尽早发现异常。
安全监控
一旦建立了关键协议，就通过持续主动的监控来维护安全：
实时监控
- 实时跟踪密钥使用情况和访问模式。
- 针对任何未经授权的访问尝试设置警报。
访问追踪
| 监控级别 | 指标 | 警报阈值 | 响应时间 |
|---|---|---|---|
| 全系统 | 密钥的使用、访问 | >10 次失败尝试 | 5 分钟 |
| 特定于租户 | 数据访问、API 调用 | 音量突然飙升 | 15 分钟 |
| 行政 | 特权操作 | 任何未经授权的行为 | 即时 |
满足数据标准
为了符合加密协议，请遵循以下既定的数据标准：
合规框架整合
- 使用 FIPS 140-2 经过验证的加密模块。
- 遵守 GDPR 第 32 条 加密要求。
- 确保密钥管理符合 健康保险隐私及责任法 规章制度。
文件要求
- 保存所有关键管理活动的记录。
- 保留详细的加密审计跟踪。
- 完整记录事件响应程序。
验证过程
- 每季度进行合规审计。
- 每年进行渗透测试以识别漏洞。
- 根据需要定期更新安全证书。
常见问题及解决方法
多租户存储中的加密本身就存在一系列挑战。下面，我们将解决一些常见问题以及解决这些问题的实用方法，重点关注性能、密钥管理以及安全性与可用性之间的平衡。
速度和性能
由于加密需要额外的处理，因此可能会降低操作速度。以下是保持操作顺利运行的方法：
- 硬件加速
使用 Intel AES-NI 等硬件加速器可以降低 CPU 使用率，同时保持加密标准。 - 缓存策略
智能缓存可以提高性能，同时又不损害安全性。下面简要分析一下：
| 缓存级别 | 执行 | 性能提升 | 安全注意事项 |
|---|---|---|---|
| 记忆 | 活动数据加密缓存 | 访问速度更快 | 最小额外风险 |
| 会议 | 临时密钥存储 | 降低延迟 | 短期暴露 |
| 磁碟 | 特定区域的选择性加密 | 更好的 I/O 效率 | 可调节的安全措施 |
一旦性能得到优化，解决密钥管理的潜在问题就至关重要。
关键管理问题
适当的密钥管理对于租户隔离和整体系统完整性至关重要。正确实施三层密钥系统非常有效：
- 租户隔离
- 确保主密钥、租户密钥和数据密钥隔离，以防止跨租户访问。
- 验证自动密钥分发不会模糊租户边界。
- 对每个租户的密钥使用独特的备份程序，同时为管理员维护统一的恢复流程。
密钥管理只是其中的一部分。平衡强大的安全性和用户的便利性同样重要。
安全性与易用性
在安全性和可用性之间取得适当的平衡需要周到的访问控制和自动化：
- 访问控制优化
通过实现以下功能来保护数据，而不会使用户的操作过于复杂：
| 特征 | 安全级别 | 用户影响 | 执行 |
|---|---|---|---|
| 单点登录 | 高的 | 最小程度的干扰 | 联合服务 |
| 基于角色的访问 | 强的 | 中等复杂度 | 细粒度权限 |
| 即时访问 | 非常高 | 稍有延误 | 临时凭证 |
- 自动化与集成
自动轮换密钥并使用 API 驱动的安全控制来减少手动工作。引入自助服务门户也可以简化日常任务。 - 监控和警报
建立强大的监控系统，尽早发现并解决问题：- 实时跟踪加密性能。
- 监控密钥的使用情况以发现异常。
- 自动响应常见问题。
定期审核和用户反馈对于持续改进至关重要。考虑与以下提供商合作 服务器 简化加密管理并有效应对性能挑战。
概括
本节总结了使用加密保护多租户存储的主要策略。关键是结合多层加密、硬件加速和智能缓存来保护数据，同时保持较低的性能影响。
通过在存储和网络层面加密数据并实施严格的密钥管理，租户数据保持隔离。硬件加速和高效缓存有助于减轻加密的性能负担，确保安全性不会拖慢速度。
有效加密的核心要素包括：
- 基于角色的访问控制 限制数据访问
- 即时凭证配置 增强安全性
- 自动密钥轮换计划 防止漏洞
- 定期安全审核 识别和应对风险
使用特定于租户的密钥，可以进一步加强访问管理：
- 使用 每个租户都有唯一的加密密钥
- 实现 AES-256 和其他业界认可的算法
- 维护 详细访问日志 追究责任
- 雇用 自动监控系统 检测异常
