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    云数据库 RDS：EncDB SDK

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    云数据库 RDS：EncDB SDK

    更新时间：Feb 06, 2024

    如果您希望使用全密态功能对数据库表中的被保护数据列进行加密，并且使用Java应用程序访问数据库，可以使用全密态客户端Java SDK模块EncDB SDK接入全密态数据库，接入操作便捷，能够降低使用全密态功能的成本。本文介绍如何通过EncDB SDK访问全密态数据库。

    EncDB SDK支持可信密钥管理、端到端安全通信、数据加解密等功能，并提供了灵活的调用接口，应用可以根据业务逻辑需要灵活控制密态数据的处理过程。

    前提条件

    • 已开通全密态功能，详情请参见开通全密态功能。

    • 获取加密数据库连接信息。您首先需要获取加密数据库的连接信息，如域名（host）、端口（port）、数据库实例名（dbname）、用户名（username）、密码（password）等。

    • 配置数据保护规则。具体操作请参见配置数据保护规则。

    注意事项

    • 请保存好您设置的主密钥MEK。

    • Java使用JDK 1.8或以上版本。

      说明

      本文中使用的Maven版本为3.9.2，使用的开发工具为IntelliJ IDEA Community Edition 2022.3.2。

    操作步骤

    下载EncDB SDK库包及依赖配置

    EncDB SDK库包

    EncDB SDK支持任何兼容MySQL协议的客户端（例如社区版MySQL JDBC）。EncDB SDK下载地址：libencdb-1.2.13-SNAPSHOT.jar。

    Maven依赖配置

    1. 如果您的Java项目使用Maven构建，可以通过如下命令将上面的EncJDBC依赖包安装至您的本地仓库：

      mvn install:install-file -DgroupId=com.alibaba.encdb -DartifactId=<安装的Jar包名> -Dversion=<安装的Jar版本> -Dpackaging=jar -Dfile=<安装的Jar包文件名>

      例如：

      mvn install:install-file -DgroupId=com.alibaba.encdb -DartifactId=libencdb -Dversion=1.2.13-SNAPSHOT -Dpackaging=jar -Dfile=libencdb-1.2.13-SNAPSHOT.jar

    2. 在安装EncDB SDK依赖包的基础上，您需要在自己的Maven项目配置文件中加入以下依赖项：

      <dependencies>
   ...
   <dependency>
      <groupId>mysql</groupId>
      <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
      <version>您需要MySQL驱动版本（8.0.11~8.0.32）</version>
   </dependency>
   <dependency>
      <groupId>com.alibaba.encdb</groupId>
      <artifactId>libencdb</artifactId>
      <version>1.2.13-SNAPSHOT</version>
   </dependency>
   <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bouncycastle/bcprov-jdk15on -->
   <dependency>
     <groupId>org.bouncycastle</groupId>
     <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
     <version>1.62</version>
   </dependency>
   <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bouncycastle/bcpkix-jdk15on -->
   <dependency>
     <groupId>org.bouncycastle</groupId>
     <artifactId>bcpkix-jdk15on</artifactId>
     <version>1.62</version>
   </dependency>
   <dependency>
     <groupId>com.google.code.gson</groupId>
     <artifactId>gson</artifactId>
     <version>2.10.1</version>
   </dependency>
   <dependency>
     <groupId>com.google.guava</groupId>
     <artifactId>guava</artifactId>
     <version>24.1.1-jre</version>
   </dependency>
  <dependency>
  <groupId>org.slf4j</groupId>
  <artifactId>slf4j-api</artifactId>
  <version>1.7.30</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.slf4j</groupId>
  <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
  <version>1.7.30</version>
</dependency>
   ...
</dependencies>

    通过全密态客户端查询（代码示例）

    您需要在处理收发密文数据前，使用我们的EncDB SDK对数据进行加解密。在使用EncDB SDK时，您需要配置和您数据安全息息相关的参数，包括MEK（主密钥）、EncAlgo（加密算法）、KeyMgmtType（密钥管理类型）。

    具体参数解释及取值示例如下：

    参数

    取值示例（字符串类型）

    说明

    MEK

    00112233445566778899aabbccddeeff

    用户主密钥，由用户自定义指定。

    常见的生成方法有：密码生成工具（如openssl， openssl rand -hex 16)、编程语言中的random函数、或者从第三方密钥管理服务（KMS）获取。

    取值范围：长度为16字节的16进制字符串，且长度为32个字符。

    警告

    用户主密钥是您访问加密数据的根凭据，出于安全考虑，全密态数据库不持有并管理您的主密钥，也不提供用户主密钥的生成和备份服务，您需要自行生成用户主密钥。一旦您丢失密钥，将无法再访问已有的数据。因此我们建议您妥善备份用户主密钥。

    EncAlgo

    SM4_128_GCM

    指明被保护数据将要使用的加密算法。

    取值范围：

    • 国际算法：

      • AES_128_GCM

      • AES_128_CTR

      • AES_128_CBC

      • AES_128_ECB（不推荐）

    • 国密算法：

      • SM4_128_GCM（默认）

      • SM4_128_CTR

      • SM4_128_CBC

      • SM4_128_ECB（不推荐）

    说明

    • AES_128_ECB和SM4_128_ECB加密算法安全性较弱，请谨慎使用，推荐适用其他安全性更高的加密算法。

    • 可选，默认为SM4_128_GCM。

    KeyMgmtType

    RDS_MYSQL

    设置全密态密钥管理类型，对于指定数据库类型值是固定的。

    取值范围：

    • RDS_MYSQL：适用于RDS MySQL

    • POLARDB_MYSQL：适用于PolarDB MySQL（连接Proxy的情况下）

    • PG：适用于RDS PG和PolarDB PG模式下

    • KEYSTORE_SERVER：适用于服务化的密文元数据管理系统（即KeyStore）

    SDK配置

    EncDB SDK提供了对应的接口用户初始化SDK对象时配置对应的参数。通常您只需要配置主密钥（setMek）以及期望的加密算法（setEncAlgo），其他参数建议您使用默认缺省配置或者固定值。如下面所示：

    // 准备好域名（hostname）、端口（port）、数据库实例名（dbname）、用户名（username）、密码（password）等连接信息
// ...

// 使用MySQL JDBC连接数据库
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
String dbUrl = String.format("jdbc:mysql://%s:%s/%s", hostname, port, dbname);
Connection connection = DriverManager.getConnection(dbUrl, username, password);

// 初始化用户密钥，并获取加解密算子
String mek = "00112233445566778899aabbccddeeff";
Constants.EncAlgo encAlgo=Constants.EncAlgo.SM4_128_CBC;
Constants.KeyMgmtType keyMgmtType=Constants.KeyMgmtType.RDS_MYSQL;
EncdbSDK sdk = EncdbSDKBuilder.newInstance()
    .setKeyMgmtType(keyMgmtType)
    .setDbConnection(connection)
    .setMek(mek)
    .setEncAlgo(encAlgo)
    .build();
Cryptor cryptor = sdk.getCryptor();

// 调用加解密接口
// byte[] cipherBytes = cryptor.encrypt(...);
// XXX value = cryptor.decryptXXX(...):

// ... 发起查询 ...
    说明

    MEK及其他参数均在客户端本地进行处理、并以安全方式进行分发（信封加密）到服务端，始终保证MEK不泄露。

    完整代码示例

    以下示例是基于社区版MySQL JDBC和EncDB SDK构建的（需要在Maven依赖里额外引入MySQL JDBC），其中enc_int列配置为被保护字段。

    // 以下域名（hostname）、端口（port）、数据库实例名（dbname）、用户名（username）、密码（password）等连接信息需要更新为您的实例信息
String hostname = "hostname";
String port = "port";
String dbname = "db";
String username = "user";
String password = "password";

// 使用MySQL JDBC连接数据库
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
String dbUrl = String.format("jdbc:mysql://%s:%s/%s", hostname, port, dbname);
Connection connection = DriverManager.getConnection(dbUrl, username, password);

// 初始化用户密钥，并获取加解密算子
String mek = "00112233445566778899aabbccddeeff";
Constants.EncAlgo encAlgo=Constants.EncAlgo.SM4_128_CBC;
Constants.KeyMgmtType keyMgmtType=Constants.KeyMgmtType.RDS_MYSQL;
EncdbSDK sdk = EncdbSDKBuilder.newInstance()
    .setKeyMgmtType(keyMgmtType)
    .setDbConnection(connection)
    .setMek(mek)
    .setEncAlgo(encAlgo)
    .build();
Cryptor cryptor = sdk.getCryptor();

// 创建表并写入数据
connection.createStatement().executeUpdate("drop table if exists test");
connection.createStatement().executeUpdate("create table test (enc_int int)");
connection.createStatement().executeUpdate("insert into test values (1)");

// 发起查询
ResultSet rs = connection.createStatement().executeQuery("select * from test");
while (rs.next()) {
    for (int i = 0; i < rs.getMetaData().getColumnCount(); i++) {
        // 获取密文字节流
        byte[] cipher = rs.getBytes(i + 1);
        // 调用Cryptor.decrypt方法解密获取明文字节流
        byte[] plaintext = cryptor.decrypt(Base64.decode(new String(cipher, StandardCharsets.UTF_8)));
        
        // 输出，对比明密文
        System.out.println("明文：" + new String(plaintext) + "，密文：" + new String(cipher));
    }
    System.out.print("\n");
}

    输出结果：

    明文：1 密文：QmEA/4d0ROXfA3QeUZFiu7EdlvZy4Yaa+uDnyFHvFOnVK4dtgVIzjrYI54I=

    相关API

    EncDB SDK主要包含以下几个Java功能模块：

    com.alibaba.encdb.crypto.EncdbSDKBuilder

    为EncdbSDK类的构造类。

    // 获取一个新的EncdbSDKBuilder实例。您总是应该用这个方法来构造EncdbSDKBuilder。
EncdbSDKBuilder newInstance();
// （必选）设置一个数据库连接，用于全密态相关的密钥管理动作。这个数据库连接可以独立于业务中实际用到的数据库连接。
EncdbSDKBuilder setDbConnection(java.sql.Connection dbConnection);
// （必选）设置全密态密钥管理类型
EncdbSDKBuilder setKeyMgmtType(KeyMgmtType kmType);
// （必选）设置用户主密钥
EncdbSDKBuilder setMek(byte[] mek);
EncdbSDKBuilder setMek(String mek);
// （可选）设置加密算法
EncdbSDKBuilder setEncAlgo(EncAlgo encAlgo);
// 在完成上述设置之后，构造一个EncdbSDK对象
EncdbSDK build();

    com.alibaba.encdb.EncdbSDK

    提供可信密钥管理、端到端安全通信功能。

    // 获取一个Cryptor对象，用于操作密文/明文。
Cryptor getCryptor();

    com.alibaba.encdb.Cryptor

    提供密码计算功能。

    // 输入密文，返回对应的明文。注意：您需要自行将解密结果转换成目标数据类型。
byte[] decrypt(byte[] val)；

    常见问题

    • Q：运行程序时报错Exception in thread "main" java.lang.IllegalAccessError: class com.alibaba.encdb.common.SymCrypto (in unnamed module @0x5c0369c4) cannot access class com.sun.crypto.provider.SunJCE (in module java.base) because module java.base does not export com.sun.crypto.provider to unnamed module @0x5c0369c4，如何处理？

      A： 该报错可能是因为您的JDK版本较高导致的模块间权限问题，请在运行时添加VM option参数--add-exports=java.base/com.sun.crypto.provider=ALL-UNNAMED将com.sun.crypto.provider导出给Unnamed模块，以解决访问权限问题。

    • Q：运行程序时报错failed in mek provision: you might have an incorrect mek setting. Detail:gcmEncrypt error，如何处理？

      A：该问题常见于Oracle系列的JDK，如需解决此问题，您可以任选如下两种方式之一：

      • 使用Amazon Correto系列的JDK。

      • 仍然使用Oracle系列的JDK，但需要手动配置Security provider。具体步骤如下：

        1. 找到JDK的安装路径。

        2. 在安装路径/conf/security/路径下，找到java.security文件。

        3. 编辑java.security文件，在List of providers and their preference orders (see above):区域，补充如下内容：

          security.provider.14=org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider