### 透明数据加密(TDE)库的备份与还原详解
#### 一、透明数据加密（TDE）概述
透明数据加密（TDE, Transparent Data Encryption）是一种强大的安全技术，主要用于保护存储在数据库中的静态数据不被未经授权的访问或窃取。TDE 通过实时 I/O 加密和解密数据文件和日志文件来实现这一目标，同时确保在恢复过程中能够正常使用这些数据。
#### 二、TDE 的工作原理
TDE 使用数据库加密密钥（Database Encryption Key, DEK）对数据进行加密。DEK 存储在数据库引导记录中以便于恢复。此外，DEK 受到服务器证书或由外部密钥管理服务（EKM, External Key Management）提供的非对称密钥的保护。这意味着即使数据库文件被盗，没有正确的密钥也无法解密数据。
#### 三、TDE 的优势
1. **无需更改现有应用**：TDE 的一大优点在于可以在不改变现有应用程序的情况下提供加密功能。
2. **提高安全性**：通过对静态数据加密，可以显著降低数据泄露的风险。
3. **符合法规要求**：许多行业都有严格的数据保护法规要求，使用 TDE 可以帮助组织达到这些合规性标准。
4. **易于管理**：DBA 可以控制整个加密流程，包括密钥管理等，从而降低了操作复杂性。
#### 四、TDE 加密体系结构及测试过程
下面将详细介绍如何在 SQL Server 中设置和测试 TDE 加密：
1. **创建主密钥（Master Key）**：
```sql
USE master;
GO
-- 如果之前存在则删除
-- DROP MASTER KEY;
CREATE MASTER KEY ENCRYPTION BY PASSWORD='1qaz@WSX';
GO
```
2. **备份主密钥**：
```sql
BACKUP MASTER KEY TO FILE='C:\master_key.cer' ENCRYPTION BY PASSWORD='!QAZ2wsx';
GO
```
3. **创建证书以保护数据库加密密钥**：
```sql
-- 如果之前存在则删除
-- DROP CERTIFICATE SDB_Cert;
CREATE CERTIFICATE SDB_Cert WITH SUBJECT='Certificate for SecretDB';
GO
-- 使用私钥加密的方式备份证书
BACKUP CERTIFICATE SDB_Cert TO FILE='C:\SDB_Cert.cer' WITH PRIVATE KEY (FILE ='C:\SDB_Cert.pvk', ENCRYPTION BY PASSWORD='!QAZ2wsx');
GO
```
4. **创建测试数据库**：
```sql
USE master;
GO
CREATE DATABASE SecretDB;
GO
USE SecretDB;
GO
CREATE TABLE SDB_TB (ID INT, VAL NVARCHAR(20));
INSERT INTO SDB_TB VALUES (1, N'A'), (2, N'B'), (3, N'C');
GO
```
5. **创建数据库加密密钥**：
```sql
USE SecretDB;
GO
CREATE DATABASE ENCRYPTION KEY WITH ALGORITHM=AES_128 ENCRYPTION BY SERVER CERTIFICATE SDB_Cert;
GO
```
6. **启用数据库加密**：
```sql
USE SecretDB;
GO
ALTER DATABASE SecretDB SET ENCRYPTION ON;
GO
```
7. **备份加密后的数据库**：
```sql
USE master;
GO
BACKUP DATABASE SecretDB TO DISK='D:\SecretDB.bak';
GO
```
8. **在另一台服务器上恢复加密的数据库**：
- 将 `SecretDB.bak`, `SDB_Cert.cer` 和 `SDB_Cert.pvk` 文件复制到另一台服务器。
- 创建数据库并尝试直接恢复：
```sql
USE master;
GO
CREATE DATABASE SecretDB;
GO
RESTORE DATABASE SecretDB FROM DISK='D:\SecretDB.bak' WITH REPLACE;
GO
```
- 遇到错误后，使用备份的证书文件重新创建证书：
```sql
USE master;
GO
CREATE CERTIFICATE SDB_Cert FROM FILE='C:\SDB_Cert.cer' WITH PRIVATE KEY (FILE='C:\SDB_Cert.pvk', DECRYPTION BY PASSWORD='!QAZ2wsx');
GO
```
9. **再次尝试恢复数据库**：
```sql
RESTORE DATABASE SecretDB FROM DISK='D:\SecretDB.bak' WITH REPLACE;
GO
```
#### 五、总结
透明数据加密（TDE）是保护敏感数据免受未经授权访问的有效手段之一。通过上述步骤，我们可以确保在备份和恢复过程中，即使备份文件被盗用，数据也无法被非法解密。这对于确保企业数据的安全性和合规性至关重要。此外，TDE 的实施无需修改现有应用程序，这使得 DBA 能够轻松地管理和维护加密过程，同时确保系统的稳定运行。
