MSSQL - 最佳實踐 - 使用SSL加密連接

author: 風移

摘要

在SQL Server安全系列專題月報分享中，往期我們已經陸續分享了：如何使用對稱密鑰實現SQL Server列加密技術、使用非對稱密鑰實現SQL Server列加密、使用混合密鑰實現SQL Server列加密技術、列加密技術帶來的查詢性能問題以及相應解決方案、行級別安全解決方案、SQL Server 2016 dynamic data masking實現隱私數據列打碼技術、使用證書做資料庫備份加密和SQL Server Always Encrypted這八篇文章，直接點擊以上文章前往查看詳情。本期月報我們分享SQL Server SSL證書連接加密技術，實現網路上傳輸層連接加密。

問題引入

在SQL Server關係型資料庫中，我們可以使用透明數據加密（TDE）、行級別加密(Row-level Security)、數據打碼(Dynamic Data Masking)和備份加密(Backup Encryption)等技術來實現資料庫引擎層的安全。但是，在網路傳輸層，客戶端和服務端之前預設沒有數據加密傳輸保護。因此，為了提高鏈路安全性，我們可以啟用SSL（Secure Sockets Layer）加密，SSL在傳輸層對網路連接進行加密，能提升數據通道的安全性，但同時會增加網路連接響應時間和CPU開銷。

準備工作

為了方便觀察，我們使用Microsoft Network Monitor 3.4（以下簡稱MNM）工具來觀察網路傳輸層事件，如果您已經安裝MNM，請跳過該準備工作部分。
首先，我們從微軟官網下載MNM,根據需要下載對應的版本，我們這裡下載64 bit版本，NM34_x64.exe。
接下來，安裝MNM，直接執行NM34_x64.exe，然後按照嚮導完成安裝。
最後，重啟OS。

啟用SSL證書之前

在啟用SSL證書加密之前，客戶端和SQL Server服務端的網路傳輸層預設沒有加密保護的，我們可以通過如下步驟驗證。
 創建測試表
 新建MNM抓取
 連接查詢測試
 MNM中檢查
 動態視圖查看加密狀態

創建測試表

為了測試方便，我們首先創建測試表CustomerInfo，存入三個客戶敏感信息，包含客戶名稱和客戶電話號碼。

USE [TestDb]
GO
IF OBJECT_ID('dbo.CustomerInfo', 'U') IS NOT NULL
    DROP TABLE dbo.CustomerInfo
CREATE TABLE dbo.CustomerInfo
(
CustomerId        INT IDENTITY(10000,1)    NOT NULL PRIMARY KEY,
CustomerName    VARCHAR(100)            NOT NULL,
CustomerPhone    CHAR(11)                NOT NULL
);

-- Init Table
INSERT INTO dbo.CustomerInfo 
VALUES ('CustomerA','13402872514')
,('CustomerB','13880674722')
,('CustomerC','13487759293')
GO

新建MNM抓取

打開MNM，點擊New Capture，然後Start，啟動網路層時間抓取。

連接查詢測試

從客戶端，連接上對應的SQL Server，執行下麵的查詢語句，以便觀察MNM抓取情況。

USE [TestDb]
GO
SELECT * FROM dbo.CustomerInfo WITH(NOLOCK)

執行結果如下：

MNM中檢查

我們仔細觀察MNM中的事件，發現在客戶機和SQL Server服務端的網路傳輸層，使用的明文傳輸，如下截圖：

從圖中右下角紅色方框中，我們可以清清楚楚的看到了這三個客戶的姓名和對應的手機號碼，我們使用MNM看到數據在網路傳輸層以明文傳送，並未做任何加密，可能會存在數據被竊聽的風險。

動態視圖查看連接狀態

當然，您也可以從SQL Server的連接動態視圖看出，連接並未加密：

從MNM和SQL Server動態視圖我們可以得出相同的結論是：客戶端和SQL Server服務端數據在網路傳輸層預設以明文傳送，並未加密傳輸，可能會存在數據被竊聽的風險。那麼，我們可以啟動SSL證書來加密數據傳輸，以達到更為安全的目的。

啟用SSL證書

啟動SSL證書，分為以下幾個部分：
 證書申請
 強制所有連接使用SSL
 加密特定客戶端連接

證書申請

Start –> 輸入：mmc.exe -> File -> Add/Remove Snap-ins -> Certificate -> add -> Computer account -> Next -> Local Computer -> Finish -> OK

展開Certificates -> 右鍵 Personal -> 選擇 All Tasks -> 選擇Request New Certificate -> 點擊 Next -> 選中 Computer -> 點擊Enroll -> 點擊Finish。
右鍵點擊對應證書 -> 選中All Tasks -> 選擇Manage Private Keys… -> 授予 read 許可權給本地賬號NT ServiceMSSQLSERVER。

強制所有連接使用SSL

強制所有連接加密

在SQL Server伺服器上，Start -> Run -> sqlservermanager13.msc -> 右鍵點擊Protocols for MSSQLSERVER -> Flags中將Force Encryption設置為Yes -> Certificate選項卡中選擇證書 -> OK

重啟SQL Service

強制所有連接設置完畢後，如果想要立即生效，請重啟SQL Service。 
註意：
這裡需要特別註意，如果是目前線上正常運行的應用，請慎重測試後，打開強制所有連接使用SSL。

加密特定客戶端連接

當然，您也可以不用打開強制所有的連接使用SSL，轉而使用加密特定的客戶端連接，這裡以SSMS連接工具為例。

客戶端導入證書

Start -> Run -> 輸入：certmgr.msc -> 右鍵選擇Trusted Root Certification Authorities -> All Tasks -> Import

選擇SQL Server服務端生成的證書文件

Next -> Finish -> OK

SSMS啟用加密連接

在SSMS連接服務端界面 -> 選擇Options

然後選擇Encrypt connection

然後，參照“連接查詢測試”中方法進行連接測試。同樣在連接管理視圖中查看，我們可以看到連接已經加密：

至此，使用SSL證書加密加密客戶端和SQL Server服務端連接的實驗成功。

註意事項

由於使用了SSL證書來加密客戶端和SQL Server服務端連接，在提升數據通信的安全性同時，加密解密操作也會導致網路連接響應時間增加和CPU使用率上升，對業務系統有一定的性能影響。因此，建議您僅在外網鏈路有加密需求的時候啟用SSL加密，內網鏈路相對較安全，一般無需對鏈路加密。

最後總結

本期月報我們分享瞭如何啟用SSL證書，來加密客戶端和SQL Server服務端連接，提升網路傳輸層通信安全，使得數據在傳輸過程中被加密後，以密文傳送，最大限度保證了鏈路安全。