[論文レビュー] Transparent Data Encryption -- Solution for Security of Database Contents

Anwar Pasha Deshmukh, Riyazuddin Qureshi|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2013

Chaos-based Image/Signal Encryption被引用数 4

ひとこと要約

本論文では、アプリケーションの変更なしにディスクおよびバックアップメディア上のデータを自動的に暗号化することにより、静的データを保護するためのトランスポアレント・データ暗号化（TDE）を提案する。この手法は、最小限のパフォーマンスオーバーヘッドでエンドツーエンドのデータ機密性を確保し、企業環境におけるデータ漏洩に対するコンプライアンス対応可能な保護を提供する。

ABSTRACT

The present study deals with Transparent Data Encryption which is a technology used to solve the problems of security of data. Transparent Data Encryption means encrypting databases on hard disk and on any backup media. Present day global business environment presents numerous security threats and compliance challenges. To protect against data thefts and frauds we require security solutions that are transparent by design.

研究の動機と目的

• 現代のデータベースシステムにおける増大するセキュリティ脅威とコンプライアンス課題に対処すること。
• アプリケーションを変更せずに、データを静的状態でエンドツーエンドで暗号化する透明なメカニズムを提供すること。
• システムのパフォーマンスに影響を与えることなく、データベースおよびバックアップメディア上のデータ機密性を確保すること。
• 機密データへの不正アクセスを防止することで、規制遵守を支援すること。
• 企業用データベースセキュリティのための実用的で導入可能なソリューションを提供すること。

提案手法

• 提案手法は、ストレージエンジンレベルでデータベース管理システム（DBMS）に直接暗号化を統合する。
• データはディスクに書き込む前に自動的に暗号化され、取得時に復号化され、アプリケーションレベルの干渉なしに処理される。
• 暗号化鍵は、通常は鍵管理サービスまたはハードウェアセキュリティモジュール（HSM）を用いて安全に管理される。
• 暗号化処理はブロックまたはページレベルで実行され、データの細粒度な保護が可能となる。
• システムは後方互換性を維持し、最小限の設定で既存のデータベースワークロードをサポートする。
• このアプローチにより、すべてのデータ（バックアップを含む）がライフサイクル全体で暗号化されたまま保たれる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アプリケーション論理を変更せずに、データベースの内容を静的状態でどのように保護できるか？
• RQ2 ストレージレベルでデータベースデータを透明に暗号化する際のパフォーランスオーバーヘッドはどの程度か？
• RQ3 TDEは、システムの可用性と使いやすさを損なわず、エンドツーエンドのデータ機密性を提供できるか？
• RQ4 TDEは、データ保護規制への適合をどのように支援するか？
• RQ5 本番データベース環境における安全な鍵管理を実現するメカニズムは何か？

主な発見

• 提案されたTDEソリューションは、アプリケーションの変更なしに、バックアップメディアを含むデータベースの静的データを効果的に保護する。
• 暗号化処理はアプリケーションに対して透明であり、既存のデータベースワークロードとのシームレスな統合を実現する。
• パフォーマンスオーバーヘッドは最小限であり、生産環境での実用性が保証される。
• データストレージメディアが侵害された場合でも、データ機密性が保たれるため、データ保護基準への適合を支援する。
• 鍵管理は集中管理されており、安全であるため、鍵の漏洩リスクが低減される。
• このソリューションは、企業用データベースシステムにおける実用的かつ導入可能な妥当性を示している。