密态数据库真不是那么好搞，里面那些难点让人头大又纠结

整理自知乎、技术社区博客及行业内部讨论）

“密态数据库真不是那么好搞，里面那些难点让人头大又纠结”，这话算是说到点子上了，别看现在这个概念炒得挺热，好像不加个“全密态”都不好意思说自己在做数据安全，但真正扎进去做的团队，十个有九个都在骂娘，这东西根本不是简单地把数据加密一下扔进数据库就完事了,里面的坑多到能绊倒一个加强连。

首先最让人头大的，就是性能和效率的断崖式下跌，你想啊，传统数据库为啥快？因为它能对数据做各种聪明的操作，比如索引、排序、模糊查询、关联查询，数据是明文的，数据库引擎一看就知道谁大谁小，可以直接比较，但数据一旦加密，在数据库眼里就是一堆乱七八糟的字符块，它完全看不懂，你要想查询，找出生肖是虎的员工”，数据库没法直接在一堆密文里找出哪些数据对应“虎”，那怎么办？只能把数据全部解密后再处理，这就相当于你要在图书馆找一本书，但每本书都锁在一个保险箱里，你必须把全图书馆的保险箱都打开，拿出书来翻一遍才知道是不是你要的那本，这效率，想想就让人崩溃，有团队在测试早期版本时发现，一个原本毫秒级返回的简单查询，在密态环境下可能要花上几分钟，业务系统根本没法用。（来源：某云厂商数据库团队工程师的分享）

为了解决这个性能难题，大家想了很多办法，但这又引出了第二个更纠结的问题：安全性和可用性的极限拉扯，这就好比你要设计一把锁，既想让小偷绝对打不开，又想让自己人用起来像用钥匙扣一样方便，这本身就是矛盾的，为了支持“范围查询”（比如查询工资在1万到2万之间的员工），有人发明了一种叫“保序加密”的技术，就是加密后还能保持明文的大小顺序，但这就有风险了，攻击者虽然不知道你的具体工资，但他通过观察密文的顺序，能推测出谁工资高、谁工资低，这就泄露了部分敏感信息，再比如，为了支持模糊查询，有的方案会提取明文数据的特征值再加密，但这也有可能被分析出模式，你每增加一个便捷功能，可能就在安全防线上开了一个小口子，到底开多大的口子、开在哪儿，这个权衡能让人纠结到秃头，安全团队说要万无一失，业务团队说功能必须保证，数据库团队被夹在中间，里外不是人。（来源：多次数据安全技术沙龙上的讨论焦点）

第三个难点是密钥管理的复杂度和风险转移，在密态数据库里，密钥是真正的“命根子”，数据库自己不能存密钥，否则黑客攻破数据库，连密钥带密文一锅端，加密就失去了意义，所以通常要把密钥放在一个单独的高度安全的模块里，比如硬件安全模块（HSM），但这下好了，数据库的复杂性没减少，反而又多了一个需要极高可用性和性能的密钥管理系统，这就好比你把家里最值钱的宝贝藏到了一个绝对安全的保险库里，但每次想用一下都得经过一套繁琐的验证手续去保险库取，万一去保险库的路断了（网络故障），或者保险库的门卡住了（HSM宕机），整个系统就直接停摆了，密钥的轮换（定期更换密钥）更是噩梦，要对海量历史数据重新加密，期间还不能影响业务，这个操作流程的设计和执行力要求极高，一不小心就是一场事故。（来源：某金融企业IT负责人的实践总结）

第四个让人纠结的点在于应用的改造和兼容性，现有的绝大多数应用程序，都是基于操作明文数据库来写的，要迁移到密态数据库，意味着SQL语句、应用逻辑可能都要大改，那些依赖数据库内置高级函数（比如复杂的字符串处理、数学计算）的应用，如果这些函数无法在密态环境下工作，应用就得推倒重来，这不仅仅是技术成本，更是巨大的时间和人力成本，企业会算账：为了理论上更高级的安全，付出如此巨大的改造代价，甚至可能影响业务创新速度，到底值不值？很多时候，这就成了一个“政治上正确，现实中难行”的项目。（来源：多位企业级用户的评估反馈）

还有一个隐形的难点是运维和调试的“失明”，DBA（数据库管理员）以前出问题了，可以很快地直接查看数据内容来定位问题，现在数据全是密文，DBA啥也看不出来，排查故障的难度呈指数级上升，虽然可以有严格的流程授权解密特定数据，但那个效率和便捷性跟以前完全没法比，这相当于给运维团队戴上了眼罩工作，整个团队的运维习惯和工具链都要随之改变，这个适应过程非常痛苦。（来源：技术社区博客中DBA的吐槽）

所以说，密态数据库绝对不是一个“开关”，一打开就万事大吉，它是一整套极其复杂的系统工程，涉及到密码学、数据库内核、分布式系统、应用架构、运维流程等多个领域的深度改造和平衡，每一个看似美好的特性背后，都是工程师们用头发和汗水换来的妥协方案，这也是为什么市面上真正的、能大规模商用的全密态数据库仍然凤毛麟角的原因，因为里面的难点,真的是让人头大又纠结。