JDBC ドライバーで Always Encrypted を使用する

JDBC ドライバーのダウンロード

このページでは、Java アプリケーションを開発して、Microsoft JDBC Driver 6.0 for SQL Server 以降で Always Encrypted を使用できるようにする方法について説明します。

Always Encrypted を使用すると、クライアントは SQL Server または Azure SQL データベースにデータまたは暗号化キーを開示することなく、機密データを暗号化することができます。 Microsoft JDBC Driver 6.0 for SQL Server 以降など、Always Encrypted が有効のドライバーは、クライアント アプリケーション内の機密データを透過的に暗号化および暗号化解除することで、この動作を実行します。 ドライバーにより、どのクエリ パラメーターが Always Encrypted データベース列に対応しているかが判断され、それらのパラメーターの値が暗号化されてからデータベースに送信されます。 同様に、ドライバーは、クエリ結果内の暗号化されたデータベース列から取得されたデータを透過的に暗号化解除します。 詳細については、「Always Encrypted (データベース エンジン)」および「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。

前提条件

• 開発用マシンに Microsoft JDBC Driver 6.0 (以降) for SQL Server がインストールされていることを確認してください。
• Java Cryptography Extension (JCE) Unlimited Strength Jurisdiction Policy Files (JCE 管轄ポリシーファイル (無制限強度)) をダウンロードしてインストールします。 インストール手順、および考えられるエクスポートまたはインポートの問題に関する詳細について、zip ファイルに含まれる Readme を必ず読んでください。
  • mssql-jdbc-X.X.X.jre7.jar または sqljdbc41.jar については、Java Cryptography Extension (JCE) Unlimited Strength Jurisdiction Policy Files 7 Download からポリシー ファイルをダウンロードできます
  • mssql-jdbc-X.X.X.jre8.jar または sqljdbc42.jar については、Java Cryptography Extension (JCE) Unlimited Strength Jurisdiction Policy Files 8 Download からポリシー ファイルをダウンロードできます
  • JRE バージョン 9 以降 (mssql-jdbc-X.X.X.jre9.jar など) の場合、ポリシー ファイルをダウンロードする必要はありません。 Java 9 以降での管轄ポリシーは、既定で無制限強度の暗号化になります。

列マスター キー ストアを操作する

暗号化された列のデータを暗号化または暗号化解除するために、SQL Server では列の暗号化キーが保持されます。 列暗号化キーは、データベースのメタデータに暗号化された形式で格納されています。 各列暗号化キーには、列暗号化キーの暗号化に使用された対応する列マスター キーが含まれます。

データベースのメタデータには、列マスター キーは含まれていません。 これらのキーはクライアントによってのみ保持されます。 ただし、データベースのメタデータには、クライアントに対して相対的に列マスター キーが格納されている場所に関する情報が含まれています。 たとえば、データベースのメタデータでは、列マスター キーを保持するキーストアは Windows 証明書ストアであり、暗号化とその解除に使用される特定の証明書は Windows 証明書ストア内の特定のパスにあると言えるかもしれません。

クライアントに Windows 証明書ストア内の証明書へのアクセス権がある場合は、証明書を取得できます。 その後、その証明書を使用して列暗号化キーの暗号化を解除できます。 その後、その暗号化キーを使用して、その列暗号化キーを使用する暗号化された列のデータの暗号化解除または暗号化を行うことができます。

Microsoft JDBC Driver for SQL Server では、 SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider から派生するクラスのインスタンスである列マスター キー ストア プロバイダーが使用されているキーストアと通信します。

組み込み列マスター キー ストア プロバイダーを使用する

Microsoft JDBC Driver for SQL Server には、次の組み込みの列マスター キー ストア プロバイダーが付属しています。 これらのプロバイダーの中には、特定のプロバイダー名 (プロバイダーの検索に使用) に事前登録されているものもあれば、追加の認証情報または明示的な登録のいずれかを必要とするものもあります。

クラス	説明	プロバイダー (検索) 名	事前登録されていますか?	プラットフォーム
SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider	Azure Key Vault のキーストアのプロバイダー。	AZURE_KEY_VAULT	JDBC Driver 7.4.1 より前のバージョンでは "いいえ" ですが、JDBC Driver バージョン 7.4.1 の時点では "はい" です。	Windows、Linux、macOS
SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider	Windows 証明書ストアのプロバイダー。	MSSQL_CERTIFICATE_STORE	はい	Windows
SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider	Java キーストアのプロバイダー。	MSSQL_JAVA_KEYSTORE	はい	Windows、Linux、macOS

事前登録されたキーストア プロバイダーに対しては、これらのプロバイダーを使用するためにアプリケーション コードの変更は必要ありませんが、次の項目に注意してください。

• 列マスター キーのメタデータで構成されているプロバイダー名が正しく、列マスター キー パスが、特定のプロバイダーに対して有効なキー パス形式に従っていることを確認する必要があります。 SQL Server Management Studio などのツールで、キーを構成することをお勧めします。これにより、CREATE COLUMN MASTER KEY (Transact-SQL) ステートメントが発行するための有効なプロバイダー名とキー パスが自動的に生成されます。
• アプリケーションがキー ストア内のキーにアクセスできることを確認します。 このタスクには、キーやキーストアへのアクセスを、お使いのアプリケーションに許可する作業が含まれることがあります。 キーストアによっては、他のキーストア固有の構成手順が含まれることもあります。 たとえば、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider を使用するには、接続プロパティ内でキーストアの場所とパスワードを指定する必要があります。

これらのすべてのキーストア プロバイダーについては、以降のセクションで詳しく説明します。 Always Encrypted を使用するには、キーストア プロバイダーを 1 つ実装するだけで十分です。

Azure Key Vault プロバイダーを使用する

Azure Key Vault は、特にアプリケーションが Azure でホストされている場合、Always Encrypted の列マスター キーの格納と管理に便利なオプションです。 Microsoft JDBC Driver for SQL Server には、Azure Key Vault にキーが格納されているアプリケーション用の組み込みプロバイダー SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider が含まれています。 このプロバイダーの名前は AZURE_KEY_VAULT です。

Azure Key Vault ストア プロバイダーを使用するには、アプリケーション開発者が Azure Key Vault 内でコンテナーとキーを作成し、Microsoft Entra ID(旧称 Azure Active Directory) 内でアプリの登録を作成する必要があります。 登録されたアプリケーションには、Always Encrypted で使用するために作成されたキー コンテナーに対して定義されているアクセス ポリシーで、取得、暗号化解除、暗号化、キーのラップを解除、キーのラップ、検証のアクセス許可が付与されている必要があります。 キー コンテナーを設定して列マスター キーを作成する方法の詳細については、「Azure Key Vault - 手順」 と「Azure Key Vault で列マスター キーを作成する」を参照してください。

Azure Key Vault プロバイダーの場合、JDBC ドライバーによって、信頼されているエンドポイントのリストと列のマスター キー パスが照合されます。 バージョン 8.2.2 の時点では、このリストは構成可能です。アプリケーションの作業ディレクトリ内で mssql-jdbc.properties ファイルを作成し、AKVTrustedEndpoints プロパティをセミコロン区切りのリストに設定します。 値がセミコロンで始まる場合、既定のリストが拡張されます。 それ以外の場合は、既定のリストが置き換えられます。

既定の信頼されたエンドポイントは次のとおりです。

• *vault.azure.net
• *vault.azure.cn
• *vault.usgovcloudapi.net
• *vault.microsoftazure.de
• *managedhsm.azure.net (v9.2 以降)
• *managedhsm.azure.cn (v9.2 以降)
• *managedhsm.usgovcloudapi.net (v9.2 以降)
• *managedhsm.microsoftazure.de (v9.2 以降)

このページの例では、SQL Server Management Studio で Azure Key Vault ベースの列マスター キーと列暗号化キーを作成した場合、それらを再作成する T-SQL スクリプトは、この例と同じようになる場合があります。ただし、KEY_PATH と ENCRYPTED_VALUE は独自の値になります。

CREATE COLUMN MASTER KEY [MyCMK]
WITH
(
    KEY_STORE_PROVIDER_NAME = N'AZURE_KEY_VAULT',
    KEY_PATH = N'https://<MyKeyVaultName>.vault.azure.net:443/keys/Always-Encrypted-Auto1/c61f01860f37302457fa512bb7e7f4e8'
);

CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY [MyCEK]
WITH VALUES
(
    COLUMN_MASTER_KEY = [MyCMK],
    ALGORITHM = 'RSA_OAEP',
    ENCRYPTED_VALUE = 0x01BA000001680074507400700073003A002F002F006400610076006...
);

JDBC ドライバーを使用するアプリケーションでは、Azure Key Vault を使用できます。 この Azure Key Vault を使用するための構文またはステートメントは、JDBC Driver バージョン 7.4.1 の時点で変更されました。

JDBC ドライバー 7.4.1 以降

このセクションは、JDBC ドライバー バージョン 7.4.1 以降に関するものです。

JDBC ドライバーを使用するクライアント アプリケーションでは、JDBC 接続文字列で keyVaultProviderClientId=<ClientId>;keyVaultProviderClientKey=<ClientKey> をメンションすることによって、Azure Key Vault を使用するように構成できます。

JDBC 接続文字列内でこの構成情報を指定する例を次に示します。

String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;keyVaultProviderClientId=<ClientId>;keyVaultProviderClientKey=<ClientKey>";

これらの資格情報が接続プロパティの中に存在すると、JDBC ドライバーにより、 SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider オブジェクトが自動的にインスタンス化されます。

7\.4.1 より前のバージョンの JDBC ドライバー

このセクションは、7.4.1 より前のバージョンの JDBC ドライバーに関するものです。

JDBC ドライバーを使用するクライアント アプリケーションでは、 SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider オブジェクトをインスタンス化してから、そのオブジェクトをドライバーに登録する必要があります。

SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider akvProvider = new SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider(clientID, clientKey);

clientID は、Microsoft Entra テナント でのアプリの登録におけるアプリケーション ID です。 clientKey は、そのアプリケーションで登録されているキー パスワードであり、Azure Key Vault への API アクセスを提供します。

アプリケーションでは、SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider のインスタンスの作成後に、SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders() メソッドを使用して、そのインスタンスをドライバーに登録する必要があります。 インスタンスは、既定の検索名 AZURE_KEY_VAULT を使用して登録することを強くお勧めします。この名前は、SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider.getName() API によって取得できます。 既定の名前を使用すると、SQL Server Management Studio や PowerShell などのツールを使用して Always Encrypted キーをプロビジョニングして管理することができます (ツールでは、メタデータ オブジェクトを列マスター キーに生成するために、既定の名前が使用されます)。 次の例は、Azure Key Vault プロバイダーの登録を示しています。 SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders() メソッドの詳細については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。

Map<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider> keyStoreMap = new HashMap<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider>();
keyStoreMap.put(akvProvider.getName(), akvProvider);
SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(keyStoreMap);

マネージド ID による Azure Key Vault の認証を使用する

JDBC Driver 8.4.1 の時点で、マネージド ID で Azure Key Vault に対する認証を行うためのサポートが追加されました。

アプリケーションが Azure 内でホストされている場合、マネージド ID を使用して Azure Key Vault に対する認証を行うことができます。 これにより、コード内で資格情報を指定して公開する必要がなくなります。

マネージド ID による Key Vault の認証の接続プロパティ

JDBC Driver 8.4.1 以降では、次の接続プロパティが導入されました。

ConnectionProperty	可能な値ペアリング 1	可能な値ペアリング 2	可能な値ペアリング 3
keyStoreAuthentication	KeyVaultClientSecret	KeyVaultManagedIdentity	JavaKeyStorePassword
keyStorePrincipalId	<Microsoft Entra アプリケーション のクライアント ID>	<Microsoft Entra アプリケーション オブジェクト の ID> (省略可能)	該当なし
keyStoreSecret	<Microsoft Entra アプリケーション のクライアント シークレット>	該当なし	<Java キー ストアのシークレット/パスワード>

次の例では、接続文字列で接続プロパティが使用される方法を示します。

マネージド ID を使用して AKV に対して認証を行う

"jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;columnEncryptionSetting=Enabled;keyStoreAuthentication=KeyVaultManagedIdentity;"

マネージド ID とプリンシパル ID を使用して AKV に対して認証を行う

"jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;columnEncryptionSetting=Enabled;keyStoreAuthentication=KeyVaultManagedIdentity;keyStorePrincipal=<principalId>"

clientId と clientSecret を使用して AKV に対して認証を行う

"jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;columnEncryptionSetting=Enabled;keyStoreAuthentication=KeyVaultClientSecret;keyStorePrincipalId=<clientId>;keyStoreSecret=<clientSecret>"

SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider API の代わりに、これらの接続プロパティを使用して、キーストアに使用する認証の種類を指定することをお勧めします。

以前に追加した接続プロパティ keyVaultProviderClientId と keyVaultProviderClientKey は非推奨になっており、前述の接続プロパティに置き換えられています。

マネージド ID を構成する方法の詳細については、「Azure portal を使用して Azure VM で Azure リソースのマネージド ID を構成する」をご覧ください。

Windows 証明書ストア プロバイダーを使用する

SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider を使用して、Windows 証明書ストアに列マスター キーを格納することができます。 データベースに列マスター キーと列暗号化キーの定義を作成するには、SQL Server Management Studio (SSMS) Always Encrypted ウィザードまたはその他のサポートされているツールを使用します。 同じウィザードを使用して、Windows 証明書ストアで Always Encrypted データの列マスター キーとして使用できる自己署名証明書を生成することができます。 列マスター キーと列暗号化キーの T-SQL 構文の詳細については、「CREATE COLUMN MASTER KEY」と「CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY」をそれぞれ参照してください。

SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider の名前は MSSQL_CERTIFICATE_STORE で、プロバイダー オブジェクトの getName() API によって照会できます。 これはドライバーによって自動的に登録され、アプリケーションを変更することなくシームレスに使用できます。

このページの例では、SQL Server Management Studio を使用して Windows 証明書ストア ベースの列マスター キーと列暗号化キーを作成した場合、それらを再作成する T-SQL スクリプトは、この例と同じようになる場合があります。ただし、KEY_PATH と ENCRYPTED_VALUE は独自の値になります。

CREATE COLUMN MASTER KEY [MyCMK]
WITH
(
    KEY_STORE_PROVIDER_NAME = N'MSSQL_CERTIFICATE_STORE',
    KEY_PATH = N'CurrentUser/My/A2A91F59C461B559E4D962DA9D2BC6131B32CB91'
);

CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY [MyCEK]
WITH VALUES
(
    COLUMN_MASTER_KEY = [MyCMK],
    ALGORITHM = 'RSA_OAEP',
    ENCRYPTED_VALUE = 0x016E000001630075007200720065006E0074007500730065007200...
);

Java キーストア プロバイダーを使用する

JDBC ドライバーには、Java キー ストアの組み込みキー ストア プロバイダー実装が含まれています。 接続文字列に keyStoreAuthentication 接続文字列プロパティが存在し、それが JavaKeyStorePassword に設定されている場合、ドライバーによって Java キー ストア用のプロバイダーが自動的にインスタンス化されて登録されます。 Java キー ストア プロバイダーの名前は MSSQL_JAVA_KEYSTORE です。 この名前は、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider.getName() API によって照会することもできます。

ドライバーが Java キー ストアを認証するために必要な資格情報を、クライアント アプリケーションで指定できるようにする 3 つの接続文字列プロパティがあります。 ドライバーは、接続文字列のこれら 3 つのプロパティの値に基づいて、プロバイダーを初期化します。

keyStoreAuthentication: 使用する Java キー ストアを識別します。 Microsoft JDBC Driver 6.0 (以降) for SQL Server では、このプロパティを介してのみ Java キー ストアに対して認証を行うことができます。 Java キー ストアの場合、このプロパティの値は JavaKeyStorePassword である必要があります。

keyStoreLocation: 列マスター キーを格納する Java キー ストア ファイルへのパス。 パスには、キーストア ファイル名が含まれます。

keyStoreSecret: キーストアとキーに使用するシークレットとパスワード。 Java キー ストアを使用するには、キーストアとキー パスワードが同じである必要があります。

接続文字列でこれらの資格情報を指定する例を次に示します。

String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;keyStoreAuthentication=JavaKeyStorePassword;keyStoreLocation=<path_to_the_keystore_file>;keyStoreSecret=<keystore_key_password>";

これらの設定値は、SQLServerDataSource オブジェクトを使用して取得または設定することもできます。 詳細については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。

これらの資格情報が接続プロパティに存在する場合、JDBC ドライバーにより、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider が自動的にインスタンス化されます。

Java キー ストアの列マスター キーの作成

SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider は、JKS または PKCS12 キーストアの種類で使用することができます。 このプロバイダーで使用するキーを作成またはインポートするには、Java keytool ユーティリティを使用します。 このキーには、キーストア自体と同じパスワードが必要です。 keytool ユーティリティを使用して公開キーとそれに関連付けられている秘密キーを作成する方法の例を次に示します。

keytool -genkeypair -keyalg RSA -alias AlwaysEncryptedKey -keystore keystore.jks -storepass mypassword -validity 360 -keysize 2048 -storetype jks

このコマンドで、公開キーを作成し、それを x.509 自己署名証明書にラップします。これは、関連付けられている秘密キーと共にキーストア keystore.jks に格納されます。 キーストア内のこのエントリは、エイリアス AlwaysEncryptedKey によって識別されます。

次に、同じ PKCS12 ストアの種類を使用した場合の例を示します。

keytool -genkeypair -keyalg RSA -alias AlwaysEncryptedKey -keystore keystore.pfx -storepass mypassword -validity 360 -keysize 2048 -storetype pkcs12 -keypass mypassword

キーストアの種類が PKCS12 の場合、keytool ユーティリティからキー パスワードの入力を求められることはありません。 SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider では、キーストアとキーのパスワードが同じである必要があるため、-keypass オプションを使用してキー パスワードを指定する必要があります。

また、.pfx 形式で Windows 証明書ストアから証明書をエクスポートし、それを SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider と共に使用することもできます。 エクスポートされた証明書は、JKS キーストアの種類として Java キー ストアにインポートすることもできます。

keytool エントリを作成したら、データベースに列マスター キーのメタデータを作成します。これには、キーストア プロバイダー名とキー パスが必要です。 列マスター キーのメタデータを作成する方法の詳細については、「CREATE COLUMN MASTER KEY」を参照してください。 SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider の場合、キー パスはキーのエイリアスにすぎず、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider の名前は MSSQL_JAVA_KEYSTORE です。 また、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider クラスの getName() パブリック API を使用して、この名前を照会することもできます。

列マスター キーを作成するための T-SQL 構文は次のとおりです。

CREATE COLUMN MASTER KEY [<CMK_name>]
WITH
(
    KEY_STORE_PROVIDER_NAME = N'MSSQL_JAVA_KEYSTORE',
    KEY_PATH = N'<key_alias>'
);

以前に作成した 'AlwaysEncryptedKey' の場合、列マスター キーの定義は次のようになります。

CREATE COLUMN MASTER KEY [MyCMK]
WITH
(
    KEY_STORE_PROVIDER_NAME = N'MSSQL_JAVA_KEYSTORE',
    KEY_PATH = N'AlwaysEncryptedKey'
);

Java キー ストアの列暗号化キーを作成する

Java キー ストアで列マスター キーを使用して列暗号化キーを作成するために、SQL Server Management Studio またはその他のツールを使用することはできません。 クライアント アプリケーションでは、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider クラスを使用して、プログラムで列暗号化キーを作成する必要があります。 詳細については、「プログラムによるキーのプロビジョニングに列マスター キー ストア プロバイダーを使用する」を参照してください。

カスタム列マスター キー ストア プロバイダーを実装する

既存のプロバイダーでサポートされていないキーストアに列マスター キーを格納する必要がある場合、カスタム プロバイダーを実装するには、SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider クラスを拡張し、次のメソッドのいずれかを使用してプロバイダーを登録します。

• SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders
• SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnConnection (JDBC バージョン 10.2 で追加)
• SQLServerStatement.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnStatement (JDBC バージョン 10.2 で追加)

public class MyCustomKeyStore extends SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider{
    private String name = "MY_CUSTOM_KEYSTORE";

    public void setName(String name)
    {
        this.name = name;
    }

    public String getName()
    {
        return name;
    }

    public byte[] encryptColumnEncryptionKey(String masterKeyPath, String encryptionAlgorithm, byte[] plainTextColumnEncryptionKey)
    {
        // Logic for encrypting the column encryption key
    }

    public byte[] decryptColumnEncryptionKey(String masterKeyPath, String encryptionAlgorithm, byte[] encryptedColumnEncryptionKey)
    {
        // Logic for decrypting the column encryption key
    }
}

SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders を使用してプロバイダーを登録します。

SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider storeProvider = new MyCustomKeyStore();
Map<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider> keyStoreMap = new HashMap<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider>();
keyStoreMap.put(storeProvider.getName(), storeProvider);
SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(keyStoreMap);

列暗号化キー キャッシュの優先順位

このセクションは、JDBC Driver バージョン 10.2 以降に適用されます。

接続またはステートメント インスタンス上で登録されたカスタム キー ストア プロバイダーによって解読された列暗号化キー (CEK) は、Microsoft JDBC Driver for SQL Server ではキャッシュされません。 カスタム キー ストア プロバイダーで、独自の CEK キャッシュ メカニズムを実装する必要があります。

バージョン 10.2 の時点の SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider には、CEK キャッシュの独自の実装があります。 接続またはステートメント インスタンス上で登録されている場合、SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider のインスタンスによって解読された CEK は、そのインスタンスがスコープ外になるとクリアされます。

try (SQLServerConnection conn = getConnection(); SQLServerStatement stmt = (SQLServerStatement) conn.createStatement()) {

    Map<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider> customKeyStoreProviders = new HashMap<>();
    SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider akvProvider = new SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider(clientID, clientKey);
    customKeyStoreProviders.put(akvProvider.getName(), akvProvider);
    stmt.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnStatement(customKeyStoreProviders);
    // Perform database operation with Azure Key Vault Provider
    // Any decrypted column encryption keys will be cached              
} // Column encryption key cache of "akvProvider" is cleared when "akvProvider" goes out of scope

カスタム列マスター キー ストア プロバイダーを登録する

このセクションは、JDBC Driver バージョン 10.2 以降に適用されます。

カスタム マスター キー ストア プロバイダーは、3 つの異なるレイヤーでドライバーに登録できます。 3 つの登録の優先順位は次のとおりです。

• ステートメントごとの登録が空でないかどうかが確認されます。
• ステートメントごとの登録が空の場合は、接続ごとの登録が空でないかどうかが確認されます。
• 接続ごとの登録が空の場合、グローバル登録が確認されます。

登録レベルでキー ストア プロバイダーが見つかると、ドライバーはプロバイダーを検索するために他の登録にフォール バックしません。 プロバイダーが登録されていても、適切なプロバイダーがレベルで見つからない場合、確認された登録内に登録されているプロバイダーのみを含む例外がスローされます。

Windows 証明書ストアに使用できる組み込みの列マスター キー ストア プロバイダーは、事前登録されています。 Microsoft Java キーストア プロバイダーと Azure Key Vault キーストア プロバイダーは、認証情報が事前に提供されている場合は、接続インスタンスに暗黙的に事前登録できます。

3 つの登録レベルにより、暗号化されたデータのクエリを実行するときのさまざまなシナリオがサポートされます。 適切なメソッドを使用することで、アプリケーションのユーザーが、プレーンテキスト データに確実にアクセスできるようにすることが可能です。 暗号化されていないデータへのアクセスは、必要な列マスター キーを含むキー ストアに対して認証を行うことで、その列マスター キーを提供できる場合にのみ行われます。

複数のユーザー間で SQLServerConnection インスタンスを共有するアプリケーションでは、SQLServerStatement.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnStatement を使用できます。 各ユーザーは、クエリを実行して暗号化された列にアクセスする前に、SQLServerStatement インスタンスにキー ストア プロバイダーを登録する必要があります。 キー ストア プロバイダーが、ユーザー指定の資格情報を使用するキー ストア内の必要な列マスター キーにアクセスできる場合、クエリは成功します。

ユーザーごとに SQLServerConnection インスタンスを作成するアプリケーションでは、SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnConnection を使用できます。 このメソッドで登録されたキー ストア プロバイダーは、暗号化されたデータにアクセスするすべてのクエリ用に、接続で使用できます。

SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders で登録されたキー ストア プロバイダーは、キー ストアに対する認証を行うときに、アプリケーションによって指定された ID を使用します。

次の例では、接続インスタンスで登録されたカスタム列マスター キー ストア プロバイダーの優先順位を示します。

Map<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider> customKeyStoreProviders = new HashMap<>();
MyCustomKeyStore myProvider = new MyCustomKeyStore();
customKeyStoreProviders.put(myProvider.getName(), myProvider);
// Registers the provider globally
SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(customKeyStoreProviders);

try (SQLServerConnection conn = getConnection()) {
    customKeyStoreProviders.clear();
    SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider akvProvider = new SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider(clientID, clientKey);
    customKeyStoreProviders.put(akvProvider.getName(), akvProvider);
    
    // Registers the provider on the connection
    // These providers will take precedence over globally registered providers
    conn.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnConnection(customKeyStoreProviders);              
}

次の例は、ステートメント インスタンス上で登録されたカスタム列マスター キー ストア プロバイダーの優先順位を示しています。

Map<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider> customKeyStoreProviders = new HashMap<>();
MyCustomKeyStore firstProvider = new MyCustomKeyStore();
customKeyStoreProviders.put("FIRST_CUSTOM_STORE", firstProvider);
// Registers the provider globally
SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(customKeyStoreProviders);

try (SQLServerConnection conn = getConnection()) {
    customKeyStoreProviders.clear();
    MyCustomKeyStore secondProvider = new MyCustomKeyStore();
    customKeyStoreProviders.put("SECOND_CUSTOM_STORE", secondProvider);    
    // Registers the provider on the connection
    conn.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnConnection(customKeyStoreProviders);

    try (SQLServerStatement stmt = (SQLServerStatement) conn.createStatement()) {
        customKeyStoreProviders.clear();
        SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider akvProvider = new SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider(clientID, clientKey);
        customKeyStoreProviders.put(akvProvider.getName(), akvProvider);

        // Registers the provider on the statement
        // These providers will take precedence over connection-level providers and globally registered providers
        stmt.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnStatement(customKeyStoreProviders);
    }             
}

プログラムによるキーのプロビジョニングに列マスター キー ストア プロバイダーを使用する

暗号化された列にアクセスするために、Microsoft JDBC Driver for SQL Server は、列暗号化キーの暗号化を解除するための適切な列マスター キー ストア プロバイダーを透過的に検索して呼び出します。 一般的に、通常のアプリケーション コードは列マスター キー ストア プロバイダーを直接呼び出しません。 ただし、Always Encrypted キーをプロビジョニングして管理するために、プログラムによってプロバイダーをインスタンス化して呼び出すことができます。 この手順は、たとえば、暗号化された列暗号化キーを生成し、列マスター キーのローテーションとして列暗号化キーを暗号化解除するために実行できます。 詳細については、「 Overview of Key Management for Always Encrypted(Always Encrypted のキー管理の概要)」を参照してください。

カスタム キー ストア プロバイダーを使用する場合、独自のキー管理ツールの実装が必要になることがあります。 Windows 証明書ストアまたは Azure Key Vault に格納されているキーを使用するには、SQL Server Management Studio や PowerShell などの既存のツールを使用して、キーの管理とプロビジョニングを行うことができます。 Java キー ストアに格納されているキーを使用するには、プログラムによってキーをプロビジョニングする必要があります。 次の例は、SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider クラスを使用して、Java キー ストアに格納されているキーを使ってキーを暗号化する方法を示しています。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

import com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider;
import com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider;
import com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerException;

/**
 * This program demonstrates how to create a column encryption key programmatically for the Java Key Store.
 */
public class AlwaysEncrypted {
    // Alias of the key stored in the keystore.
    private static String keyAlias = "<provide key alias>";

    // Name by which the column master key will be known in the database.
    private static String columnMasterKeyName = "MyCMK";

    // Name by which the column encryption key will be known in the database.
    private static String columnEncryptionKey = "MyCEK";

    // The location of the keystore.
    private static String keyStoreLocation = "C:\\Dev\\Always Encrypted\\keystore.jks";

    // The password of the keystore and the key.
    private static char[] keyStoreSecret = "********".toCharArray();

    /**
     * Name of the encryption algorithm used to encrypt the value of the column encryption key. The algorithm for the system providers must be
     * RSA_OAEP.
     */
    private static String algorithm = "RSA_OAEP";

    public static void main(String[] args) {
        String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;databaseName=<databaseName>;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;";

        try (Connection connection = DriverManager.getConnection(connectionUrl);
                Statement statement = connection.createStatement();) {

            // Instantiate the Java Key Store provider.
            SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider storeProvider = new SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider(keyStoreLocation,
                    keyStoreSecret);

            byte[] encryptedCEK = getEncryptedCEK(storeProvider);

            /**
             * Create column encryption key For more details on the syntax, see:
             * https://video2.skills-academy.com/sql/t-sql/statements/create-column-encryption-key-transact-sql Encrypted column encryption key first needs
             * to be converted into varbinary_literal from bytes, for which byteArrayToHex() is used.
             */
            String createCEKSQL = "CREATE COLUMN ENCRYPTION KEY "
                    + columnEncryptionKey
                    + " WITH VALUES ( "
                    + " COLUMN_MASTER_KEY = "
                    + columnMasterKeyName
                    + " , ALGORITHM =  '"
                    + algorithm
                    + "' , ENCRYPTED_VALUE =  0x"
                    + byteArrayToHex(encryptedCEK)
                    + " ) ";
            statement.executeUpdate(createCEKSQL);
            System.out.println("Column encryption key created with name : " + columnEncryptionKey);
        }
        // Handle any errors that may have occurred.
        catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static byte[] getEncryptedCEK(SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider storeProvider) throws SQLServerException {
        String plainTextKey = "You need to give your plain text";

        // plainTextKey has to be 32 bytes with current algorithm supported
        byte[] plainCEK = plainTextKey.getBytes();

        // This will give us encrypted column encryption key in bytes
        byte[] encryptedCEK = storeProvider.encryptColumnEncryptionKey(keyAlias, algorithm, plainCEK);

        return encryptedCEK;
    }

    public static String byteArrayToHex(byte[] a) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(a.length * 2);
        for (byte b : a)
            sb.append(String.format("%02x", b).toUpperCase());
        return sb.toString();
    }
}

アプリケーション クエリで Always Encrypted を有効にする

パラメーターを暗号化し、暗号化された列のクエリ結果の暗号化を解除できるようにする最も簡単な方法は、 columnEncryptionSetting 接続文字列キーワードの値を Enabled に設定することです。

次の接続文字列は、JDBC ドライバーで Always Encrypted を有効にする例です。

String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;user=<user>;encrypt=true;password=<password>;databaseName=<database>;columnEncryptionSetting=Enabled;";
SQLServerConnection connection = (SQLServerConnection) DriverManager.getConnection(connectionUrl);

次のコードは、SQLServerDataSource オブジェクトを使用する同等の例です。

SQLServerDataSource ds = new SQLServerDataSource();
ds.setServerName("<server>");
ds.setPortNumber(<port>);
ds.setUser("<user>");
ds.setPassword("<password>");
ds.setDatabaseName("<database>");
ds.setColumnEncryptionSetting("Enabled");
SQLServerConnection con = (SQLServerConnection) ds.getConnection();

Always Encrypted は、個々のクエリに対しても有効にすることができます。 詳細については、「Always Encrypted のパフォーマンスの影響を制御する」をご覧ください。 暗号化または暗号化解除を正常に行うには、Always Encrypted を有効にするだけでは不十分です。 次のことを確認する必要もあります。

• アプリケーションには VIEW ANY COLUMN MASTER KEY DEFINITION および VIEW ANY COLUMN ENCRYPTION KEY DEFINITION データベース権限があります。これらは、データベース内の Always Encrypted キーに関するメタデータにアクセスするために必要です。 詳細については、「Always Encrypted (データベース エンジン)」のページで権限に関するセクションを参照してください。
• アプリケーションが、列暗号化キーを保護する列マスター キーにアクセスでき、クエリされたデータベース列を暗号化する。 Java キー ストア プロバイダーを使用するには、接続文字列に追加の資格情報を指定する必要があります。 詳細については、「Java キーストア プロバイダーを使用する」を参照してください。

java.sql.Time の値をサーバーに送信する方法の構成

java.sql.Time 値のサーバーへの送信方法を構成するために、 sendTimeAsDatetime 接続プロパティが使用されます。 false に設定すると、時刻値は SQL Server の time 型として送信されます。 true に設定すると、時刻値は datetime 型として送信されます。 time 列が暗号化されている場合、暗号化された列では time から datetime への変換がサポートされないため、 sendTimeAsDatetime プロパティを false にする必要があります。 また、このプロパティは既定で true になっているため、暗号化された time 列を使用するには、それを false に設定します。 そうしないと、ドライバーで例外がスローされます。 バージョン 6.0 以降のドライバーでは、SQLServerConnection クラスには、このプロパティの値をプログラムで構成するための次の 2 つのメソッドがあります。

• public void setSendTimeAsDatetime(boolean sendTimeAsDateTimeValue)
• public boolean getSendTimeAsDatetime()

このプロパティの詳細については、「java.sql.Time の値をサーバーに送信する方法の構成」を参照してください。

文字列値をサーバーに送信する方法の構成

文字列値を SQL Server に送信する方法を構成するには、 sendStringParametersAsUnicode 接続プロパティを使用します。 true に設定されている場合、サーバーには Unicode 形式で文字列パラメーターが送信されます。 false に設定されている場合、文字列パラメーターは、Unicode ではなく ASCII や MBCS などの Unicode 以外の形式で送信されます。 このプロパティの既定値は、true です。 Always Encrypted が有効になっていて、char/varchar/varchar(max) 列が暗号化されている場合は、 sendStringParametersAsUnicode の値が false に設定されている必要があります。 このプロパティが true に設定されている場合、Unicode 文字を含む暗号化された char/varchar/varchar(max) 列からデータの暗号化を解除すると、ドライバーによって例外がスローされます。 このプロパティの詳細については、「接続プロパティの設定」を参照してください。

暗号化された列のデータを取得および変更する

アプリケーション クエリで Always Encrypted を有効にすると、標準の JDBC API を使用して、暗号化されたデータベース列のデータを取得または変更できます。 アプリケーションに必要なデータベース権限が備わっており、列マスター キーにアクセスできる場合、ドライバーによって、暗号化された列をターゲットとするクエリ パラメーターが暗号化され、暗号化された列から取得したデータの暗号化が解除されます。

Always Encrypted が有効でない場合、暗号化された列をターゲットとするパラメーターを含むクエリは失敗します。 暗号化された列をターゲットとするパラメーターがクエリにない場合、クエリでは、暗号化された列からデータを取得できます。 しかし、ドライバーでは、暗号化された列から取得された値の暗号化の解除が試行されず、アプリケーションでは、暗号化されたバイナリ データが (バイト配列として) 受信されます。

次の表は、Always Encrypted が有効かどうかに応じたクエリの動作をまとめたものです。

クエリの特性	Always Encrypted が有効になっており、アプリケーションがキーとキー メタデータにアクセスできる	Always Encrypted が有効になっており、アプリケーションがキーまたはキー メタデータにアクセスできない	Always Encrypted が無効になっている
暗号化された列をターゲットとするパラメーターを含むクエリ。	パラメーター値は透過的に暗号化されます。	エラー	エラー
暗号化された列をターゲットとするパラメーターを含まず、暗号化された列からデータを取得するクエリ。	暗号化された列の結果は透過的に暗号化解除されます。 アプリケーションは、暗号化された列用に構成された SQL Server 型に対応する、JDBC データ型のプレーンテキスト値を受け取ります。	エラー	暗号化された列の結果は暗号化解除されません。 アプリケーションは、暗号化された値をバイト配列 (byte[]) として受け取ります。

暗号化されたデータの挿入と取得の例

次の例は、暗号化された列のデータを取得および変更する方法を示しています。 この例では、ターゲット テーブルに次のスキーマと暗号化された SSN 列および BirthDate 列が含まれていることを前提としています。 (前述のキーストア プロバイダーのセクションで説明したように) "MyCMK" という名前の列マスター キーと "MyCEK" という名前の列暗号化キーを構成している場合は、次のスクリプトを使用してテーブルを作成できます。

CREATE TABLE [dbo].[Patients]([PatientId] [int] IDENTITY(1,1),
 [SSN] [char](11) COLLATE Latin1_General_BIN2
 ENCRYPTED WITH (ENCRYPTION_TYPE = DETERMINISTIC,
 ALGORITHM = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256',
 COLUMN_ENCRYPTION_KEY = MyCEK) NOT NULL,
 [FirstName] [nvarchar](50) NULL,
 [LastName] [nvarchar](50) NULL,
 [BirthDate] [date]
 ENCRYPTED WITH (ENCRYPTION_TYPE = RANDOMIZED,
 ALGORITHM = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256',
 COLUMN_ENCRYPTION_KEY = MyCEK) NOT NULL
 PRIMARY KEY CLUSTERED ([PatientId] ASC) ON [PRIMARY]);
 GO

Java の各コード例については、記載されている場所にキーストア固有のコードを挿入する必要があります。

Azure Key Vault キーストア プロバイダーを使用するには:

    String clientID = "<Azure Application ID>";
    String clientKey = "<Azure Application API Key Password>";
    SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider akvProvider = new SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider(clientID, clientKey);
    Map<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider> keyStoreMap = new HashMap<String, SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider>();
    keyStoreMap.put(akvProvider.getName(), akvProvider);
    SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(keyStoreMap);
    String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;databaseName=<databaseName>;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;";

Windows 証明書ストアのキーストア プロバイダーを使用するには:

    String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;databaseName=<databaseName>;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;";

Java キー ストアのキーストア プロバイダーを使用するには:

    String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;databaseName=<databaseName>;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;keyStoreAuthentication=JavaKeyStorePassword;keyStoreLocation=<path to jks or pfx file>;keyStoreSecret=<keystore secret/password>";

データの挿入の例

この例では、Patients テーブルに列を挿入します。 次の項目に注意してください。

• このサンプル コードの暗号化に固有のものは何もありません。 Microsoft JDBC Driver for SQL Server により、暗号化された列をターゲットとするパラメーターが自動的に検出されて暗号化されます。 この動作により、アプリケーションに対して暗号化が透過的に実行されます。
• 暗号化された列を含め、データベース列に挿入された値は、SQLServerPreparedStatement を使用してパラメーターとして渡されます。 暗号化されていない列に値を送信する場合、パラメーターは省略可能です (ただし、SQL インジェクションを防ぐのに役立つので、強くお勧めします) が、暗号化された列をターゲットとする値に対しては必須です。 暗号化された列に挿入された値がクエリ ステートメントに埋め込まれているリテラルとして渡された場合、クエリは失敗します。これは、ドライバーでターゲットの暗号化された列の値が特定できず、値を暗号化できないためです。 その結果、サーバーはこれらの値を、暗号化された列と互換性がないと見なして拒否します。
• Microsoft JDBC Driver for SQL Server は、暗号化された列から取得されたデータを透過的に暗号化解除するので、プログラムで印刷される値はすべてプレーンテキストになります。
• WHERE 句を使用して検索を実行している場合は、ドライバーによってデータベースに送信される前に透過的に値を暗号化できるように、WHERE 句で使用されるその値をパラメーターとして渡す必要があります。 次の例では、SSN はパラメーターとして渡されますが、LastName は暗号化されていないため、リテラルとして渡されます。
• SSN 列をターゲットとするパラメーターに使用されるセッター メソッドは setString() であり、char/varchar SQL Server データ型にマップされます。 このパラメーターに対して使用されているセッター メソッドが setNString() だった場合、nchar/nvarchar にマップされ、クエリは失敗します。これは、暗号化された nchar/nvarchar 値から暗号化された char/varchar 値への変換が Always Encrypted でサポートされていないためです。

// <Insert keystore-specific code here>
try (Connection sourceConnection = DriverManager.getConnection(connectionUrl);
        PreparedStatement insertStatement = sourceConnection.prepareStatement("INSERT INTO [dbo].[Patients] VALUES (?, ?, ?, ?)")) {
    insertStatement.setString(1, "795-73-9838");
    insertStatement.setString(2, "Catherine");
    insertStatement.setString(3, "Abel");
    insertStatement.setDate(4, Date.valueOf("1996-09-10"));
    insertStatement.executeUpdate();
    System.out.println("1 record inserted.\n");
}
// Handle any errors that may have occurred.
catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

プレーンテキスト データの取得の例

次の例は、暗号化された値に基づいてデータをフィルター処理し、暗号化された列からプレーンテキスト データを取得する方法を示しています。 次の項目に注意してください。

• SSN 列に対してフィルター処理するために WHERE 句で使用される値は、Microsoft JDBC Driver for SQL Server でデータベースに送信する前に透過的に暗号化できるように、パラメーターとして渡す必要があります。
• Microsoft JDBC Driver for SQL Server は、SSN 列と BirthDate 列から取得されたデータを透過的に暗号化解除するので、プログラムで印刷される値はすべてプレーンテキストになります。

// <Insert keystore-specific code here>
try (Connection connection = DriverManager.getConnection(connectionUrl);
        PreparedStatement selectStatement = connection
                .prepareStatement("\"SELECT [SSN], [FirstName], [LastName], [BirthDate] FROM [dbo].[Patients] WHERE SSN = ?;\"");) {
    selectStatement.setString(1, "795-73-9838");
    ResultSet rs = selectStatement.executeQuery();
    while (rs.next()) {
        System.out.println("SSN: " + rs.getString("SSN") + ", FirstName: " + rs.getString("FirstName") + ", LastName:"
                + rs.getString("LastName") + ", Date of Birth: " + rs.getString("BirthDate"));
    }
}
// Handle any errors that may have occurred.
catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

暗号化されたデータの取得の例

Always Encrypted が有効になっていない場合でも、暗号化された列をターゲットとするパラメーターをクエリが含んでいなければ、クエリでは、暗号化された列からデータを取得できます。

次の例は、暗号化された列から暗号化されたバイナリ データを取得する方法を示しています。 次の項目に注意してください。

• 接続文字列で Always Encrypted が有効になっていないので、クエリは、SSN と BirthDate の暗号化された値をバイト配列として返します (プログラムによって値が文字列に変換されます)。
• Always Encrypted が無効の状態で、暗号化された列からデータを取得するクエリは、暗号化された列をターゲットとするパラメーターがない場合に限り、パラメーターを含むことができます。 次のクエリは、データベースで暗号化されない LastName によってフィルター処理を行います。 クエリが SSN または BirthDate によってフィルター処理を行った場合、クエリは失敗します。

try (Connection sourceConnection = DriverManager.getConnection(connectionUrl);
        PreparedStatement selectStatement = sourceConnection
                .prepareStatement("SELECT [SSN], [FirstName], [LastName], [BirthDate] FROM [dbo].[Patients] WHERE LastName = ?;");) {

    selectStatement.setString(1, "Abel");
    ResultSet rs = selectStatement.executeQuery();
    while (rs.next()) {
        System.out.println("SSN: " + rs.getString("SSN") + ", FirstName: " + rs.getString("FirstName") + ", LastName:"
                + rs.getString("LastName") + ", Date of Birth: " + rs.getString("BirthDate"));
    }
}
// Handle any errors that may have occurred.
catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

暗号化された列をクエリする際の一般的な問題を回避する

ここでは、暗号化された列を Java アプリケーションからクエリする際のエラーの一般的なカテゴリと、その対処方法に関するいくつかのガイドラインを示します。

サポートされていないデータ型の変換エラー

Always Encrypted では、暗号化されたデータ型に対するいくつかの変換がサポートされています。 サポートされている型の変換の詳細な一覧については、「Always Encrypted (データベース エンジン)」を参照してください。 データ型の変換エラーを回避するために実行できる内容を以下に示します。 次のことを確認してください。

• 暗号化された列をターゲットとするパラメーターの値を渡すときに、適切な setter メソッドを使用していること。 パラメーターの SQL Server データ型が、ターゲット列の型とまったく同じであること、またはパラメーターの SQL Server データ型から列のターゲット型への変換がサポートされていることを確認します。 特定の SQL Server データ型に対応するパラメーターを渡すために、API メソッドが SQLServerPreparedStatement、SQLServerCallableStatement、SQLServerResultSet の各クラスに追加されています。 新しい API の完全な一覧については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。 データ型の定義に準拠しないと、オペランド型の競合エラーが発生する可能性があります。 Always Encrypted を使用する場合に必要となる調整の例を次に示します。

  • setTimestamp() メソッドを使用して、暗号化されていない datetime2 または datetime 列にパラメーターを渡すことができます。 ただし、列が暗号化されている場合は、データベース内の列の型を表す正確なメソッドを使用する必要があります。 暗号化された datetime2 列に値を渡すには setTimestamp() を使用し、暗号化された datetime 列に値を渡すには setDateTime() を使用します。
  • setBinary() メソッドを使用して、暗号化されていない varbinary(max) または binary 列にパラメーターを渡すことができます。 ドライバーの既定値は setBinary() パラメーターの BINARY データ型であり、サーバーはデータを暗黙的に変換して varbinary(max) 列に挿入できます。 ただし、varbinary(max) 列が暗号化されている場合は、パラメーター データに対してより正確な型を指定する必要があります。 例 : preparedStatement.setObject(1, binaryData, java.sql.JDBCType.LONGVARBINARY)

• 10 進数と数値の SQL Server データ型の列をターゲットとするパラメーターの有効桁数と小数点以下桁数が、ターゲット列に対して構成された有効桁数と小数点と同じである。 decimal および numeric のデータ型を表すパラメーターまたは列のデータ値と共に、有効桁数と小数点以下桁数を受け入れるために、API メソッドが SQLServerPreparedStatement、SQLServerCallableStatement、SQLServerResultSet の各クラスに追加されています。 新しいまたはオーバーロードされた API の完全な一覧については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。

  • たとえば、データベース内の指定した 10 進列をターゲットとするパラメーター型として Java の BigDecimal を使用している場合は、setBigDecimal() メソッドまたは setValue() メソッドに有効桁数と小数点以下桁数を指定する必要があります。 正しい有効桁数と小数点以下桁数を指定しないと、次のようなエラーが発生する可能性があります。

  Operand type clash: decimal(18,0) encrypted with (encryption_type = 'DETERMINISTIC', encryption_algorithm_name = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256', column_encryption_key_name = 'myCek', column_encryption_key_database_name = 'issue2169') is incompatible with decimal(20,4) encrypted with (encryption_type = 'DETERMINISTIC', encryption_algorithm_name = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256', column_encryption_key_name = 'myCek', column_encryption_key_database_name = 'myDatabase')
  

• datetime2、datetimeoffset、または time SQL Server データ型の列をターゲットとするパラメーターの秒の小数部の有効桁数または小数点以下桁数が、ターゲット列の値を変更するクエリであり、ターゲット列の秒の小数部の有効桁数または小数点以下桁数を超えていないこと。 これらのデータ型を表すパラメーターのデータ値と共に、秒の小数部の有効桁数または小数点以下桁数を受け入れるために、API メソッドが SQLServerPreparedStatement、SQLServerCallableStatement、SQLServerResultSet の各クラスに追加されています。 新しいまたはオーバーロードされた API の完全な一覧については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。

接続プロパティが正しくないために発生するエラー

このセクションでは、Always Encrypted データを使用するために接続設定を適切に構成する方法について説明します。 暗号化されたデータ型でサポートされる変換は限られているため、暗号化された列を使用するには、 sendTimeAsDatetime および sendStringParametersAsUnicode の接続設定に適切な構成が必要になります。 次のことを確認してください。

• 暗号化された時刻列にデータを挿入する場合は、sendTimeAsDatetime 接続設定が false に設定されていること。 詳細については、「java.sql.Time の値をサーバーに送信する方法の構成」を参照してください。
• 暗号化された char/varchar/varchar(max) 列にデータを挿入する場合は、sendStringParametersAsUnicode 接続設定が true (または既定値のまま) に設定されていること。

暗号化された値の代わりにプレーンテキストを渡すことによるエラー

暗号化された列をターゲットとするすべての値は、アプリケーションの内部で暗号化される必要があります。 暗号化された列でプレーンテキスト値を挿入/変更したり、この値によってフィルター処理を行おうとしたりすると、次のようなエラーになります。

com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerException: Operand type clash: varchar is incompatible with varchar(8000) encrypted with (encryption_type = 'DETERMINISTIC', encryption_algorithm_name = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256', column_encryption_key_name = 'MyCEK', column_encryption_key_database_name = 'ae') collation_name = 'SQL_Latin1_General_CP1_CI_AS'

このようなエラーを防ぐには、次のことを確認してください。

• Always Encrypted が、暗号化された列をターゲットとするアプリケーション クエリに対して有効になっている (接続文字列または特定のクエリで)。
• 準備されたステートメントとパラメーターを使用して、暗号化された列をターゲットとするデータを送信すること。 次の例は、パラメーターとしてリテラルを渡す代わりに、暗号化された列 (SSN) でリテラル/定数によって不正なフィルター処理を行うクエリを示しています。 このクエリは失敗します。

ResultSet rs = connection.createStatement().executeQuery("SELECT * FROM Customers WHERE SSN='795-73-9838'");

入力パラメーターで暗号化を強制する

"強制的に暗号化" 機能では、Always Encrypted を使用してパラメーターの暗号化が強制されます。 強制的な暗号化が使用され、パラメーターの暗号化が不要であることが SQL Server からドライバーに通知された場合、このパラメーターを使用するクエリは失敗します。 攻撃を受けた SQL Server によってクライアントに不正な暗号化メタデータが提供されると、データ漏えいが発生するおそれがありますが、このプロパティにより、そのようなセキュリティ攻撃に対する保護が強化されます。 SQLServerPreparedStatement と SQLServerCallableStatement クラスの set* メソッドおよび SQLServerResultSet クラスの update* メソッドは、ブール型の引数を受け入れて強制的に暗号化設定を指定するようにオーバーロードされます。 この引数の値が false の場合、ドライバーではパラメーターでの暗号化が強制されません。 "強制的に暗号化" が true に設定されている場合、クエリ パラメーターが送信されるのは、送信先列が暗号化され、接続またはステートメントで Always Encrypted が有効になっている場合だけです。 このプロパティによりセキュリティがさらに強化され、ドライバーによって、暗号化されることを想定しているデータがプレーンテキストとして SQL Server に誤って送信されることがなくなります。

強制的に暗号化設定でオーバーロードされる SQLServerPreparedStatement および SQLServerCallableStatement メソッドの詳細については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください

Always Encrypted のパフォーマンスの影響を制御する

Always Encrypted はクライアント側暗号化テクノロジであるため、ほとんどのパフォーマンス オーバーヘッドは、データベースではなくクライアント側で発生します。 暗号化および暗号化解除の操作のコストとは別に、クライアント側のパフォーマンス オーバーヘッドのその他の原因を次に示します。

• クエリ パラメーターのメタデータを取得するためのデータベースへの追加のラウンド トリップ。
• 列マスター キーにアクセスするための列マスター キー ストアの呼び出し。

このセクションでは、Microsoft JDBC Driver for SQL Server の組み込みのパフォーマンス最適化、および前述の 2 つの要因によるパフォーマンスへの影響を制御する方法について説明します。

クエリ パラメーターのメタデータを取得するためのラウンド トリップを制御する

既定では、接続に対して Always Encrypted が有効になっている場合、ドライバーによって、各パラメーター化クエリに対して sys.sp_describe_parameter_encryption が呼び出され、クエリ ステートメント (パラメーター値を除く) がデータベースに渡されます。 sys.sp_describe_parameter_encryption はクエリ ステートメントを分析して、パラメーターを暗号化する必要があるかどうかを判断し、必要がある場合は、これらの各パラメーターに対して暗号化関連の情報を返します。この情報により、ドライバーはパラメーター値を暗号化できます。 この動作により、クライアント アプリケーションに対する高度な透明性が確保されます。 アプリケーションがパラメーターを使用してドライバーに暗号化された列をターゲットとする値を渡している限り、アプリケーション (およびアプリケーション開発者) は、暗号化された列にどのクエリがアクセスするかを認識する必要はありません。

クエリ レベルで Always Encrypted を設定する

パラメーター化クエリに対して暗号化メタデータを取得することによるパフォーマンスへの影響を制御するには、Always Encrypted を接続に対して設定する代わりに、個々のクエリに対して有効にします。 これにより、暗号化された列をターゲットとするパラメーターを含むことがわかっているクエリに対してのみ、sys.sp_describe_parameter_encryption が呼び出されるように設定できます。 ただし、これにより、暗号化の透明度が損なわれることに注意してください。データベース列の暗号化プロパティを変更する場合は、スキーマの変更に合わせてアプリケーション コードの変更が必要になる可能性があります。

個々のクエリの Always Encrypted 動作を制御するには、列挙型 SQLServerStatementColumnEncryptionSetting を渡すことによって個々のステートメント オブジェクトを構成する必要があります。この列挙型は、その特定のステートメントの暗号化された列を読み書きする際のデータの送受信方法を指定します。 有用なガイドラインを次に示します。

• クライアント アプリケーションがデータベース接続を介して送信するほとんどのクエリが、暗号化された列にアクセスする場合は、次のガイドラインを使用してください。

  • columnEncryptionSetting 接続文字列キーワードを Enabled に設定します。
  • 暗号化された列にアクセスしない個々のクエリに対して、SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.Disabled を設定します。 この設定により、sys.sp_describe_parameter_encryption の呼び出しと、結果セット内の値の暗号化の解除が両方とも無効にされます。
  • 暗号化を必要とするパラメーターを含まないが、暗号化された列からデータを取得する個々のクエリに対して、SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSet を設定します。 この設定により、sys.sp_describe_parameter_encryption の呼び出しとパラメーターの暗号化が無効にされます。 クエリでは、暗号化列の結果の暗号化が解除されます。

• クライアント アプリケーションがデータベース接続を介して送信するほとんどのクエリが、暗号化された列にアクセスしない場合は、次のガイドラインを使用してください。

  • columnEncryptionSetting 接続文字列キーワードを Disabled に設定します。
  • 暗号化を必要とするパラメーターを含む個々のクエリに対して、 SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.Enabled を設定します。 この設定により、sys.sp_describe_parameter_encryption の呼び出しと、暗号化された列から取得されたクエリ結果の暗号化の解除の両方が有効になります。
  • 暗号化を必要とするパラメーターを含まないが、暗号化された列からデータを取得するクエリに対して、SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSet を設定します。 この設定により、sys.sp_describe_parameter_encryption の呼び出しとパラメーターの暗号化が無効にされます。 クエリでは、暗号化列の結果の暗号化が解除されます。

暗号化を回避したり、プレーンテキスト データにアクセスしたりするために SQLServerStatementColumnEncryptionSetting 設定を使用することはできません。 ステートメントで列の暗号化を構成する方法の詳細については、「JDBC ドライバーの Always Encrypted API のリファレンス」を参照してください。

次の例では、データベース接続に対して Always Encrypted が無効になっています。 アプリケーションが発行するクエリに、暗号化されていない LastName 列をターゲットとするパラメーターが含まれています。 このクエリは、どちらも暗号化されている SSN 列と BirthDate 列からデータを取得します。 このような場合、暗号化メタデータを取得するために sys.sp_describe_parameter_encryption を呼び出す必要ありません。 ただし、アプリケーションが 2 つの暗号化された列からプレーンテキスト値を受け取ることができるよう、クエリ結果の暗号化解除を有効にする必要があります。 これを確実に行うために、SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSet 設定が使用されます。

// Assumes the same table definition as in Section "Retrieving and modifying data in encrypted columns"
// where only SSN and BirthDate columns are encrypted in the database.
String connectionUrl = "jdbc:sqlserver://<server>:<port>;encrypt=true;databaseName=<database>;user=<user>;password=<password>;"
        + "keyStoreAuthentication=JavaKeyStorePassword;"
        + "keyStoreLocation=<keyStoreLocation>"
        + "keyStoreSecret=<keyStoreSecret>;";

String filterRecord = "SELECT FirstName, LastName, SSN, BirthDate FROM " + tableName + " WHERE LastName = ?";

try (SQLServerConnection connection = (SQLServerConnection) DriverManager.getConnection(connectionUrl);
        PreparedStatement selectStatement = connection.prepareStatement(filterRecord, ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY, ResultSet.CONCUR_READ_ONLY,
                connection.getHoldability(), SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSetOnly);) {

    selectStatement.setString(1, "Abel");
    ResultSet rs = selectStatement.executeQuery();
    while (rs.next()) {
        System.out.println("First name: " + rs.getString("FirstName"));
        System.out.println("Last name: " + rs.getString("LastName"));
        System.out.println("SSN: " + rs.getString("SSN"));
        System.out.println("Date of Birth: " + rs.getDate("BirthDate"));
    }
}
// Handle any errors that may have occurred.
catch (SQLException e) {
    e.printStackTrace();
}

クエリ パラメーター メタデータのキャッシュ

データベースへのラウンド トリップの数を減らすために、Microsoft JDBC Driver for SQL Server では、クエリ パラメーターの暗号化関連の情報をキャッシュできます。 バージョン 11.2.0 以降では、関連付けられている SQL Server プロセスでセキュア エンクレーブが使用されていない場合、sys.sp_describe_parameter_encryption 呼び出しから返されるパラメーターの暗号化関連の情報がドライバーによってキャッシュされます。 セキュア エンクレーブを使用してキャッシュする場合、サーバーは、セッションが有効でなくなった場合に、エンクレーブ セッションの再確立をサポートする必要があります。

列暗号化キーのキャッシュ

列暗号化キーを暗号化解除するための列マスター キー ストアの呼び出し回数を減らすために、Microsoft JDBC Driver for SQL Server は、プレーンテキストの列暗号化キーをメモリにキャッシュします。 暗号化された列暗号化キー値をデータベース メタデータから受け取ったドライバーはまず、暗号化されたキー値に対応するプレーンテキストの列暗号化キーを見つけようとします。 ドライバーでは、暗号化された列暗号化キー値がキャッシュ内に見つからない場合にのみ、列マスター キーを含むキー ストアを呼び出します。

SQLServerConnection クラス内で setColumnEncryptionKeyCacheTtl() API を使用して、キャッシュ内の列暗号化キー エントリの Time-To-Live 値を構成できます。 キャッシュ内の列暗号化キー エントリの既定の Time-To-Live 値は 2 時間です。 キャッシュを無効にするには、値 0 を使用します。 Time-To-Live 値を設定するには、次の API を使用します。

SQLServerConnection.setColumnEncryptionKeyCacheTtl (int columnEncryptionKeyCacheTTL, TimeUnit unit)

たとえば、Time-To-Live 値を 10 分に設定するには、次を使用します。

SQLServerConnection.setColumnEncryptionKeyCacheTtl (10, TimeUnit.MINUTES)

時間単位としてサポートされているのは、DAYS、HOURS、MINUTES、または SECONDS のみです。

SQLServerBulkCopy を使用して暗号化されたデータをコピーする

SQLServerBulkCopy を使用して、データの暗号化の解除を行うことなく、既に暗号化されて 1 つのテーブルに格納されているデータを別のテーブルにコピーできます。 その手順を次に示します。

• ターゲット テーブルの暗号化構成が、ソース テーブルの構成と同じであることを確認します。 具体的には、両方のテーブルで同じ列が暗号化されており、同じ暗号化タイプおよび同じ暗号化キーを使用してこれらの列が暗号化されている必要があります。 いずれかのターゲット列が、対応するソース列と異なる方法で暗号化されている場合、コピー操作の後でターゲット テーブル内のデータを暗号化解除することはできません。 データは破損します。
• Always Encrypted を有効にせずに、ソース テーブルとターゲット テーブルへの両方のデータベース接続を構成します。
• allowEncryptedValueModifications オプションを設定します。 詳細については、「JDBC ドライバーでの一括コピーの使用」を参照してください。

関連項目

Always Encrypted (データベース エンジン)