Выполнение запросов к столбцам, использующим Always Encrypted, с помощью Azure Data Studio

Область применения: SQL Server База данных SQL Azure Управляемый экземпляр SQL Azure

В этой статье описывается выполнение запросов к столбцам, зашифрованным при помощи Always Encrypted, с использованием Azure Data Studio. При использовании Azure Data Studio возможно:

• извлечение значений зашифрованных данных, хранящихся в зашифрованных столбцах;
• извлечение значений открытого текста, хранящихся в зашифрованных столбцах;
• отправка значений открытого текста, предназначенных для зашифрованных столбцов (например, в инструкциях INSERT или UPDATE и в инструкциях SELECT в виде параметра поиска в предложениях WHERE).

Извлечение зашифрованных данных, хранящихся в зашифрованных столбцах

В этом разделе описывается извлечение данных, хранящихся в зашифрованных столбцах, в виде зашифрованного текста.

Шаги

1. Отключите функцию Always Encrypted для подключения к базе данных, относящегося к окну запроса, где будет выполнен запрос SELECT для извлечения значений зашифрованного текста. См. раздел Включение и отключение функции Always Encrypted, применяемой для подключения к базе данных ниже.
2. Выполните запрос SELECT. Любые данные, полученные из зашифрованных столбцов, возвращаются в виде двоичных (зашифрованных) значений.

Пример

Предположим, что SSN — это зашифрованный столбец в таблице Patients . В этом случае если функция Always Encrypted, применяемая для подключения к базе данных, отключена, то выполнив приведенный ниже запрос, вы получите двоичные значения зашифрованных данных.

Извлечение значений открытого текста, хранящихся в зашифрованных столбцах

В этом разделе описывается извлечение данных, хранящихся в зашифрованных столбцах, в виде зашифрованного текста.

Необходимые компоненты

• Azure Data Studio версии 17.1 или более поздней.
• Необходим доступ к главным ключам столбцов и метаданным о ключах, защищающих столбцы, к которым выполняется запрос. Дополнительные сведения см. в разделе Разрешения для выполнения запросов к зашифрованным столбцам ниже.
• Главные ключи столбцов должны храниться в хранилище ключей в Azure Key Vault или в хранилище сертификатов Windows. Azure Data Studio не поддерживает другие хранилища ключей и не поддерживает главные ключи столбцов, хранящиеся в управляемых модулях HSM в Azure Key Vault.

Шаги

1. Включите функцию Always Encrypted, применяемую для подключения к базе данных, в окне редактора запросов, где будет выполняться запрос SELECT для извлечения и расшифровки данных. Это укажет поставщику данных .NET Framework для SQL Server (используемому средой Azure Data Studio) расшифровать зашифрованные столбцы в наборе результатов запроса. См. раздел Включение и отключение функции Always Encrypted, применяемой для подключения к базе данных ниже.
2. Выполните запрос SELECT. Все данные, полученные из зашифрованных столбцов, возвращаются в виде значений открытого текста исходных типов данных.

Пример

Предположим, что SSN — это зашифрованный столбец в таблице Patients. В этом случае, если функция Always Encrypted, применяемая для подключения к базе данных, включена и при этом у вас есть доступ к главному ключу, настроенному для столбца SSN, приведенный ниже запрос вернет значения открытого текста.

Отправка значений открытого текста, предназначенных для зашифрованных столбцов

В этом разделе описывается выполнение запроса, который отправляет значения, предназначенные для зашифрованного столбца. Например, запрос, который вставляет, обновляет или фильтрует по значению, хранящемуся в зашифрованном столбце.

Необходимые компоненты

• Azure Data Studio версии 18.1 или более поздней.
• Необходим доступ к главным ключам столбцов и метаданным о ключах, защищающих столбцы, к которым выполняется запрос. Дополнительные сведения см. в разделе Разрешения для выполнения запросов к зашифрованным столбцам ниже.
• Главные ключи столбцов должны храниться в хранилище ключей в Azure Key Vault или в хранилище сертификатов Windows. Azure Data Studio не поддерживает другие хранилища ключей и не поддерживает главные ключи столбцов, хранящиеся в управляемых модулях HSM в Azure Key Vault.

Шаги

1. Включите функцию Always Encrypted, применяемую для подключения к базе данных, в окне редактора запросов, где будет выполняться запрос SELECT для извлечения и расшифровки данных. Это даст указание поставщику данных для SQL Server Microsoft .NET (используется в Azure Data Studio) шифровать параметры запроса, предназначенные для зашифрованных столбцов, и расшифровывать результаты, полученные из зашифрованных столбцов. См. раздел Включение и отключение функции Always Encrypted, применяемой для подключения к базе данных ниже.
2. Включите определение параметров для Always Encrypted в окне запроса. Дополнительные сведения см. в разделе Параметризация для Always Encrypted ниже.
3. Объявите переменную Transact-SQL и инициализируйте ее, используя значение, которое нужно отправить (вставить, обновить или использовать для фильтрации) в базу данных.
4. Выполните запрос, чтобы отправить значение переменной Transact-SQL в базу данных. Azure Data Studio преобразует эту переменную в параметр запроса, значение которого шифруется перед отправкой в базу данных.

Пример

Если SSN является зашифрованным столбцом char(11) в таблице Patients, приведенный ниже сценарий попытается найти строку, содержащую '795-73-9838' в столбце SSN. Результаты возвращаются, если Always Encrypted включен для подключения к базе данных, в окне запроса включена параметризация для Always Encrypted и имеется доступ к главному ключу столбца, настроенному для столбца SSN.

@SSN char(11) = '795-73-9838' SELECT * FROM [dbo].[ Пациенты] WHERE [SSN] = @SSN запрос и результаты запроса". />

Разрешения для выполнения запросов к зашифрованным столбцам

Для выполнения запросов к зашифрованным столбцам требуются разрешения VIEW ANY COLUMN MASTER KEY DEFINITION и VIEW ANY COLUMN ENCRYPTION KEY DEFINITION в базе данных.

Помимо указанных выше разрешений, чтобы расшифровать любые результаты и зашифровать параметры запроса (созданные в процессе параметризации переменных Transact-SQL), также требуются разрешения для хранилища ключей на доступ к главному ключу для защиты целевых столбцов и на использование такого ключа. Дополнительные сведения о разрешениях для хранилища ключей см. в статье Создание и хранение главных ключей столбцов для Always Encrypted в разделе о нужном хранилище.

Включение и отключение функции Always Encrypted, применяемой для подключения к базе данных

При подключении к базе данных в Azure Data Studio можно включить или отключить функцию Always Encrypted, применяемую для подключения к базе данных. По умолчанию функция Always Encrypted отключена.

После включения функции Always Encrypted, применяемой для подключения к базе данных, поставщик данных Microsoft .NET для SQL Server, используемый в Azure Data Studio, получает установку на прозрачное выполнение следующих действий:

• расшифровка любых значений, полученных из зашифрованных столбцов и возращенных в результатах запроса;
• шифрование значений параметризованных переменных Transact-SQL, предназначенных для зашифрованных столбцов базы данных.

Если функция Always Encrypted, применяемая для подключения к базе данных, не включена, поставщик данных Microsoft .NET для SQL Server не будет пытаться зашифровать параметры запроса или расшифровать результаты.

Вы можете включить или отключить Always Encrypted при подключении к базе данных. Общие сведения о подключении к базе данных см. в следующих статьях.

• Краткое руководство. Подключение и запрос SQL Server с помощью Azure Data Studio
• Краткое руководство. Подключение и запрос базы данных SQL Azure с помощью Azure Data Studio

Чтобы включить или отключить Always Encrypted, выполните следующие действия.

1. В диалоговом окне Подключения нажмите кнопку Дополнительно....
2. Чтобы включить Always Encrypted для подключения, задайте для поля Always Encrypted значение Включено. Чтобы отключить Always Encrypted, оставьте значение поля Always Encrypted пустым или задайте для него значение Отключено.
3. Нажмите кнопку OK, чтобы закрыть Расширенные свойства.

Если для выполнения инструкций, использующих безопасные анклавы на стороне сервера, применяется Always Encrypted с безопасными анклавами, помимо включения Always Encrypted для подключения, необходимо указать протокол аттестации анклава и URL-адрес аттестации анклава. Дополнительные сведения см. в разделе Необходимые условия для выполнения инструкций T-SQL, использующих анклавы, в Azure Data Studio.

Параметризация для Always Encrypted

Параметризация для Always Encrypted — это функция в Azure Data Studio 18.1 и последующих версиях, которая автоматически преобразует переменные Transact-SQL в параметры запросов (экземпляры класса SqlParameter). Это позволяет основному поставщику данных Microsoft .NET для SQL Server определять данные, предназначенные для зашифрованных столбцов, и шифровать эти данные перед отправкой в базу данных.

Без параметризации поставщик данных Microsoft .NET для SQL Server передает все инструкции, созданные в редакторе запросов, в виде непараметризованных запросов. Если запрос содержит литералы или переменные Transact-SQL, предназначенные для зашифрованных столбцов, поставщик данных .NET Framework для SQL Server не сможет определить и зашифровать их перед отправкой запроса в базу данных. В результате этого из-за несоответствия типов (между переменной Transact-SQ литерала открытого текста и зашифрованным столбцом) запрос завершится сбоем. Например, если столбец SSN зашифрован, без параметризации следующий запрос завершится сбоем.

DECLARE @SSN CHAR(11) = '795-73-9838'
SELECT * FROM [dbo].[Patients]
WHERE [SSN] = @SSN

Включение и отключение параметризации для Always Encrypted

По умолчанию параметризация для Always Encrypted отключена.

Чтобы включить/отключить параметризацию для Always Encrypted:

1. Выберите Файл>Настройки>Параметры (Код>Настройки>Параметры на компьютере Mac).
2. Перейдите в раздел Данные>Microsoft SQL Server.
3. Установите или снимите флажок Включить определение параметров для Always Encrypted.
4. Закройте окно Параметры.

Принципы работы параметризации для Always Encrypted

Если в окне запроса включена и функция Always Encrypted, применяемая для подключения к базе данных, и параметризация для Always Encrypted, Azure Data Studio произведет попытку параметризовать переменные Transact-SQL, соответствующие следующим обязательным требованиям.

• Эти переменные объявлены и инициализированы в одной инструкции (встроенная инициализация). Параметризация переменных, объявленных с использованием разных инструкций SET, не выполняется.
• Эти переменные инициализированы с использованием одного литерала. Параметризация переменных, инициализированных с использованием выражений, в том числе любых операторов и функций, не выполняется.

Ниже приведены примеры переменных, которые параметризуются в Azure Data Studio.

DECLARE @SSN char(11) = '795-73-9838';
   
DECLARE @BirthDate date = '19990104';
DECLARE @Salary money = $30000;

Вот некоторые примеры переменных, параметризация которых не выполняется в Azure Data Studio.

DECLARE @Name nvarchar(50); --Initialization separate from declaration
SET @Name = 'Abel';

DECLARE @StartDate date = GETDATE(); -- a function used instead of a literal

DECLARE @NewSalary money = @Salary * 1.1; -- an expression used instead of a literal

Параметризация происходит успешно в следующих случаях:

• тип литерала, используемый для инициализации переменной, параметризация которой выполняется, должен совпадать с типом в объявлении переменной;
• если в качестве объявленного типа переменной используется тип даты или времени, переменную нужно инициализировать, используя строку в одном из следующих совместимых с ISO 8601 форматов.

Ниже приведены примеры объявлений переменных Transact-SQL, которые приводят к ошибкам параметризации переменных.

DECLARE @BirthDate date = '01/04/1999' -- unsupported date format   
   
DECLARE @Number int = 1.1 -- the type of the literal does not match the type of the variable   

Azure Data Studio использует технологию Intellisense, чтобы предоставлять сведения о том, для каких переменных можно выполнить параметризацию, а для каких эта операция завершится сбоем (с указанием причины).

Объявление переменной, для которой можно выполнить параметризацию, подчеркивается линией (как в информационном сообщении) в окне запроса. Если вы наведите указатель мыши на инструкцию объявления, помеченную подчеркиванием информационных сообщений, вы увидите сообщение, содержащее результаты процесса параметризации, включая значения ключевых свойств результирующего объекта класса SqlParameter (переменная сопоставляется с: SqlDbType, Size, Precision, Scale, SqlValue). Кроме того, в представлении Проблемы можно просмотреть полный список всех параметризованных переменных. Чтобы открыть представление Проблемы, выберите Представление>Проблемы.

Если попытка параметризовать переменную в Azure Data Studio завершилась сбоем, объявление переменной будет помечено знаком ошибки. Если навести указатель мыши на помеченную инструкцию выражения, отобразятся результаты ошибки. Полный список ошибок параметризации для всех переменных можно просмотреть в представлении Проблемы.

DECLARE @SSN nchar(11) = '795-73-9838'
SELECT * FROM [dbo].[Patients]
WHERE [SSN] = @SSN;

Msg 402, Level 16, State 2, Line 5   
The data types char(11) encrypted with (encryption_type = 'DETERMINISTIC', 
encryption_algorithm_name = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256', column_encryption_key_name = 'CEK_Auto1', 
column_encryption_key_database_name = 'Clinic') collation_name = 'Latin1_General_BIN2' 
and nchar(11) encrypted with (encryption_type = 'DETERMINISTIC', 
encryption_algorithm_name = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256', column_encryption_key_name = 'CEK_Auto1', 
column_encryption_key_database_name = 'Clinic') are incompatible in the equal to operator.

Следующие шаги

• Разработка приложений с помощью Always Encrypted

См. также

• Always Encrypted