在当今数字化时代，数据安全变得越来越重要。对于数据库中存储的敏感信息，必须采取严格的措施来进行保护。MongoDB 是一种非常流行的文档型数据库，它提供了一些内置的加密方法，以保障数据的安全性。本文将深入介绍 MongoDB 中对数据进行加密的方法，并提供相关的示例代码。
如何使用 MongoDB 加密
MongoDB 提供两种加密算法：AES-256-CBC 和 ChaCha20-Poly1305。其中，AES-256-CBC 是一种对称加密算法，使用同一个密钥进行加密和解密。而 ChaCha20-Poly1305 是一种更加高级的加密算法，也是一种对称加密算法，但它使用不同的密钥进行加密和解密。
在 MongoDB 中使用 AES-256-CBC 加密
MongoDB 4.2 以上的版本提供了一种称为“字段级加密”的功能。在此模式下，MongoDB 会对数据库中的每个字段进行加密，保证整个数据集合的安全性。下面是如何使用字段级加密：
- 生成一个称为“主密钥”的密钥，用来加密和解密数据库中的所有字段。可以使用以下命令创建并存储主密钥：
const keyVaultNamespace = "encryption.__keyVault";
const keyVault = db.getCollection(keyVaultNamespace);
keyVault.insertOne({
keyAltNames: [ "myRootElementKey" ],
keyMaterial: BinData(0, "<hex-encoded-96-byte-key>")
});- 选择要加密的字段，并在模式定义中指定这些字段的加密选项。可以使用以下命令将模式定义存储在 MongoDB 中：
const schema = { name: { type: "string", encrypt: { keyId: [ myRootElementKey ] } } };
db.createCollection("myCollection", { schema: schema });在这个例子中，“name”字段将被加密，并使用之前生成的密钥进行加密和解密。
在 MongoDB 中使用 ChaCha20-Poly1305 加密
如果您希望在 MongoDB 中使用更高级的加密算法，MongoDB 4.4 及以上的版本提供了 ChaCha20-Poly1305 算法。以下是如何使用 ChaCha20-Poly1305：
- 生成一个称为“主密钥”的密钥，用来加密和解密数据库中的所有字段。可以使用以下命令创建并存储主密钥：
const keyId = UUID();
const keyDocument = {
_id: keyId,
keyMaterial: { $binary: { base64: "random_bytes", subType: "00" } }
};
db.getCollection("test_keys").insertOne(keyDocument);- 选择要加密的字段，并在模式定义中指定这些字段的加密选项。可以使用以下命令将模式定义存储在 MongoDB 中：
db.getCollection("test_doc").createIndex( { name: "text" }, { encryptionKeyUUID: keyId } )在这个例子中，“name”字段将被加密，并使用之前生成的密钥进行加密和解密。
加密数据示例
以下是使用 MongoDB 加密数据的一个示例。在此示例中，我们将使用 AES-256-CBC 加密算法来加密一个名为“person”的集合中的第二个字段：
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-- ------- --- --------- ----- -- --- --------- --- ------ 以上示例中，我们使用了“字段级加密”的功能来对数据集合进行加密。该加密方式需要预先生成一个密钥来加密和解密数据库中的所有字段。同时，我们对 age 字段使用了一种更高级的加密算法：AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Deterministic。
总结
在 MongoDB 中，您可以使用内置的加密算法来对数据库中存储的数据进行加密和解密。本文简要介绍了如何使用 AES-256-CBC 和 ChaCha20-Poly1305 两种加密算法，并提供了相关的示例代码。为了保护数据的机密性，我们建议您在 MongoDB 中使用加密功能，以确保您的应用程序的安全性。
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