Usar Always Encrypted com o driver JDBC

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Esta página fornece informações sobre como desenvolver aplicativos Java para usar Always Encrypted e o Microsoft JDBC Driver 6.0 (ou superior) para SQL Server.

O Always Encrypted permite que os clientes criptografem dados confidenciais e nunca revelem os dados nem as chaves de criptografia para o SQL Server ou o Banco de Dados SQL do Azure. Um driver habilitado para Always Encrypted, como o Microsoft JDBC Driver 6.0 (ou superior) for SQL Server, consegue esse comportamento criptografando e descriptografando de modo transparente dados confidenciais no aplicativo cliente. O driver descobre quais parâmetros de consulta correspondem às colunas do banco de dados do Always Encrypted e criptografa os valores desses parâmetros antes de enviá-los para o banco de dados. Da mesma forma, o driver descriptografa de modo transparente os dados recuperados das colunas de banco de dados criptografadas nos resultados da consulta. Para obter mais informações, confira Always Encrypted (Mecanismo de Banco de Dados) e Referência da API Always Encrypted para o JDBC driver.

Pré-requisitos

Trabalhar com repositórios de chaves mestras de coluna

Para criptografar ou descriptografar dados para colunas criptografadas, o SQL Server mantém as chaves de criptografia de coluna. As chaves de criptografia de coluna são armazenadas em formato criptografado nos metadados do banco de dados. Cada chave de criptografia de coluna tem uma chave mestra de coluna correspondente usada para criptografar a chave de criptografia de coluna.

Os metadados do banco de dados não contêm as chaves mestras de coluna. Essas chaves só são mantidas pelo cliente. No entanto, os metadados do banco de dados contêm informações sobre o local em que as chaves mestras de coluna são armazenadas em relação ao cliente. Por exemplo, os metadados do banco de dados podem indicar que o repositório de chaves que contém uma chave mestra de coluna é o Repositório de Certificados do Windows e que o certificado específico usado para criptografar e descriptografar está localizado em um caminho específico no Repositório de Certificados do Windows.

Se o cliente tiver acesso a esse certificado no Repositório de Certificados do Windows, ele poderá obter o certificado. O certificado então pode ser usado para descriptografar a chave de criptografia da coluna. Em seguida, essa chave de criptografia pode ser usada para descriptografar ou criptografar dados para colunas criptografadas que usam essa chave de criptografia de coluna.

O Microsoft JDBC Driver para SQL Server comunica-se com um repositório de chaves que usa um provedor de repositório de chaves mestras de coluna, que é uma instância de uma classe derivada de SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider .

Usar provedores internos de repositórios de chaves mestras de coluna

O Driver Microsoft JDBC para SQL Server vem com os provedores internos de repositório de chaves mestras de coluna a seguir. Alguns desses provedores são registrados previamente com os nomes de provedor específicos (usados para pesquisar o provedor) e alguns exigem credenciais extra ou um registro explícito.

Classe Descrição Nome (de pesquisa) do provedor Está previamente registrado? Plataforma
SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider Um provedor para um repositório de chaves para o Azure Key Vault. AZURE_KEY_VAULT Não antes do JDBC Driver versão 7.4.1, mas sim do JDBC Driver versão 7.4.1 em diante. Windows, Linux, macOS
SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider Um provedor para o Repositório de Certificados do Windows. MSSQL_CERTIFICATE_STORE Sim Windows
SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider Um provedor para o repositório de chaves Java. MSSQL_JAVA_KEYSTORE Sim Windows, Linux, macOS

Para os provedores de repositório de chaves previamente registrados, você não precisa de nenhuma alteração no código do aplicativo para usar esses provedores, mas observe os seguintes itens:

  • Você precisa verificar se o nome do provedor configurado nos metadados da chave mestra de coluna está correto e se o caminho da chave mestra de coluna segue o formato do caminho da chave válido para o provedor em questão. É recomendável configurar as chaves com ferramentas como o SQL Server Management Studio, que gera automaticamente os nomes de provedor e os caminhos de chave válidos para emitir a instrução CREATE COLUMN MASTER KEY (Transact-SQL).
  • Garanta que seu aplicativo possa acessar a chave no repositório de chaves. Essa tarefa pode envolver a concessão ao aplicativo de acesso à chave e/ou ao repositório de chaves. Dependendo do repositório de chaves, outras etapas de configuração específicas do repositório de chaves poderão estar envolvidas. Por exemplo, para usar SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider, você precisa informar a localização e a senha do repositório de chaves nas propriedades de conexão.

Todos esses provedores de repositório de chaves são descritos mais detalhadamente nas seções a seguir. Você só precisa implementar um provedor de keystore para usar Always Encrypted.

Usar o Provedor do Azure Key Vault

O Azure Key Vault é uma opção conveniente para armazenar e gerenciar chaves mestras de coluna do Always Encrypted (especialmente se o seu aplicativo está hospedado no Azure). O Microsoft JDBC Driver para SQL Server inclui um provedor interno, SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider, para aplicativos que têm chaves armazenadas no Azure Key Vault. O nome deste provedor é AZURE_KEY_VAULT.

Observação

O provedor do Azure Key Vault integrado ao JDBC Driver dá suporte a cofres e HSMs gerenciados no Azure Key Vault.

Para usar o provedor de repositório do Azure Key Vault, um desenvolvedor de aplicativos precisa criar o cofre e as chaves no Azure Key Vault e criar um registro de aplicativo no Azure Active Directory. O aplicativo registrado deve receber as permissões Obter, Descriptografar, Criptografar, Desencapsular Chave, Encapsular Chave e Verificar nas políticas de acesso definidas para o cofre de chaves criado para uso com Always Encrypted. Para obter mais informações sobre como configurar o cofre de chaves e criar uma chave mestra de coluna, confira Azure Key Vault – passo a passo e Criar chaves mestras de coluna no Azure Key Vault.

Para o provedor do Azure Key Vault, o driver JDBC valida o caminho da chave mestra da coluna em relação à lista de pontos de extremidade confiáveis. Da versão 8.2.2 do driver em diante, essa lista é configurável: crie um arquivo mssql-jdbc.properties no diretório de trabalho do aplicativo e defina a propriedade AKVTrustedEndpoints como uma lista delimitada por ponto e vírgula. Se o valor começar com um ponto e vírgula, ele estenderá a lista padrão. Caso contrário, ele substituirá a lista padrão.

Os pontos de extremidade padrão confiáveis são:

  • *vault.azure.net
  • *vault.azure.cn
  • *vault.usgovcloudapi.net
  • *vault.microsoftazure.de
  • *managedhsm.azure.net (v9.2 ou superior)
  • *managedhsm.azure.cn (v9.2 ou superior)
  • *managedhsm.usgovcloudapi.net (v9.2+)
  • *managedhsm.microsoftazure.de (v9.2 ou superior)

Para os exemplos nesta página, se você tiver criado uma chave mestra de coluna com base no Azure Key Vault e uma chave de criptografia de coluna com o SQL Server Management Studio, o script T-SQL para recriá-las poderá ser semelhante a este exemplo com KEY_PATH e ENCRYPTED_VALUE específicos:

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...
);

Um aplicativo que usa o JDBC driver pode usar o Azure Key Vault. A sintaxe ou as instruções para esse uso do Azure Key Vault foram alteradas do JDBC Driver versão 7.4.1 em diante.

JDBC driver 7.4.1 ou posterior

Esta seção envolve o JDBC driver versão 7.4.1 ou posterior.

Um aplicativo cliente que usa o JDBC driver pode configurar para usar Azure Key Vault mencionando keyVaultProviderClientId=<ClientId>;keyVaultProviderClientKey=<ClientKey> na cadeia de conexão do JDBC.

Veja um exemplo que fornece essas informações de configuração em uma cadeia de conexão do JDBC.

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

O JDBC driver cria automaticamente uma instância de um objeto SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider quando essas credenciais estão presentes entre as propriedades de conexão.

Importante

As propriedades de conexão keyVaultProviderClientId e keyVaultProviderClientKey foram preteridas desde a v8.4.1. Os usuários são incentivados a usar keyStoreAuthentication , KeyStorePrincipalId e KeyStoreSecret .

Versões do JDBC driver anteriores à 7.4.1

Esta seção envolve as versões do JDBC driver anteriores à 7.4.1.

Um aplicativo cliente que usa o JDBC driver deve criar uma instância de um objeto SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider e registrar o objeto no driver.

SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider akvProvider = new SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider(clientID, clientKey);

clientID é a ID do aplicativo de um registro de aplicativo em uma instância do Azure Active Directory. clientKey é uma Senha da Chave registrada no Aplicativo que fornece acesso à API para o Azure Key Vault.

Após o aplicativo criar uma instância de SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider, ele precisará registrar a instância no driver usando o método SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(). É altamente recomendável que a instância seja registrada usando o nome de pesquisa padrão, AZURE_KEY_VAULT, que pode ser obtido por meio da API SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider.getName(). O nome padrão permite que você use ferramentas como o SQL Server Management Studio ou o PowerShell para provisionar e gerenciar chaves Always Encrypted (as ferramentas usam o nome padrão para gerar o objeto de metadados para a chave mestra de coluna). O exemplo a seguir mostra o registro do provedor do Azure Key Vault. Para obter mais informações sobre o método SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders(), confira Referência da API do Always Encrypted para o JDBC Driver.

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

Importante

Se você usar o provedor de repositório de chaves do Azure Key Vault, a implementação do Azure Key Vault do JDBC driver terá dependências destas bibliotecas (do GitHub), que devem ser incluídas no aplicativo:

azure-sdk-for-java

bibliotecas do microsoft-authentication-library-for-java

Para obter um exemplo de como incluir essas dependências em um projeto do Maven, confira o artigo Baixar dependências do MSAL4J e do AKV usando o Apache Maven

Usar autenticação do Azure Key Vault com identidades gerenciadas

Do JDBC Driver 8.4.1 em diante, o driver adicionou suporte para autenticar os cofres de chaves do Azure Key usando identidades gerenciadas.

Você poderá usar identidades gerenciadas para se autenticar no Azure Key Vault se o aplicativo estiver hospedado no Azure. Isso elimina a necessidade de fornecer e expor credenciais no código.

Propriedades de conexão para autenticação do Key Vault com identidades gerenciadas

Para o Driver JDBC 8.4.1 e posteriores, o driver introduziu as seguintes propriedades de conexão:

ConnectionProperty Emparelhamento de Valor Possível 1 Emparelhamento de Valor Possível 2 Emparelhamento de Valor Possível 3
keyStoreAuthentication KeyVaultClientSecret KeyVaultManagedIdentity JavaKeyStorePassword
keyStorePrincipalId <ID do Cliente do Aplicativo do Azure AD> <ID do objeto do Aplicativo do Azure AD> (opcional) N/D
keyStoreSecret <Segredo do Cliente do Aplicativo do Azure AD> n/a <segredo/senha do Repositório de Chaves do Java>

Os exemplos a seguir mostram como as propriedades de conexão são usadas em uma cadeia de conexão.

Usar Identidade Gerenciada para autenticação no AKV

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

Usar Identidade Gerenciada e a ID da entidade de segurança para autenticação no AKV

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

Usar clientId e clientSecret para autenticação no AKV

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

Os usuários são incentivados a usar essas propriedades de conexão para especificar o tipo de autenticação usado para os Repositórios de Chaves em vez de usar a API SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider.

As propriedades de conexão keyVaultProviderClientId e keyVaultProviderClientKey adicionadas anteriormente foram preteridas e substituídas pelas propriedades de conexão descritas acima.

Para obter informações sobre como configurar Identidades Gerenciadas, confira Configurar Identidades Gerenciadas para recursos do Azure em uma VM usando o portal do Azure.

Usar provedor de Repositório de Certificados do Windows

O SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider pode ser usado para armazenar chaves mestra da coluna no Repositório de Certificados do Windows. Use o assistente de Always Encrypted do SSMS (SQL Server Management Studio) ou outras ferramentas compatíveis para criar as definições de chave mestra de coluna e chave de criptografia de coluna no banco de dados. O mesmo assistente pode ser usado para gerar um certificado autoassinado no Repositório de Certificados do Windows que pode ser usado como uma chave mestra de coluna para os dados Always Encrypted. Para obter mais informações sobre a chave mestra de coluna e a sintaxe T-SQL da chave de criptografia de coluna, confira CRIAR CHAVE MESTRA DE COLUNA e CRIAR CHAVE DE CRIPTOGRAFIA DE COLUNA, respectivamente.

O nome do SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider é MSSQL_CERTIFICATE_STORE e pode ser consultado pela API getName() do objeto do provedor. Ele é registrado automaticamente pelo driver e pode ser usado sem nenhuma alteração ao aplicativo.

Para os exemplos nesta página, se você tiver criado uma chave mestra de coluna com base no Repositório de Certificados do Windows e uma chave de criptografia de coluna com o SQL Server Management Studio, o script T-SQL para recriá-las poderá ser semelhante a este exemplo com KEY_PATH e ENCRYPTED_VALUE específicos:

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...
);

Importante

Embora os outros provedores de repositório de chaves neste artigo estejam disponíveis em todas as plataformas com suporte do driver, a implementação SQLServerColumnEncryptionCertificateStoreProvider do JDBC driver está disponível somente em sistemas operacionais Windows. Ele tem uma dependência do mssql-jdbc_auth-<version>-<arch>.dll que está disponível no pacote do driver. Para usar esse provedor, copie o arquivo mssql-jdbc_auth-<version>-<arch>.dll para um diretório no caminho de sistema do Windows no computador em que o JDBC driver está instalado. Como alternativa, defina a propriedade do sistema java.libary.path para especificar o diretório de mssql-jdbc_auth-<version>-<arch>.dll. Se estiver executando uma JVM (Máquina Virtual Java) de 32 bits, use o arquivo mssql-jdbc_auth-<version>-x86.dll na pasta x86, mesmo que o sistema operacional seja a versão x64. Se estiver executando uma JVM de 64 bits em um processador x64, use o arquivo mssql-jdbc_auth-<version>-x64.dll na pasta x64. Por exemplo, se você estiver usando a JVM de 32 bits e o driver JDBC estiver instalado no diretório padrão, você poderá especificar a localização da DLL usando o seguinte argumento de VM (máquina virtual) quando o aplicativo Java for iniciado: -Djava.library.path=C:\Microsoft JDBC Driver <version> for SQL Server\sqljdbc_<version>\enu\auth\x86

Usar o provedor de Repositório de Chaves Java

O driver JDBC vem com uma implementação de provedor de repositório de chaves interno para o Repositório de Chaves Java. Se a propriedade de cadeia de conexão keyStoreAuthentication estiver presente na cadeia de conexão e definida como JavaKeyStorePassword, o driver criará automaticamente uma instância do provedor e a registrará no Repositório de Chaves Java. O nome do provedor do Repositório de Chaves Java é MSSQL_JVM_KEYSTORE. Esse nome também pode ser consultado por meio da API SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider.getName().

Há três propriedades de cadeia de conexão que permitem que um aplicativo cliente especifique as credenciais que o driver precisa autenticar no repositório de chaves Java. O driver inicializa o provedor com base nos valores destas três propriedades na cadeia de conexão.

keyStoreAuthentication: identifica o Repositório de Chaves Java a ser usado. Com o Microsoft JDBC Driver 6.0 e superiores para o SQL Server, você pode autenticar para o Repositório de Chaves Java somente por meio dessa propriedade. Para o Repositório de Chaves Java, o valor dessa propriedade deve ser JavaKeyStorePassword.

keyStoreLocation: o caminho para o arquivo do Repositório de Chaves Java que armazena a chave mestra da coluna. O caminho inclui o nome de arquivo do repositório de chaves.

keyStoreSecret: o segredo/senha a ser usado para o repositório de chaves e para a chave. Para usar o Repositório de Chaves Java, a senha do repositório de chaves e da chave deverão ser iguais.

Veja um exemplo de como fornecer essas credenciais na cadeia de conexão:

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

Você também pode obter ou definir essas configurações com o objeto SQLServerDataSource. Para obter mais informações, confira Referência da API Always Encrypted para o JDBC Driver.

O JDBC driver cria automaticamente uma instância do SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider quando essas credenciais estão presentes entre as propriedades de conexão.

Como criar uma chave mestra de coluna para o Repositório de Chaves Java

O SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider pode ser usado com os tipos de repositório de chaves JKS e PKCS12. Para criar ou importar uma chave para usar com esse provedor, use o utilitário Java keytool. A chave deve ter a mesma senha que o repositório de chaves em si. Veja um exemplo de como criar uma chave pública e a chave privada associada a ela com o utilitário keytool:

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

Esse comando cria uma chave pública e a encapsula em um certificado autoassinado X.509, que é armazenado no keystore.jks do repositório de chaves junto com sua chave privada associada. Essa entrada no keystore é identificada pelo alias AlwaysEncryptedKey.

Veja um exemplo disso com um tipo de repositório PKCS12:

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

Se o repositório de chaves for do tipo PKCS12, o utilitário keytool não solicitará uma senha de chave, que precisará ser fornecida com a opção -keypass, pois o SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider exige que o repositório de chaves e a chave tenham a mesma senha.

Você também pode exportar um certificado do repositório de certificados do Windows no formato .pfx e usá-lo com o SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider . O certificado exportado também pode ser importado para o Repositório de Chaves Java como um tipo de keystore de JKS.

Depois de criar a entrada keytool, crie os metadados da chave mestra de coluna no banco de dados, que precisa do nome do provedor do repositório de chaves e do caminho da chave. Para obter mais informações sobre como criar metadados de chave mestra de coluna, confira CRIAR CHAVE MESTRA DE COLUNA. Para SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider, o caminho da chave é apenas o alias da chave e o nome do SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider é MSSQL_JAVA_KEYSTORE. Você também pode consultar esse nome com a API pública getName() da classe SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider.

A sintaxe T-SQL para criar a chave mestra de coluna é:

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

Para a "AlwaysEncryptedKey" criada acima, a definição da chave mestra de coluna seria:

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

Observação

A funcionalidade interna do SQL Server Management Studio não pode criar definições de chave mestra de coluna para o repositório de chaves Java. Os comandos do T-SQL devem ser usados programaticamente.

Criar uma chave de criptografia de coluna para o Repositório de Chaves Java

O SQL Server Management Studio ou qualquer outra ferramenta não pode ser usado para criar chaves de criptografia de coluna usando chaves mestras de coluna no Repositório de Chaves Java. O aplicativo cliente precisa criar a chave de criptografia de coluna de maneira programática com a classe SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider. Para obter mais informações, confira Usar provedores de repositórios de chaves mestras de coluna para o provisionamento programático de chaves.

Implementando um provedor personalizado de repositórios de chaves mestras de coluna

Se quiser armazenar chaves mestras de coluna em um repositório de chaves sem suporte de um provedor existente, você poderá implementar um provedor personalizado estendendo a classe SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider e registrando o provedor com um dos seguintes o métodos:

  • SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders
  • SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnConnection (Adicionado no JDBC versão 10.2)
  • SQLServerStatement.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnStatement (Adicionado no JDBC versão 10.2)
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
    }
}

Registre o provedor com SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders:

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

Precedência de cache de chave de criptografia de coluna

Esta seção se aplica ao JDBC Driver versão 10.2 e superior.

As CEKs (chaves de criptografia de coluna) descriptografadas por provedores de repositório de chaves personalizados registrados em uma conexão ou instância de instrução não serão armazenadas em cache pelo Microsoft JDBC Driver para SQL Server. Provedores de repositório de chaves personalizados devem implementar um mecanismo próprio de cache de CEK.

Da versão 10.2 em diante, SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider tem um implementação de cache CEK própria. Quando registradas em uma conexão ou instância de instrução, as CEKs descriptografadas por uma instância do SQLServerColumnEncryptionAzureKeyVaultProvider serão limpas quando essa instância sair do escopo:

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

Observação

O cache CEK implementado por provedores de repositório de chaves personalizados será desabilitado pelo driver se a instância do provedor do repositório de chaves for registrada no driver globalmente com o método SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders. Qualquer implementação de cache CEK deverá referenciar o valor de duração da vida útil antes de armazenar em cache uma CEK e não a armazenar em cache se o valor for zero. Isso evitará o armazenamento em cache duplicado e a possível confusão do usuário quando ele estiver tentando configurar o armazenamento de chaves em cache. O valor de vida útil do cache pode ser definido com o método SQLServerColumnEncryptionKeyStoreProvider.setColumnEncryptionCacheTtl.

Registrar um provedor de repositório de chaves mestras de coluna personalizado

Esta seção se aplica ao JDBC Driver versão 10.2 e superior.

Provedores de repositórios de chaves mestras personalizadas podem ser registrados com o driver em três camadas diferentes. A precedência dos três registros é a seguinte:

  • O registro por instrução será verificado se ele não estiver vazio.
  • Se o registro por instrução estiver vazio, o registro por conexão será verificado se ele não estiver vazio.
  • Se o registro por conexão estiver vazio, o registro global será verificado.

Uma vez que um provedor de repositórios de chaves for encontrado em um nível de registro, o driver NÃO fará fallback para os outros registros para pesquisar um provedor. Se os provedores forem registrados, mas o provedor adequado não for encontrado em um nível, uma exceção será gerada contendo apenas os provedores registrados no registro que tiver sido verificado.

O provedor interno de repositório de chaves mestras de coluna disponível para o Repositório de Certificados do Windows está pré-registrado. Se as credenciais forem fornecidas com antecedência, o provedor do Repositório de Chaves Java da Microsoft e o provedor de Repositório de Chaves do Azure Key Vault poderão ser implicitamente pré-registrados com uma instância de conexão.

Os três níveis de registro dão suporte a diferentes cenários ao consultar dados criptografados. O método apropriado pode ser usado para garantir que um usuário de um aplicativo acesse os dados de texto não criptografado. O acesso aos dados não criptografados só ocorrerá se eles puderem fornecer a chave mestra de coluna necessária por meio de autenticação com relação ao repositório de chaves que contém a chave mestra de coluna.

Talvez seja conveniente para os aplicativos que compartilham uma instância SQLServerConnection usar SQLServerStatement.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnStatement. Cada usuário precisa registrar um provedor de repositório de chaves em uma instância SQLServerStatement antes de executar uma consulta para acessar uma coluna criptografada. Se o provedor de repositório de chaves puder acessar a chave mestra de coluna necessária no repositório de chaves que usa as credenciais fornecidas pelo usuário, a consulta será bem-sucedida.

Talvez seja conveniente para os aplicativos que criam uma instância SQLServerConnection usar SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProvidersOnConnection. Provedores de repositório de chaves registrados com esse método podem ser usados pela conexão para qualquer consulta que acesse dados criptografados.

Os provedores de repositório de chaves registrados com SQLServerConnection.registerColumnEncryptionKeyStoreProviders usarão a identidade fornecida pelo aplicativo ao autenticar-se no repositório de chaves.

O seguinte exemplo mostra a precedência de provedores de repositório de chave mestra de coluna personalizada registrados em uma instância de conexão:

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);              
}

O seguinte exemplo mostra a precedência de provedores de repositórios de chaves mestras de coluna personalizados registrados em uma instância de instrução:

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);
    }             
}

Usar provedores de repositórios de chaves mestras de coluna para o provisionamento programático de chaves

Para acessar colunas criptografadas, o Microsoft JDBC Driver para SQL Server encontra de modo transparente e chama o provedor de repositório de chaves mestras de coluna certo para descriptografar as chaves de criptografia de coluna. Normalmente, o código normal do aplicativo não chama diretamente os provedores de repositórios de chaves mestras de coluna. No entanto, você pode criar uma instância e chamar um provedor programaticamente para provisionar e gerenciar chaves Always Encrypted. Esta etapa pode ser executada para gerar uma chave de criptografia de coluna criptografada e descriptografar uma chave de criptografia de coluna como parte da rotação de chave mestra de coluna, por exemplo. Para obter mais informações, consulte Overview of Key Management for Always Encrypted(Visão geral do gerenciamento de chaves do Sempre Criptografado).

Caso você use um provedor de repositório de chaves personalizado, poderá ser necessário implementar suas próprias ferramentas de gerenciamento. Para usar as chaves armazenadas no Repositório de Certificados do Windows ou no Azure Key Vault, é possível usar as ferramentas existentes, como SQL Server Management Studio ou PowerShell, para gerenciar e provisionar as chaves. Para usar chaves armazenadas no Repositório de Chaves Java, você precisa provisionar chaves de maneira programática. O exemplo a seguir ilustra como usar a classe SQLServerColumnEncryptionJavaKeyStoreProvider para criptografar a chave com uma chave armazenada no Repositório de Chaves Java.

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>;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://docs.microsoft.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();
    }
}

Habilitando o Always Encrypted para consultas de aplicativo

A maneira mais fácil de habilitar a criptografia de parâmetros e a descriptografia de resultados de consulta de colunas criptografadas é configurando o valor da palavra-chave da cadeia de conexão columnEncryptionSetting como Enabled .

A seguinte cadeia de conexão é um exemplo de habilitação de Always Encrypted no JDBC driver:

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

O seguinte código é um exemplo equivalente ao uso do objeto SQLServerDataSource:

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();

O Sempre Criptografado também pode ser habilitado para consultas individuais. Confira Controle do impacto sobre o desempenho do Always Encrypted abaixo para saber mais. Habilitar Always Encrypted não é suficiente para o êxito da criptografia ou descriptografia. Você também precisa garantir que:

  • O aplicativo tem as permissões de banco de dados VIEW ANY COLUMN MASTER KEY DEFINITION e VIEW ANY COLUMN ENCRYPTION KEY DEFINITION , necessárias para acessar os metadados sobre as chaves do Always Encrypted no banco de dados. Para obter detalhes, veja Permissões em Always Encrypted (Mecanismo de Banco de Dados).
  • O aplicativo pode acessar a chave mestra de coluna que protege as chaves de criptografia de coluna, o que criptografa as colunas de banco de dados consultadas. Para usar o provedor do Repositório de Chaves Java, você precisa fornecer credenciais extra na cadeia de conexão. Para obter mais informações, confira Usar o provedor de Repositório de Chaves Java.

Configuração de como os valores de java.sql.Time são enviados ao servidor

A propriedade de conexão sendTimeAsDatetime é usada para configurar como o valor java.sql.Time é enviado para o servidor. Quando definido como false, o valor temporal é enviado como um tipo time do SQL Server. Quando definido como true, o valor temporal é enviado como um tipo datatime. Se uma coluna de hora estiver criptografada, a propriedade sendTimeAsDatetime deverá ser falsa, pois colunas criptografadas não dão suporte à conversão de hora em datetime. Observe também que essa propriedade é, por padrão, true. Portanto, para usar colunas de hora criptografadas, defina-a como false. Caso contrário, o driver gerará uma exceção. Começando na versão 6.0 do driver, a classe SQLServerConnection tem dois métodos para configurar o valor dessa propriedade de maneira programática:

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

Para mais informações sobre essa propriedade, confira Como configurar a maneira como os valores de java.sql.Time são enviados ao servidor.

Como configurar a maneira de enviar os valores de cadeia de caracteres ao servidor

A propriedade de conexão sendStringParametersAsUnicode é usada para configurar como valores de cadeia de caracteres são enviados para o SQL Server. Se definida como true, os parâmetros String serão enviados ao servidor no formato Unicode. Se definido como false, os parâmetros de cadeia de caracteres são enviados em formato não Unicode, como ASCII ou MBCS, em vez de Unicode. O valor padrão para essa propriedade é true. Quando o Always Encrypted está habilitado e uma coluna char/varchar/varchar(max) está criptografada, o valor de sendStringParametersAsUnicode deve ser definido como falso. Se essa propriedade for definida como verdadeira, o driver gerará uma exceção ao descriptografar dados de uma coluna char/varchar/varchar(max) criptografada que tem caracteres Unicode. Para obter mais informações sobre essa propriedade, confira Como configurar as propriedades de conexão.

Importante

Se sendStringParametersAsUnicode estiver definido como true e os dados unicode forem inseridos em uma coluna criptografada char/varchar com Always Encrypted, poderá ocorrer a perda de dados sem que um erro seja relatado. A perda de dados só pode ser detectada ao tentar descriptografar os dados depois de lê-los novamente no servidor. Um erro como Decryption failed. The last 10 bytes of the encrypted column encryption key are: 'C3-D9-10-4E-C1-45-8B-94-A2-43'. The first 10 bytes of ciphertext are: '01-9B-9D-A6-3E-40-22-53-15-9B'. pode ser o resultado.

É importante usar os tipos de dados de coluna e especificar o tipo de dados corretos para parâmetros ao inserir os dados criptografados. Se os dados unicode forem esperados, use colunas nchar/nvarchar e métodos setNString(). O servidor não pode executar conversões de dados implícitas e tem capacidade limitada de detectar erros de dados quando o Always Encrypted está habilitado.

Recuperação e modificação de dados em colunas criptografadas

Depois de habilitar Always Encrypted para consultas de aplicativo, você pode usar as APIs JDBC padrão para recuperar ou modificar dados em colunas de banco de dados criptografadas. Se o aplicativo tiver as permissões de banco de dados necessárias e puder acessar a chave mestra de coluna, o driver criptografará todos os parâmetros de consulta que se destinam a colunas criptografadas e descriptografará os dados recuperados de colunas criptografadas.

Se o Sempre Criptografado não estiver habilitado, as consultas com parâmetros que se destinam a colunas criptografadas falharão. As consultas ainda podem recuperar dados de colunas criptografadas, desde que a consulta não tenha parâmetros que se destinem a colunas criptografadas. No entanto, o driver não tentará descriptografar valores recuperados de colunas criptografadas, e o aplicativo receberá os dados binários criptografados (como matrizes de bytes).

A tabela abaixo resume o comportamento das consultas dependendo se Always Encrypted está habilitado ou não:

Característica da consulta O Always Encrypted está habilitado e o aplicativo pode acessar as chaves e os metadados da chave O Sempre Criptografado está habilitado e o aplicativo não pode acessar as chaves nem os metadados da chave O Sempre Criptografado está desabilitado
Consultas com parâmetros que se destinam a colunas criptografadas. Os valores de parâmetro são criptografados de modo transparente. Erro Erro
Consultas que recuperam dados de colunas criptografadas sem parâmetros que se destinam a colunas criptografadas. Os resultados das colunas criptografadas são descriptografados de modo transparente. O aplicativo recebe valores de texto não criptografado dos tipos de dados JDBC correspondentes aos tipos do SQL Server configurados para as colunas criptografadas. Erro Os resultados das colunas criptografadas não são descriptografados. O aplicativo recebe valores criptografados como matrizes de bytes (byte[]).

Como inserir e recuperar exemplos de dados criptografados

Os exemplos a seguir ilustram como recuperar e modificar dados em colunas criptografadas. Os exemplos presumem a tabela alvo com o esquema a seguir e as colunas SSN e BirthDate criptografadas. Se você tiver configurado uma chave mestra de coluna chamada "MyCMK" e uma chave de criptografia de coluna chamada "MyCEK" (conforme descrito nas seções de provedores de repositórios de chaves anteriores), será possível criar a tabela com este script:

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

Para cada exemplo de código Java, você precisará inserir o código específico do repositório de chaves na localização indicada.

Para usar um provedor de repositório de chaves do Azure Key Vault:

    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>;databaseName=<databaseName>;user=<user>;password=<password>;columnEncryptionSetting=Enabled;";

Para usar um provedor de repositório de chaves do Repositório de Certificados do Windows:

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

Para usar um provedor de repositório de chaves do Repositório de Chaves Java:

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

Inserindo exemplo de dados

Este exemplo insere uma linha na tabela Pacientes. Observe os seguintes itens:

  • Não há nada específico de criptografia no código de exemplo. O Microsoft JDBC Driver para SQL Server detecta e criptografa automaticamente os parâmetros direcionados às colunas criptografadas. Esse comportamento torna a criptografia transparente para o aplicativo.
  • Os valores inseridos nas colunas de banco de dados, incluindo as colunas criptografadas, são passados como parâmetros com SQLServerPreparedStatement. Embora os parâmetros sejam opcionais ao enviar valores para colunas não criptografadas (mesmo que seja altamente recomendável, pois ajuda a prevenir a injeção de SQL), eles são necessários para valores que se destinam a colunas criptografadas. Se os valores inseridos nas colunas criptografadas tiverem sido passados como literais inseridos na instrução de consulta, a consulta falhará porque o driver não conseguirá determinar os valores nas colunas criptografadas de destino e não criptografará os valores. Como resultado, o servidor os rejeitaria como incompatíveis com as colunas criptografadas.
  • Todos os valores impressos pelo programa estarão em texto não criptografado, já que o Microsoft JDBC Driver for SQL Server descriptografará de modo transparente os dados recuperados das colunas criptografadas.
  • Se você estiver fazendo uma pesquisa com uma cláusula WHERE, o valor usado na cláusula WHERE precisará ser passado como um parâmetro para que o driver possa criptografá-lo de maneira transparente antes de enviá-lo ao banco de dados. No exemplo a seguir, o SSN é passado como um parâmetro, mas o LastName é passado como um literal, pois LastName não está criptografado.
  • O método setter usado para o parâmetro direcionado à coluna SSN é setString(), que é mapeado para o tipo de dados char/varchar do SQL Server. Se, para esse parâmetro, o método setter usado tiver sido setNString(), que é mapeado para nchar/nvarchar, a consulta falhará, já que o Always Encrypted não é compatível com conversões de valores nchar/nvarchar criptografados em valores char/varchar criptografados.
// <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();
}

Exemplo de recuperação de dados de texto não criptografado

O exemplo a seguir demonstra a filtragem de dados com base em valores criptografados e a recuperação de dados de texto não criptografado de colunas criptografadas. Observe os seguintes itens:

  • O valor usado na cláusula WHERE a ser filtrado na coluna SSN precisa ser passado como um parâmetro para que o Microsoft JDBC Driver para SQL Server possa criptografá-lo de modo transparente antes de enviá-lo ao banco de dados.
  • Todos os valores impressos pelo programa estarão em texto não criptografado, já que o Microsoft JDBC Driver for SQL Server descriptografará de modo transparente os dados recuperados das colunas SSN e BirthDate.

Observação

Se as colunas forem criptografadas com a criptografia determinística, as consultas poderão executar comparações de igualdade nelas. Para obter mais informações, veja Seleção de criptografia determinística ou aleatória no Always Encrypted (Mecanismo de Banco de Dados).

// <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();
}

Exemplo de recuperação de dados criptografados

Se o Always Encrypted não estiver habilitado, uma consulta ainda poderá recuperar dados de colunas criptografadas, desde que a consulta não tenha parâmetros que se destinam a colunas criptografadas.

O exemplo a seguir ilustra como recuperar dados binários criptografados de colunas criptografadas. Observe os seguintes itens:

  • Como o Always Encrypted não está habilitado na cadeia de conexão, a consulta retornará valores criptografados de SSN e BirthDate como matrizes de bytes (o programa converte os valores em cadeias de caracteres).
  • Uma consulta que recupera dados de colunas criptografadas com o Sempre Criptografado desabilitado pode ter parâmetros, desde que nenhum dos parâmetros se destinem a uma coluna criptografada. A consulta a seguir filtra por LastName, que não é criptografado no banco de dados. Se a consulta filtrar por SSN ou BirthDate, a consulta falhará.
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();
}

Evitando problemas comuns ao consultar colunas criptografadas

Esta seção descreve as categorias comuns de erros ao consultar colunas criptografadas de aplicativos Java e algumas diretrizes sobre como evitá-las.

Erros de conversão de tipo de dados sem suporte

O Always Encrypted dá suporte a algumas conversões de tipos de dados criptografados. Confira Always Encrypted (Mecanismo de Banco de Dados) para obter a lista detalhada de conversões de tipo compatíveis. Veja o que você pode fazer para evitar erros de conversão de tipo de dados. Certifique-se de que:

  • Você usa os métodos setter apropriados ao passar valores para parâmetros que se destinam a colunas criptografadas. O tipo de dados do SQL Server do parâmetro deve ser exatamente igual ao tipo da coluna alvo ou deve haver suporte para uma conversão do tipo de dados do SQL Server do parâmetro no tipo da coluna alvo. Métodos de API foram adicionados às classes SQLServerPreparedStatement, SQLServerCallableStatement e SQLServerResultSet para passar parâmetros correspondentes a tipos de dados do SQL Server específicos. Para obter uma lista completa de novas APIs, confira Referência de API Always Encrypted para o JDBC Driver. Veja a seguir alguns exemplos de ajustes que podem ser necessários ao usar o Always Encrypted:
    • Você poderá usar o método setTimestamp() para passar um parâmetro para um datetime2 ou para uma coluna datetime não criptografada. Porém, quando uma coluna é criptografada, você precisa usar o método exato que representa o tipo da coluna no banco de dados. Use setTimestamp() para passar valores para uma coluna datetime2 criptografada e use setDateTime() para passar valores para uma coluna datetime criptografada.
    • Você pode usar o método setBinary() para passar um parâmetro para uma coluna varbinary(max) ou binary não criptografada. O driver usa como padrão o tipo de dados BINARY para parâmetros setBinary() e o servidor pode converter implicitamente os dados a serem inseridos em uma coluna varbinary(max). Mas quando uma coluna varbinary(max) é criptografada, você precisa especificar um tipo mais exato para os dados do parâmetro. Exemplo: preparedStatement.setObject(1, binaryData, java.sql.JDBCType.LONGVARBINARY)
  • a precisão e escala dos parâmetros que se destinam a colunas dos tipos de dados decimais e numéricos do SQL Server são iguais à precisão e escala configuradas para a coluna de destino. Métodos de API foram adicionados às classes SQLServerPreparedStatement, SQLServerCallableStatement e SQLServerResultSet para aceitar precisão e escala com valores de dados para parâmetros/colunas que representam tipos de dados decimais e numéricos. Confira Referência de API Always Encrypted para o JDBC Driver para obter uma lista completa de APIs novas/sobrecarregadas.
  • A precisão/escala de fração de segundos dos parâmetros direcionados a colunas de tipos de dados datetime2, datetimeoffset ou temporais do SQL Server não é maior do que a precisão/escala de fração de segundos para a coluna alvo em consultas que modificam os valores da coluna alvo. Métodos de API foram adicionados às classes SQLServerPreparedStatement, SQLServerCallableStatement e SQLServerResultSet para aceitar a precisão/escala de fração de segundos com valores de dados para parâmetros que representam esses tipos de dados. Para obter uma lista completa de APIs novas/sobrecarregadas, confira Referência de API Always Encrypted para o JDBC Driver.

Erros devido a propriedades de conexão incorretas

Esta seção descreve como definir adequadamente as configurações de conexão para usar dados Always Encrypted. Como os tipos de dados criptografados dão suporte a conversões limitadas, as configurações de conexão sendTimeAsDatetime e sendStringParametersAsUnicode precisam de uma configuração adequada para usar colunas criptografadas. Certifique-se de que:

Erros devido à passagem de texto sem formatação em vez de valores criptografados

Qualquer valor que se destina a uma coluna criptografada precisa ser criptografado no aplicativo. Uma tentativa de inserir/modificar ou de filtrar por um valor de texto não criptografado em uma coluna criptografada resultará em um erro semelhante a este:

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'

Para evitar esses tipos de erros, garanta que:

  • Always Encrypted esteja habilitado para as consultas de aplicativo que se destinam a colunas criptografadas (na cadeia de conexão ou para uma consulta específica).
  • Você usa instruções e parâmetros preparados para enviar dados direcionados a colunas criptografadas. O exemplo a seguir mostra uma consulta filtrada incorretamente por um literal/constante em uma coluna criptografada (SSN), em vez de passar o literal para dentro como um parâmetro. Esta consulta falhará:
ResultSet rs = connection.createStatement().executeQuery("SELECT * FROM Customers WHERE SSN='795-73-9838'");

Forçar a criptografia em parâmetros de entrada

O recurso Forçar Criptografia impõe a criptografia de um parâmetro com o Always Encrypted. Se o recurso Forçar Criptografia for usado e o SQL Server informar o driver de que o parâmetro não precisa ser criptografado, a consulta que usar o parâmetro falhará. Essa propriedade oferece proteção adicional contra ataques de segurança que envolvem um SQL Server comprometido que fornece metadados de criptografia incorretos ao cliente, o que pode levar à divulgação de dados. Os métodos set* nas classes SQLServerPreparedStatement e SQLServerCallableStatement, bem como os métodos update* na classe SQLServerResultSet, são sobrecarregados para aceitar um argumento booliano para especificar a configuração de criptografia forçada. Se o valor desse argumento for false, o driver não forçará a criptografia em parâmetros. Se a criptografia forçada for definida como true, o parâmetro de consulta só será enviado se a coluna de destino estiver criptografada e Always Encrypted estiver habilitado na conexão ou na instrução. Essa propriedade fornece uma camada extra de segurança, garantindo que o driver não envie dados por engano para o SQL Server como texto não criptografado quando for esperado que eles estejam criptografados.

Para obter mais informações sobre os métodos SQLServerPreparedStatement e SQLServerCallableStatement sobrecarregados com a configuração de criptografia forçada, confira Referência à API do Always Encrypted para o JDBC Driver

Controle do impacto sobre o desempenho do Always Encrypted

Como o Always Encrypted é uma tecnologia de criptografia do lado do cliente, a maior parte da sobrecarga de desempenho é observada no lado do cliente, não no banco de dados. Além do custo das operações de criptografia e descriptografia, outras fontes de sobrecarga de desempenho no lado do cliente são:

  • Viagens de ida e volta adicionais ao banco de dados para recuperar metadados de parâmetros de consulta.
  • Chamadas a um repositório de chaves mestras de coluna para acessar uma chave mestra de coluna.

Esta seção descreve as otimizações de desempenho internas no Microsoft JDBC Driver for SQL Server e como você pode controlar o impacto dos dois fatores acima sobre o desempenho.

Controlando as viagens de ida e volta para recuperar metadados dos parâmetros de consulta

Se o Always Encrypted estiver habilitado para uma conexão, por padrão, o driver chamará sys.sp_describe_parameter_encryption para cada consulta parametrizada, passando a instrução de consulta (sem nenhum valor de parâmetro) para o banco de dados. O sys.sp_describe_parameter_encryption analisa a instrução de consulta para descobrir se os parâmetros precisam ser criptografados e, se for o caso, para cada um, retornará as informações relacionadas à criptografia que permitirão ao driver criptografar os valores de parâmetro. Esse comportamento garante um alto nível de transparência para o aplicativo cliente. Desde que o aplicativo use parâmetros para passar valores que se destinam a colunas criptografadas para o driver, o aplicativo (e o desenvolvedor de aplicativos) não precisa saber quais consultas acessam colunas criptografadas.

Configurando o Always Encrypted no nível da consulta

Para controlar o impacto no desempenho da recuperação de metadados de criptografia para consultas parametrizadas, é possível habilitar o Always Encrypted para consultas individuais, em vez de configurá-lo para a conexão. Assim, você pode garantir que sys.sp_describe_parameter_encryption seja invocado apenas para consultas que você sabe que têm parâmetros que se destinam a colunas criptografadas. No entanto, observe que, ao fazer isso, você reduz a transparência da criptografia: se você alterar as propriedades de criptografia das colunas de banco de dados, poderá ser necessário alterar o código do aplicativo para alinhá-lo às alterações de esquema.

Para controlar o comportamento de Always Encrypted de consultas individuais, você precisa configurar objetos de instrução individuais passando uma Enum, SQLServerStatementColumnEncryptionSetting, que especifica como os dados serão enviados e recebidos durante a leitura e a gravação de colunas criptografadas para essa instrução específica. Veja algumas diretrizes úteis:

  • Se a maioria das consultas que um aplicativo cliente enviar por uma conexão de banco de dados acessa colunas criptografadas, use estas diretrizes:

    • Defina a palavra-chave de cadeia de conexão columnEncryptionSetting como Enabled.
    • Defina SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.Disabled para consultas individuais que não acessam colunas criptografadas. Essa configuração desabilita a chamada de sys.sp_describe_parameter_encryption e a descriptografia dos valores no conjunto de resultados.
    • Defina SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSet para consultas individuais que não têm parâmetros que exijam criptografia, mas que recuperam dados de colunas criptografadas. Essa configuração desabilita a chamada sys.sp_describe_parameter_encryption e a criptografia do parâmetro. A consulta vai descriptografar os resultados das colunas de criptografia.
  • Se a maioria das consultas que um aplicativo cliente enviar por uma conexão de banco de dados não acessa colunas criptografadas, use estas diretrizes:

    • Defina a palavra-chave de cadeia de conexão columnEncryptionSetting como Disabled.
    • Defina SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.Enabled para consultas individuais que têm parâmetros que precisam ser criptografados. Essa configuração habilitará a chamada a sys.sp_describe_parameter_encryption e a descriptografia dos resultados de consulta recuperados de colunas criptografadas.
    • Defina SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSet para consultas que não têm parâmetros que exijam criptografia, mas que recuperam dados de colunas criptografadas. Essa configuração desabilita a chamada sys.sp_describe_parameter_encryption e a criptografia do parâmetro. A consulta vai descriptografar os resultados das colunas de criptografia.

As configurações de SQLServerStatementColumnEncryptionSetting não podem ser usadas para ignorar a criptografia e obter acesso a dados de texto sem formatação. Para obter mais informações sobre como configurar a criptografia de coluna em uma instrução, confira Referência à API Always Encrypted para o JDBC Driver.

No exemplo abaixo, Always Encrypted está desabilitado para a conexão de banco de dados. A consulta emitida pelo aplicativo tem um parâmetro que se destina à coluna LastName não criptografada. A consulta recupera dados das colunas SSN e BirthDate que são criptografadas. Nesse caso, chamar sys.sp_describe_parameter_encryption para recuperar os metadados de criptografia não é necessário. No entanto, a descriptografia dos resultados da consulta precisa ser habilitada para que o aplicativo possa receber valores de texto não criptografado das duas colunas criptografadas. A configuração SQLServerStatementColumnEncryptionSetting.ResultSet é usada para garantir isso.

// 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>;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();
}

Cache de metadados de parâmetros de consulta

Para reduzir o número de viagens de ida e volta ao banco de dados, o Microsoft JDBC Driver para SQL Server pode armazenar em cache informações relacionadas à criptografia para parâmetros de consulta. A partir da versão 11.2.0, as informações relacionadas à criptografia para parâmetros retornados de chamadas sys.sp_describe_parameter_encryption serão armazenadas em cache pelo driver se o processo do SQL Server associado não usar enclaves seguros. Para armazenamento em cache com o uso de enclaves seguros, o servidor deve suportar o restabelecimento do enclave de sessão nos casos em que a sessão não é mais válida.

Cache de chaves de criptografia de coluna

Para reduzir o número de chamadas a um repositório de chaves mestras de coluna para descriptografar chaves de criptografia de coluna, o Microsoft JDBC Driver for SQL Server armazena em cache as chaves de criptografia de coluna de texto não criptografado na memória. Após o driver receber o valor da chave de criptografia de coluna criptografado dos metadados do banco de dados, o driver primeiro tentará encontrar a chave de criptografia de coluna de texto não criptografado correspondente ao valor da chave criptografado. O driver chamará o repositório de chaves que contém a chave mestra da coluna apenas se não conseguir encontrar o valor da chave de criptografia de coluna criptografado no cache.

Você pode configurar um valor de vida útil para as entradas de chave de criptografia de coluna no cache com a API setColumnEncryptionKeyCacheTtl() na classe SQLServerConnection. O valor de vida útil padrão para as entradas de chave de criptografia de coluna no cache é de duas horas. Para desligar o armazenamento em cache, use um valor de 0. Para definir qualquer valor de vida útil, use a seguinte API:

SQLServerConnection.setColumnEncryptionKeyCacheTtl (int columnEncryptionKeyCacheTTL, TimeUnit unit)

Por exemplo, para definir um valor de vida útil de 10 minutos, use:

SQLServerConnection.setColumnEncryptionKeyCacheTtl (10, TimeUnit.MINUTES)

Somente DIAS, HORAS, MINUTOS ou SEGUNDOS são compatíveis como a unidade de tempo.

Como copiar dados criptografados com SQLServerBulkCopy

Com SQLServerBulkCopy, você pode copiar dados que já estão criptografados e armazenados em uma tabela para outra tabela sem descriptografá-los. Para fazer isso:

  • Verifique se a configuração de criptografia da tabela de destino é idêntica à configuração da tabela de origem. Em particular, as duas tabelas devem ter as mesmas colunas criptografadas, e as colunas devem ser criptografadas usando os mesmos tipos de criptografia e as mesmas chaves de criptografia. Se qualquer coluna de destino for criptografada de modo diferente da coluna de origem correspondente, você não poderá descriptografar os dados na tabela de destino após a operação de cópia. Os dados serão corrompidos.
  • Configure ambas as conexões de banco de dados para a tabela de origem e a tabela de destino sem o Always Encrypted habilitado.
  • Defina a opção allowEncryptedValueModifications. Para obter mais informações, confira Como usar cópia em massa com o JDBC driver.

Observação

Tenha cuidado ao especificar AllowEncryptedValueModifications, pois essa opção pode levar à corrupção do banco de dados dado que o Microsoft JDBC Driver para SQL Server não verifica se os dados estão realmente criptografados ou se estão criptografados corretamente com o mesmo tipo de criptografia, algoritmo e chave do destino coluna.

Confira também

Always Encrypted (mecanismo de banco de dados)