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Direkte Konfiguration der Spaltenverschlüsselung mit Transact-SQL

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Gilt für: SQL Server 2019 (15.x) und höher – nur Windows Azure SQL-Datenbank

In diesem Artikel wird beschrieben, wie kryptografische Vorgänge direkt in Spalten durchgeführt werden, die Always Encrypted mit Secure Enclaves mit der ALTER TABLE-Anweisung/ALTER COLUMN-Anweisung verwenden. Grundlegende Informationen zur direkten Verschlüsselung und zu den allgemeinen Voraussetzungen finden Sie unter Konfigurieren einer direkten Spaltenverschlüsselung mithilfe von Always Encrypted mit Secure Enclaves.

Mit der ALTER TABLE- oder ALTER COLUMN-Anweisung können Sie die Zielverschlüsselungskonfiguration für eine Spalte festlegen. Wenn Sie die Anweisung ausführen, führt die serverseitige Secure Enclave die Verschlüsselung, erneute Verschlüsselung oder Entschlüsselung der in der Spalte gespeicherten Daten durch, und zwar abhängig von der aktuellen und der Ziel-Verschlüsselungskonfiguration, die in der Spaltendefinition in der Anweisung angegeben ist.

  • Wenn die Spalte derzeit nicht verschlüsselt ist, wird sie verschlüsselt, wenn Sie die ENCRYPTED WITH-Klausel in der Spaltendefinition angeben.
  • Wenn die Spalte derzeit verschlüsselt ist, wird sie entschlüsselt (in eine Klartextspalte konvertiert), wenn Sie die ENCRYPTED WITH-Klausel nicht in der Spaltendefinition angeben.
  • Wenn die Spalte derzeit verschlüsselt ist, wird sie erneut verschlüsselt, wenn Sie die ENCRYPTED WITH-Klausel angeben und der angegebene Spaltenverschlüsselungstyp oder der Spaltenverschlüsselungsschlüssel nicht mit dem aktuell verwendeten Verschlüsselungstyp oder dem Spaltenverschlüsselungsschlüssel identisch ist.

Hinweis

Kryptografische Vorgänge können nicht mit anderen Änderungen in einer einzigen ALTER TABLE/ALTER COLUMN-Anweisung kombiniert werden, es sei denn, Sie ändern die Spalte in NULL oder NOT NULL oder ändern eine Sortierung. Beispiel: Sie können nicht in einer einzigen ALTER TABLE/ALTER COLUMN-Transact-SQL-Anweisung eine Spalte verschlüsseln UND den Datentyp der Spalte ändern. Sie müssen zwei separate Anweisungen verwenden.

Wie jede Abfrage, die eine serverseitige Secure Enclave verwendet, muss eine ALTER TABLE/ALTER COLUMN-Anweisung, die eine direkte Verschlüsselung auslöst, über eine Verbindung mit aktiviertem Always Encrypted und aktivierten Enclave-Berechnungen gesendet werden.

Im weiteren Verlauf dieses Artikels wird beschrieben, wie Sie eine direkte Verschlüsselung mithilfe der ALTER TABLE/ALTER COLUMN-Anweisung aus SQL Server Management Studio auslösen. Alternativ können Sie ALTER TABLE/ALTER COLUMN aus Azure Data Studio oder Ihrer Anwendung ausgeben.

Hinweis

Derzeit wird die Verwendung von ALTER TABLE/ALTER COLUMN für direkte Kryptografievorgänge vom Cmdlet Invoke-Sqlcmd im SqlServer-PowerShell-Modul und von sqlcmd nicht unterstützt.

Durchführen einer direkten Verschlüsselung mit Transact-SQL in SSMS

Voraussetzungen

Schritte

  1. Öffnen Sie ein Abfragefenster, für das Always Encrypted und Enclave-Berechnungen in der Datenbankverbindung aktiviert sind. Einzelheiten dazu finden Sie unter Aktivieren und Deaktivieren von Always Encrypted für eine Datenbankverbindung weiter unten.

  2. Geben Sie im Abfragefenster die Anweisung ALTER TABLE/ALTER COLUMN aus, um die Zielverschlüsselungskonfiguration für eine Spalte anzugeben, die Sie verschlüsseln, entschlüsseln oder erneut verschlüsseln möchten. Wenn Sie die Spalte verschlüsseln oder erneut verschlüsseln, verwenden Sie die ENCRYPTED WITH-Klausel. Wenn Ihre Spalte eine Zeichenfolgenspalte ist (z. B. char, varchar, nchar, nvarchar), müssen Sie möglicherweise auch die Sortierung in eine BIN2-Sortierung ändern.

    Hinweis

    Wenn Ihr Spaltenhauptschlüssel in Azure Key Vault gespeichert ist, werden Sie ggf. dazu aufgefordert, sich bei Azure anzumelden.

  3. Leeren Sie den Plancache für alle Batches und gespeicherten Prozeduren, die Zugriff auf die Tabelle haben, um die Informationen für die Parameterverschlüsselung zu aktualisieren.

    ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE;

    Hinweis

    Wenn Sie den Plan für die betroffene Abfrage nicht aus dem Cache entfernen, kann bei der ersten Abfrageausführung nach der Verschlüsselung ein Fehler auftreten.

    Verwenden Sie ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE oder DBCC FREEPROCCACHE, um den Plancache sorgfältig zu leeren, da dies zu einer vorübergehenden Verschlechterung der Abfrageleistung führen kann. Um die negativen Auswirkungen des Leerens des Caches zu minimieren, können Sie nur die Pläne für die betroffenen Abfragen selektiv entfernen.

  4. Rufen Sie sp_refresh_parameter_encryption auf, um die Metadaten für die Parameter jedes Moduls (Stored Procedure, Function, View, Trigger) zu aktualisieren, die in sys.parameters beibehalten werden und möglicherweise durch Verschlüsselung der Spalten ungültig wurden.

Beispiele

Direktes Verschlüsseln einer Spalte

Im Beispiel unten wird folgendes vorausgesetzt:

  • CEK1 ist ein Enclave-fähiger Spaltenverschlüsselungsschlüssel.
  • Die SSN-Spalte ist eine Klartextspalte und verwendet gegenwärtig die Standarddatenbanksortierung, also beispielsweise die Sortierung Latin1, Nicht-BIN2 (z. B. Latin1_General_CI_AI_KS_WS).

Die Anweisung verschlüsselt die SSN-Spalte mit einer Verschlüsselung nach dem Zufallsprinzip und dem Enclave-fähigen Spalten-Direktverschlüsselungsschlüssel. Außerdem wird die standardmäßige Datenbanksortierung mit der entsprechenden (in der gleichen Codepage) BIN2-Sortierung überschrieben.

Der Vorgang erfolgt online (ONLINE = ON). Beachten Sie auch den Aufruf von ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE, der die Pläne der Abfragen neu erstellt, die von der Änderung des Tabellenschemas betroffen sind.

ALTER TABLE [dbo].[Employees]
ALTER COLUMN [SSN] [char](11) COLLATE Latin1_General_BIN2
ENCRYPTED WITH (COLUMN_ENCRYPTION_KEY = [CEK1], ENCRYPTION_TYPE = Deterministic, ALGORITHM = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256') NOT NULL
WITH
(ONLINE = ON);
GO
ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE;
GO

Erneutes direktes Verschlüsseln einer Spalte, um den Verschlüsselungstyp zu ändern

Im Beispiel unten wird folgendes vorausgesetzt:

  • Die SSN-Spalte wird mit einer deterministischen Verschlüsselung und einem Enclave-fähigen Spaltenverschlüsselungsschlüssel, CEK1, verschlüsselt.
  • Die aktuelle Sortierung, die auf Spaltenebene festgelegt wird, ist Latin1_General_BIN2.

Mit der folgenden Anweisung wird die Spalte mithilfe der Verschlüsselung nach dem Zufallsprinzip und demselben Schlüssel (CEK1) erneut verschlüsselt.

ALTER TABLE [dbo].[Employees]
ALTER COLUMN [SSN] [char](11) COLLATE Latin1_General_BIN2
ENCRYPTED WITH (COLUMN_ENCRYPTION_KEY = [CEK1]
, ENCRYPTION_TYPE = Randomized
, ALGORITHM = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256') NOT NULL;
GO
ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE;
GO

Erneutes direktes Verschlüsseln einer Spalte zum Rotieren eines Spaltenverschlüsselungsschlüssels

Im Beispiel unten wird folgendes vorausgesetzt:

  • Die SSN-Spalte wird mit einer der Verschlüsselung nach dem Zufallsprinzip und einem Enclave-fähigem Spaltenverschlüsselungsschlüssel, CEK1, verschlüsselt.
  • CEK2 ist ein Enclave-fähiger Spaltenverschlüsselungsschlüssel (der nicht mit CEK1 übereinstimmt).
  • Die aktuelle Sortierung, die auf Spaltenebene festgelegt wird, ist Latin1_General_BIN2.

Mit der folgenden Anweisung wird die Spalte mit CEK2 erneut verschlüsselt.

ALTER TABLE [dbo].[Employees]
ALTER COLUMN [SSN] [char](11) COLLATE Latin1_General_BIN2
ENCRYPTED WITH (COLUMN_ENCRYPTION_KEY = [CEK2]
, ENCRYPTION_TYPE = Randomized
, ALGORITHM = 'AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256') NOT NULL;
GO
ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE;
GO

Direkte Entschlüsselung einer Spalte

Im Beispiel unten wird folgendes vorausgesetzt:

  • Die SSN-Spalte wird mit einem Enclave-fähigen Spaltenverschlüsselungsschlüssel verschlüsselt.
  • Die aktuelle Sortierung, die auf Spaltenebene festgelegt wird, ist Latin1_General_BIN2.

Mit der folgenden Anweisung wird die Spalte entschlüsselt, und die Sortierung bleibt unverändert. Alternativ können Sie auch die Sortierung ändern. Ändern Sie beispielsweise die Sortierung in eine Nicht-BIN2-Sortierung in derselben Anweisung.

ALTER TABLE [dbo].[Employees]
ALTER COLUMN [SSN] [char](11) COLLATE Latin1_General_BIN2
WITH (ONLINE = ON);
GO
ALTER DATABASE SCOPED CONFIGURATION CLEAR PROCEDURE_CACHE;
GO

Nächste Schritte

Weitere Informationen