아티클
09/27/2010

TDE(Transparent Data Encryption) 이해

보안 시스템 디자인, 중요한 자산 암호화 및 데이터베이스 서버에 대한 방화벽 구축과 같은 데이터베이스의 보안을 설정하기 위해 여러 가지 예방 조치를 취할 수 있습니다. 그러나 물리적 미디어(예: 드라이브 또는 백업 테이프)를 도난 당한 경우 악의적인 사용자가 데이터베이스를 복원하거나 연결하여 데이터를 찾아볼 수 있습니다. 한 가지 해결 방법은 데이터베이스의 중요한 데이터를 암호화하고 인증서와 함께 데이터를 암호화하는 데 사용된 키를 보호하는 것입니다. 이 경우 키가 없으면 누구도 데이터를 사용할 수 없지만 이러한 보호 방법은 사전에 계획해야 합니다.

TDE(투명한 데이터 암호화)를 통해 데이터 및 로그 파일의 실시간 I/O 암호화 및 암호 해독을 수행합니다. 이 암호화에서는 DEK(데이터베이스 암호화 키)를 사용하며 이 키는 복구하는 동안 사용할 수 있도록 데이터베이스 부트 레코드에 저장됩니다. DEK는 서버의 master 데이터베이스에 저장된 인증서 또는 EKM 모듈로 보호되는 비대칭 키를 사용하여 보호되는 대칭 키입니다. TDE는 데이터 및 로그 파일을 의미하는 "유휴" 데이터를 보호하고 다양한 업계에서 확립된 법, 규정 및 지침에 부합하는 기능을 제공합니다. 이를 통해 소프트웨어 개발자는 AES 및 3DES 암호화 알고리즘을 사용하여 기존의 응용 프로그램을 변경하지 않고 데이터를 암호화할 수 있습니다.

중요
TDE에서는 통신 채널을 통한 암호화를 제공하지 않습니다. 통신 채널을 통해 데이터를 암호화하는 방법은 SQL Server 연결 암호화를 참조하십시오.

보안이 설정된 후 올바른 인증서를 사용하여 데이터베이스를 복원할 수 있습니다. 인증서에 대한 자세한 내용은 SQL Server 인증서 및 비대칭 키를 참조하십시오.

[!참고]

TDE를 설정할 경우 인증서 및 인증서와 연결된 개인 키를 즉시 백업해야 합니다. 인증서를 사용할 수 없게 되거나 다른 서버에서 데이터베이스를 복원하거나 연결해야 할 경우 인증서와 개인 키의 백업본이 있어야 합니다. 그렇지 않으면 데이터베이스를 열 수 없습니다. 데이터베이스에서 TDE를 해제하더라도 인증서 또는 비동기 암호화는 그대로 유지해야 합니다. 데이터베이스가 암호화되지 않더라도 데이터베이스 암호화 키는 데이터베이스에 그대로 유지될 수 있으며, 일부 작업의 경우 암호화 키를 사용해야 할 수 있습니다.

데이터베이스 파일 암호화는 페이지 수준에서 수행됩니다. 암호화된 데이터베이스의 페이지는 암호화된 후 디스크에 작성되고 메모리로 읽어 들일 때 암호가 해독됩니다. TDE로 암호화된 데이터베이스의 크기가 증가되지는 않습니다. 데이터베이스 페이지에 대한 자세한 내용은 페이지 및 익스텐트 이해를 참조하십시오.

다음 그림에서는 TDE 암호화의 아키텍처를 보여 줍니다.

이 항목에서 설명하는 계층 표시

투명한 데이터 암호화 사용

TDE를 사용하려면 다음 단계를 수행합니다.

마스터 키 만들기
마스터 키로 보호되는 인증서를 만들거나 얻기
데이터베이스 암호화 키를 만들고 인증서로 키 보호
암호화를 사용하도록 데이터베이스 설정

다음 예에서는 MyServerCert라는 서버에 설치된 인증서를 사용하여 AdventureWorks 데이터베이스를 암호화하고 암호를 해독하는 방법을 보여 줍니다.

USE master;
GO
CREATE MASTER KEY ENCRYPTION BY PASSWORD = '<UseStrongPasswordHere>';
go
CREATE CERTIFICATE MyServerCert WITH SUBJECT = 'My DEK Certificate'
go
USE AdventureWorks
GO
CREATE DATABASE ENCRYPTION KEY
WITH ALGORITHM = AES_128
ENCRYPTION BY SERVER CERTIFICATE MyServerCert
GO
ALTER DATABASE AdventureWorks
SET ENCRYPTION ON
GO

암호화 및 암호 해독 작업은 SQL Server에 의해 백그라운드 스레드로 예약됩니다. 이 항목의 뒷부분에 나오는 카탈로그 뷰 및 동적 관리 뷰를 사용하여 이러한 작업의 상태를 볼 수 있습니다.

주의
TDE가 사용된 데이터베이스의 백업 파일도 데이터베이스 암호화 키를 사용하여 암호화됩니다. 따라서 이러한 백업 파일을 복원하려면 데이터베이스 암호화 키를 보호하는 인증서를 사용할 수 있어야 합니다. 즉, 데이터베이스 백업뿐만 아니라 데이터 손실을 방지하기 위해 서버 인증서의 백업도 유지 관리해야 합니다. 인증서를 더 이상 사용할 수 없을 경우 데이터 손실이 발생합니다. 자세한 내용은 SQL Server 인증서 및 비대칭 키를 참조하십시오.

TDE가 사용된 데이터베이스의 백업 파일도 데이터베이스 암호화 키를 사용하여 암호화됩니다. 따라서 이러한 백업 파일을 복원하려면 데이터베이스 암호화 키를 보호하는 인증서를 사용할 수 있어야 합니다. 즉, 데이터베이스 백업뿐만 아니라 데이터 손실을 방지하기 위해 서버 인증서의 백업도 유지 관리해야 합니다. 인증서를 더 이상 사용할 수 없을 경우 데이터 손실이 발생합니다. 자세한 내용은 SQL Server 인증서 및 비대칭 키를 참조하십시오.

명령 및 함수

TDE 인증서는 다음 문에서 수락된 데이터베이스 마스터 키로 암호화되어야 합니다. 이 인증서가 암호만으로 암호화되면 문에서는 암호기로서 이것을 거부합니다.

중요
TDE에서 인증서가 사용된 후 암호로 보호되도록 인증서가 변경되면 다시 시작한 다음에는 데이터베이스에 액세스할 수 없게 됩니다.

다음 표에서는 TDE 명령 및 함수에 대한 링크와 설명을 제공합니다.

명령 또는 함수	용도
CREATE DATABASE ENCRYPTION KEY(Transact-SQL)	데이터베이스 암호화에 사용할 키를 만듭니다.
ALTER DATABASE ENCRYPTION KEY(Transact-SQL)	데이터베이스 암호화에 사용할 키를 변경합니다.
DROP DATABASE ENCRYPTION KEY(Transact-SQL)	데이터베이스 암호화에 사용한 키를 제거합니다.
ALTER DATABASE SET 옵션(Transact-SQL)	TDE를 설정하는 데 사용된 ALTER DATABASE 옵션에 대해 설명합니다.

카탈로그 뷰 및 동적 관리 뷰

다음 표에서는 TDE 카탈로그 뷰 및 동적 관리 뷰를 보여 줍니다.

카탈로그 뷰 또는 동적 관리 뷰	용도
sys.databases(Transact-SQL)	데이터베이스 정보를 보여 주는 카탈로그 뷰입니다.
sys.certificates(Transact-SQL)	데이터베이스의 인증서를 보여 주는 카탈로그 뷰입니다.
sys.dm_database_encryption_keys(Transact-SQL)	데이터베이스에 사용된 암호화 키 및 데이터베이스 암호화의 상태에 대한 정보를 보여 주는 동적 관리 뷰입니다.

사용 권한

위에 표시된 표에서 설명한 것처럼 TDE의 기능 및 명령에는 각각의 사용 권한 요구 사항이 있습니다.

TDE와 관련된 메타데이터를 보려면 인증서에 대한 VIEW DEFINITION 권한이 필요합니다. 자세한 내용은 VIEW DEFINITION 권한을 참조하십시오.

고려 사항

처리 중인 데이터베이스 암호화 작업에 대해 재암호화를 검색하는 동안에는 데이터베이스에 대한 유지 관리 작업이 비활성화됩니다. 데이터베이스에 단일 사용자 모드 설정을 사용하여 유지 관리 작업을 수행할 수 있습니다. 자세한 내용은 방법: 데이터베이스를 단일 사용자 모드로 설정(SQL Server Management Studio)을 참조하십시오.

sys.dm_database_encryption_keys 동적 관리 뷰를 사용하여 데이터베이스 암호화의 상태를 찾을 수 있습니다. 자세한 내용은 이 항목의 앞부분에 나오는 "카탈로그 뷰 및 동적 관리 뷰"섹션을 참조하십시오.

TDE에서는 데이터베이스의 모든 파일 및 파일 그룹이 암호화됩니다. 데이터베이스에 READ ONLY로 표시된 파일 그룹이 있는 경우 데이터베이스 암호화 작업이 실패합니다.

데이터베이스가 데이터베이스 미러링이나 로그 전달에 사용되고 있을 경우 두 데이터베이스 모두 암호화됩니다. 로그 트랜잭션은 암호화되어 전송됩니다.

중요
새로운 전체 텍스트 인덱스는 데이터베이스에 암호화가 설정될 때 암호화됩니다. 이전에 작성된 전체 텍스트 인덱스는 업그레이드 중에 가져올 수 있으며 일단 SQL Server에 로드된 데이터는 TDE로 암호화됩니다. 한 열의 전체 텍스트 인덱스를 사용하도록 설정하면 전체 텍스트 인덱싱 검색 중에 열 데이터가 디스크에 일반 텍스트로 기록될 수 있습니다. 따라서 암호화된 중요 데이터에 대해서는 전체 텍스트 인덱스를 만들지 않는 것이 좋습니다.

새로운 전체 텍스트 인덱스는 데이터베이스에 암호화가 설정될 때 암호화됩니다. 이전에 작성된 전체 텍스트 인덱스는 업그레이드 중에 가져올 수 있으며 일단 SQL Server에 로드된 데이터는 TDE로 암호화됩니다. 한 열의 전체 텍스트 인덱스를 사용하도록 설정하면 전체 텍스트 인덱싱 검색 중에 열 데이터가 디스크에 일반 텍스트로 기록될 수 있습니다. 따라서 암호화된 중요 데이터에 대해서는 전체 텍스트 인덱스를 만들지 않는 것이 좋습니다.

암호화된 데이터는 암호화되지 않은 데이터보다 압축률이 크게 낮습니다. TDE를 사용하여 데이터베이스를 암호화하는 경우 백업 압축을 통해 백업 저장소를 크게 압축하지 못할 수 있습니다. 따라서 TDE와 백업 압축을 함께 사용하지 않는 것이 좋습니다.

제한 사항

초기 데이터베이스 암호화, 키 변경 또는 데이터베이스 암호 해독 중에는 다음 작업을 수행할 수 없습니다.

데이터베이스의 파일 그룹에서 파일 삭제
데이터베이스 삭제
데이터베이스를 오프라인으로 설정
데이터베이스 분리
데이터베이스 또는 파일 그룹을 READ ONLY 상태로 전환

CREATE DATABASE ENCRYPTION KEY, ALTER DATABASE ENCRYPTION KEY, DROP DATABASE ENCRYPTION KEY 또는 ALTER DATABASE...SET ENCRYPTION 문 실행 중에는 다음 작업을 수행할 수 없습니다.

데이터베이스의 파일 그룹에서 파일 삭제
데이터베이스 삭제
데이터베이스를 오프라인으로 설정
데이터베이스 분리
데이터베이스 또는 파일 그룹을 READ ONLY 상태로 전환
ALTER DATABASE 명령 사용
데이터베이스 또는 데이터베이스 파일 백업 시작
데이터베이스 또는 데이터베이스 파일 복원 시작
스냅숏 만들기

다음 작업 또는 상태에서는 CREATE DATABASE ENCRYPTION KEY, ALTER DATABASE ENCRYPTION KEY, DROP DATABASE ENCRYPTION KEY 또는 ALTER DATABASE...SET ENCRYPTION 문을 실행할 수 없습니다.

데이터베이스가 읽기 전용이거나 데이터베이스에 읽기 전용 파일 그룹이 포함된 경우
ALTER DATABASE 명령이 실행 중인 경우
데이터 백업이 실행 중인 경우
데이터베이스가 오프라인이거나 복원 상태인 경우
스냅숏이 진행 중인 경우
데이터베이스 유지 관리 태스크

투명한 데이터 암호화 및 트랜잭션 로그

TDE를 사용하도록 데이터베이스를 설정하면 가상 트랜잭션 로그의 남은 부분을 비우는 효과가 있어서 다음 가상 트랜잭션 로그를 강제로 실행할 수 있습니다. 이렇게 하면 데이터베이스에 암호화가 설정된 후 트랜잭션 로그에 남아 있는 일반 텍스트가 없습니다. 이 예에서와 같이 sys.dm_database_encryption_keys 뷰의 encryption_state 열을 확인하여 로그 파일 암호화의 상태를 찾을 수 있습니다.

USE AdventureWorks;
GO
/* The value 3 represents an encrypted state 
   on the database and transaction logs. */
SELECT *
FROM sys.dm_database_encryption_keys
WHERE encryption_state = 3;
GO

SQL Server 로그 파일 아키텍처에 대한 자세한 내용은 트랜잭션 로그 물리 아키텍처를 참조하십시오.

데이터베이스 암호화 키를 변경하기 전에 트랜잭션 로그에 작성된 모든 데이터는 이전 데이터베이스 암호화 키를 사용하여 암호화됩니다.

데이터베이스 암호화 키를 두 번 수정한 후 다시 데이터베이스 암호화 키를 수정하려면 먼저 로그 백업을 수행해야 합니다.

투명한 데이터 암호화 및 tempdb 시스템 데이터베이스

SQL Server 인스턴스에 TDE를 사용하여 암호화된 다른 데이터베이스가 있으면 tempdb 시스템 데이터베이스가 암호화됩니다. 이로 인해 동일한 SQL Server 인스턴스의 암호화되지 않은 데이터베이스의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. tempdb 시스템 데이터베이스에 대한 자세한 내용은 tempdb 데이터베이스를 참조하십시오.

투명한 데이터 암호화 및 복제

복제를 수행해도 암호화된 형식의 TDE 설정 데이터베이스에 있는 데이터는 자동으로 복제되지 않습니다. 배포 및 구독자 데이터베이스를 보호하려면 TDE를 개별적으로 설정해야 합니다. 트랜잭션 및 병합 복제를 위한 데이터의 초기 배포뿐만 아니라 스냅숏 복제도 암호화되지 않은 중간 파일(예: bcp 파일)에 데이터를 저장할 수 있습니다. 트랜잭션 또는 병합 복제 중에 통신 채널을 보호하도록 암호화를 설정할 수 있습니다. 자세한 내용은 방법: 데이터베이스 엔진에 암호화 연결 사용(SQL Server 구성 관리자)을 참조하십시오.