Mongodb数据库加密存储(python)

需求：　

　　不知道大家有没有遇到过这样的需求：自己的服务器出于对数据库安全的保护，需要对存储的数据进行加密保护。这样万一数据库被人拿到，别人也不能拿到数据库里面的内容。这里还有一个前提：前端的展示页面是不对外公开的，需要验证才能进入。为什么提这个，就是因为前端所展现的内容一定是明文的，不然管理人员如何阅读查看呢（这也给爬虫留下了机会，不过关键还是在于你能够拿到管理人员的密码）。

背景介绍：

　　系统数据库采用的是Mongodb；
　　后台使用的语言是Python；
　　python与数据库的交互主要借助于Pymongo。

寻找突破口：

　　从这里面我们大概可以发现有两个地方可以下手：

每次进行数据库操作的时候对数据进行加解密操作。具体来说就是：增删改查之前对数据进行加密（这样才能在数据库中找到），查找之后对数据进行解密（这样才能得到明文的内容进行展示）；
修改与数据库进行交互的库Pymongo，让其实现加密存储，解密读取。

　　比较下两种方法的优缺点：

　　第一种方案：实现很简单，但不适合大项目。项目一旦大了，对数据库的操作不太可能完全通过某个数据库操作模块来实现，这样修改起来就很麻烦了；

　　第二种方案：对业务逻辑是透明的。并不需要对网站代码进行修改，但需要对pymongo的源码进行分析，找出增删改查相应的关键点，在这些关键点上进行加解密操作。

　　由于自己的项目确实不小，存在很多模块。所以选择了第二种方案。

具体步骤：

实现加解密函数库

　　　　既然需要用到加解密操作，那么显然需要实现自己的加解密函数。具体实现中我使用了pycrypto加密库，利用其中的AES加密算法对文档进行加解密。加解密过程不难，利用里递归实现，代码实现如下：

 1 from Crypto.Cipher import AES
 2 import bson
 3 from bson.binary import Binary, UUIDLegacy
 4 from pymongo import config
 5 
 6 key = config.key
 7 
 8 obj = AES.new(key)
 9 
10 def encrypt_helper(s):
11     length = 16 - (len(s) % 16)
12     s += chr(length) * length
13     s = obj.encrypt(s)
14     s = Binary(s, 1)
15     return s
16 
17 def decrypt_helper(s):
18     s = obj.decrypt(s)
19     buf = bytearray(s)
20     length = buf[-1]
21     s = s[: -length]
22     return s
23 
24 def encrypt_doc(doc):
25     if isinstance(doc, str):
26         return encrypt_helper(doc)
27     if isinstance(doc, dict):
28         for key in doc:
29             if cmp(key, "channel") != 0:
30                 doc[key] = encrypt_doc(doc[key])
31         return doc
32 
33     if isinstance(doc, list):
34         for i in range(len(doc)):
35             doc[i] = encrypt_doc(doc[i])
36         return doc
37     return doc
38 
39 
40 def decrypt_doc(doc):
41     if isinstance(doc, Binary):
42         return decrypt_helper(doc)
43     if isinstance(doc, dict):
44         temp_doc = {}
45         for key in doc:
46             #version 1
47             #doc[key] = decrypt_doc(doc[key])
48 
49             #version 2
50             temp_doc[str(key)] = decrypt_doc(doc[key])
51         doc = temp_doc
52         return doc
53 
54     if isinstance(doc, list):
55         for i in range(len(doc)):
56             doc[i] = decrypt_doc(doc[i])
57         return doc
58     return doc

View Code

　　2. 找到pymongo中进行增删改查操作的代码并插入加解密的操作

　　　　经过研读pymongo的代码发现，增删改查的操作主要是在两个文件里面进行的：collection.py，cursor.py。所以在实现过程中，我只对这两个文件的相关部分进行了修改（注意，我使用pymongo版本是2.7，如果使用其他版本的可能会有差别）。

　　　　我就简单列举一下我修改的函数吧，大家有兴趣可以上github具体查看下整个实现：

- 　collection.py：
  - insert
  - update
  - find_one
  - remove
  - aggregate
- 　cursor.py
  - __getitem__
  - __send_message

　　　　有兴趣的可以看看代码，github地址：https://github.com/ybAmazing/encrypt_pymongo

思考和总结

　　这个功能的必要性，我自己是持怀疑态度的。由于对黑客技术也不是很了解，也说不出个所以然来。大家如果有什么想法或建议的，可以留言，相互交流学习一下。