Protegiendo Datos Sensibles con Cifrado a Nivel de Campo (FLE)

Introducción

En el mundo digital actual, proteger los datos sensibles es más crítico que nunca. Las empresas se enfrentan a la abrumadora tarea de mantener segura la información privada, como la Información de Identificación Personal (PII), la Información de Salud Protegida (PHI), registros financieros y propiedad intelectual. No salvaguardar adecuadamente estos datos puede ocasionar consecuencias desastrosas, desde daños en la reputación hasta multas regulatorias considerables. Afortunadamente, el Cifrado a Nivel de Campo (FLE) ha emergido como una herramienta poderosa para ayudar a las empresas a cumplir con sus obligaciones de seguridad de datos. Este artículo analiza el Cifrado a Nivel de Campo.

Explica cómo funciona y sus ventajas. También cubre cómo implementarlo correctamente. Además, expone cómo el FLE ayuda a cumplir con las regulaciones.

¿Qué es el Cifrado a Nivel de Campo?

El FLE es una forma compleja de proteger datos. Encripta campos sensibles para evitar el acceso no autorizado, mientras que las aplicaciones y sistemas procesan los datos al mismo tiempo. El Cifrado a Nivel de Campo permite encriptar elementos de datos específicos en lugar de encriptar toda la base de datos o disco.

Los tipos comunes de datos asegurados con el Cifrado a Nivel de Campo incluyen:

• PII, como nombres, direcciones de correo electrónico, números telefónicos
• PHI, como números de registros médicos, diagnósticos, medicamentos
• Información financiera, como números de tarjetas de crédito y cuentas bancarias
• Datos empresariales confidenciales, como cifras de ventas, hojas de ruta de productos, contratos

Al dirigir de forma precisa la encriptación hacia los datos más sensibles mediante encriptación, el Cifrado a Nivel de Campo proporciona una seguridad robusta, minimizando los impactos en el rendimiento y preservando la funcionalidad de la aplicación. Empresas líderes como MongoDB y Amazon han incorporado capacidades de Cifrado a Nivel de Campo en sus ofertas.

Cómo Funciona el Cifrado a Nivel de Campo

El Cifrado a Nivel de Campo del lado del cliente (CSFLE) encripta los datos en el dispositivo del cliente. Esto se realiza antes de enviar los datos a través de la red y almacenarlos en una base de datos. El servidor devuelve los datos en forma encriptada para su desencriptación local cuando sea necesario.

El cliente utiliza una clave de encriptación para llevar a cabo la encriptación y desencriptación. En entornos de producción, almacene esta clave por separado en un servicio seguro de gestión de claves. Todos los clientes que puedan acceder a la base de datos subyacente solo verán texto cifrado en los campos encriptados. Para desencriptar, se requiere la posesión de la clave de encriptación.

Los métodos determinísticos encriptan campos, permitiendo a la vez que estos sean indexados y buscados. Los desarrolladores pueden crear índices en los campos encriptados de la misma forma que lo harían con datos en texto plano. El sistema agregará de manera automática los documentos recién insertados a los índices.

Para consultar la base de datos, el cliente encripta los términos de búsqueda antes de enviar la solicitud. La base de datos procesa la consulta y devuelve los resultados encriptados, que posteriormente el cliente desencripta. Este proceso es transparente para el usuario final.

Beneficios del Cifrado a Nivel de Campo

En comparación con otros enfoques, como el cifrado de toda la base de datos o disco, el Cifrado a Nivel de Campo ofrece varias ventajas clave:

1. Protección Específica: El Cifrado a Nivel de Campo permite controlar quién tiene acceso a datos sensibles encriptando a nivel de campo y documento. Incluso si un atacante compromete el servidor de la base de datos, el sistema operativo o la memoria del servidor, no podrá leer los datos encriptados.
2. Separación de Responsabilidades: Las arquitecturas de Cifrado a Nivel de Campo separan claramente las responsabilidades y accesos. Los administradores de servidores/base de datos pueden desempeñar sus funciones sin tener acceso a los datos sensibles. Los clientes mantienen el control sobre quién puede acceder a la información protegida.
3. Cumplimiento Normativo: La encriptación granular ayuda a satisfacer los requisitos de regulaciones de privacidad, como GDPR y HIPAA.

Estos beneficios en materia de seguridad se logran con un impacto mínimo en el rendimiento, usualmente inferior al 5-10% en cargas de trabajo con alta frecuencia de lecturas. Y para clientes/aplicaciones no autorizadas para acceder a los datos encriptados, no se nota ningún impacto en el rendimiento.

Mejores Prácticas

Si bien el FLE es una herramienta poderosa, introduce ciertas limitaciones que deben ser consideradas cuidadosamente:

• Los usuarios no pueden utilizar campos encriptados en informes, herramientas de inteligencia empresarial o funciones regulares de la aplicación sin desencriptarlos. Esto significa que dichos campos no se pueden buscar, mostrar o validar sin antes ser desencriptados.
• Los campos encriptados tienen una configurabilidad limitada (no se pueden definir valores predeterminados, listas desplegables, etc.).
• Los campos de texto tienen un tamaño máximo de 255 caracteres.
• La encriptación es unidireccional: no existe forma de revertir permanentemente un campo encriptado a texto plano.

Para tener éxito con el FLE, siga estas mejores prácticas:

1. Haga una copia de seguridad de su base de datos antes de encriptar cualquier campo, en caso de que surjan inconvenientes.
2. Utilice una clave de encriptación única para cada objeto y entorno (desarrollo, pruebas, producción).
3. Realice una copia de seguridad segura de las claves de encriptación.
4. Utilice nuevos campos personalizados para los datos encriptados, para evitar conflictos con la lógica existente de la aplicación.
5. Pruebe exhaustivamente la funcionalidad relacionada con los campos encriptados.

Ejemplo: Aquí hay un ejemplo sencillo de cómo consultar un campo “ssn” encriptado en MongoDB utilizando el cliente oficial de Node.js:

javascript

// Importar el MongoClient
const { MongoClient } = require('mongodb');
// Definir la clave maestra para la encriptación
const masterKey = 'mi-clave-secreta';
// Conectar a MongoDB con el cliente habilitado para encriptación
const secureClient = new MongoClient('mongodb://localhost:27017', {
  useNewUrlParser: true,
  useUnifiedTopology: true,
  autoEncryption: {
    keyVaultNamespace: 'encryption.__keyVault',
    kmsProviders: {
      local: { key: masterKey },
    },
  },
});
// Establecer la conexión con la base de datos
await secureClient.connect();
// Definir el objeto de consulta con el campo encriptado
const query = { ssn: '123-45-6789' };
// Ejecutar la consulta en la colección 'people' de la base de datos 'myDb'
const result = await secureClient.db('myDb').collection('people').find(query);
// Imprimir el resultado de la consulta
console.log(result);

En este ejemplo:

1. Se importa el MongoClient desde el controlador de MongoDB.
2. Se define la masterKey que se utilizará para la encriptación.
3. Se crea una nueva instancia de MongoClient con la encriptación habilitada, configurando las opciones autoEncryption. El keyVaultNamespace indica la ubicación de las claves de encriptación. Los kmsProviders indican el servicio de gestión de claves en uso, que en este caso es una clave local.
4. Se conecta a la base de datos MongoDB utilizando el cliente habilitado para encriptación.
5. Se define el objeto de consulta con el campo encriptado ssn.
6. Se ejecuta la consulta sobre la colección people de la base de datos myDb utilizando el método find.
7. Finalmente, se imprime el resultado de la consulta.

El cliente encripta automáticamente el objeto de consulta antes de enviarlo a MongoDB. Activar la encriptación solo requiere configurar el cliente con un proveedor de gestión de claves y habilitar la opción autoEncryption.

Conclusión

La seguridad de los datos es una prioridad crítica para las empresas modernas. El Cifrado a Nivel de Campo permite a las compañías controlar la encriptación de datos sensibles a nivel de campo. Esto contribuye a mejorar la seguridad de la información privada sin afectar la funcionalidad de la aplicación ni la experiencia del usuario. El FLE es fundamental para la protección de los datos cuando se implementa correctamente y se alinea con los objetivos de seguridad.

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