在数字化时代，数据已成为组织运营和发展的核心资产，其中包含大量敏感信息，如用户的个人身份信息、财务数据、业务核心数据等。这些敏感数据一旦发生泄露、篡改或滥用，将给组织带来巨大的经济损失和声誉损害，甚至可能引发法律风险。因此，对敏感数据进行有效的加密存储与安全查询，成为数据安全保障体系中至关重要的环节。​

MyBatis-Plus 作为一款在持久层框架领域广泛应用的增工具，在简化数据库操作、提高开发效率方面展现出显著优势。将其与敏感数据加密技术相结合，能够在数据的存储和查询过程中构建起一道坚实的安全屏障，为天翼云环境下的敏感数据保护提供可靠的解决方案。本文将围绕基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据加密存储与查询方案展开详细探讨，旨在为相关技术实践提供参考。​

敏感数据加密存储与查询的需求分析​

敏感数据的​界定与点​

敏感数据是指一旦泄露、非法提供或滥用可能危害个人合法权益，或者影响组织正常运营和安全的信息。在天翼云的应用场景中，常见的敏感数据包括但不限于用户的姓名、身份证号码、电话号码、银行账号、交易记录、企业的商业机密、核心业务数据等。​

这些敏感数据具有以下特点：​

私密性要求高：此类数据通常仅允许特定授权人员在特定场景下访问，不允许公开传播。特

敏感性：一旦泄露，可能会对个人或组织造成严重后果，如个人信息被用于诈骗，企业商业机密泄露导致竞争力下降等。​

生命周期长：许多敏感数据需要长期存储，以满足业务运营、合规审计等需求，这就对其长期的安全性提出了更高要求。​

加密存储与查询的必要性​

随着数据安全相关法律法规的不断完善，如《数据安全法》《个人信息保护法》等，对敏感数据的保护提出了明确且严格的要求，组织必须采取有效的技术措施保障敏感数据的安全，否则将面临法律责任。​

从技术角度来看，天翼云环境虽然提供了一定的安全防护措施，但数据在存储和传输过程中仍面临诸多安全风险。例如，数据库可能遭受非法入侵，导致数据被窃取；在数据查询过程中，传输的数据可能被拦截篡改等。通过对敏感数据进行加密存储，可以确保即使数据被非法获取，未授权者也无法解读其内容；而实现安全的加密查询，则能够在保障数据机密性的同时，满足正常的业务查询需求。​

MyBatis-Plus 在敏感数据处理中的优势​

MyBatis-Plus 是在 MyBatis 基础上进行封装和扩展的持久层框架，它保留了 MyBatis 的灵活性和大功能，同时提供了更多便捷的特性，使其在敏感数据处理中具有独特的优势。​

简化数据访问层代码开发​

MyBatis-Plus 提供了通用的 CRUD 接口，开发者无需编写大量的 XML 映射文件和 SQL 语句，只需继承相应的接口，就可以快速实现对数据库的增删改查操作。这种简化的开发方式不仅提高了开发效率，还减少了因手动编写 SQL 而可能引入的安全漏洞，如 SQL 注入等。在敏感数据处理中，能够确保数据操作的规范性和安全性。​

大的拦截器机制​

MyBatis-Plus 的拦截器机制允许开发者在 SQL 执行的各个阶段进行拦截和处理，这为敏感数据的加密和解密提供了理想的切入点。例如，可以通过拦截器在数据插入和更新时对敏感字段进行自动加密，在数据查询时对加密的字段进行自动解密，实现了加密解密操作与业务逻辑的解耦，使得开发者可以专注于业务逻辑的实现，而无需在每个数据操作中手动处理加密解密过程。​

灵活的条件构造器​

在数据查询过程中，MyBatis-Plus 的条件构造器能够方便地构建复杂的查询条件。对于加密后的敏感数据查询，当需要基于加密字段进行查询时，利用条件构造器可以灵活地处理加密字段的查询逻辑，结合加密算法的特性，实现准确、安全的查询操作。​

敏感数据加密算法的选择​

选择合适的加密算法是实现敏感数据安全存储与查询的基础，不同的加密算法具有不同的特性，适用于不同的应用场景。在基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据处理方案中，需要合考虑加密算法的安全性、性能以及对查询操作的支持等因素。​

对称加密算法​

对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密算法，其优点是加密解密速度快，适合对大量数据进行加密处理。常见的对称加密算法有 AES 等。​

AES 算法具有较高的安全性，密钥长度可以选择 128 位、192 位或 256 位，能够有效抵抗各种攻击。在天翼云敏感数据加密中，对于需要频繁进行读写操作的敏感数据，如用户的交易记录等，采用 AES 算法可以在保证安全性的同时，满足业务对性能的要求。​

然而，对称加密算法的密钥管理是一个关键问题，一旦密钥泄露，所有加密的数据都将面临安全风险。因此，在使用对称加密算法时，需要建立完善的密钥管理机制，包括密钥的生成、分发、存储、更新和销毁等环节。​

非对称加密算法​

非对称加密算法使用一对密钥，即公钥和私钥，公钥可以公开，私钥则由用户自行保管。加密时使用公钥，解密时使用私钥，其安全性相对较高，但加密解密速度较慢，适合对少量数据进行加密，如密钥的加密传输等。常见的非对称加密算法有 RSA 等。​

在敏感数据处理中，非对称加密算法可以用于对称加密密钥的加密存储和传输，以提高密钥管理的安全性。例如，将对称加密的密钥用公钥加密后存储，在需要使用密钥时，用私钥解密得到对称密钥，再进行敏感数据的加密解密操作。​

哈希算法​

哈希算法是一种将任意长度的输入数据转换为固定长度输出的算法，其输出值称为哈希值。哈希算法具有单向性，即无法根据哈希值反推出原始数据，同时具有抗碰撞性，即不同的输入数据很难生成相同的哈希值。常见的哈希算法有 SHA - 256 等。​

哈希算法适用于对敏感数据进行完整性校验，以及对不需要解密的敏感数据进行处理，如用户密码的存储。在存储用户密码时，通常将密码经过哈希处理后存储，当用户登录时，将输入的密码进行同样的哈希处理，然后与存储的哈希值进行比对，以验证密码的正确性，避了密码明文存储带来的安全风险。​

在基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据加密存储与查询方案中，需要根据不同敏感数据的特点和业务需求，选择合适的加密算法或组合使用多种加密算法，以达到最佳的安全效果和性能表现。例如，对于需要频繁查询和更新的敏感数据采用 AES 对称加密算法，对于密钥的管理采用 RSA 非对称加密算法，对于用户密码等数据采用 SHA - 256 哈希算法。​

基于 MyBatis-Plus 的敏感数据加密存储方案设计​

整体架构设计​

基于 MyBatis-Plus 的敏感数据加密存储方案的整体架构主要包括数据访问层、加密处理层和存储层三个部分。​

数据访问层基于 MyBatis-Plus 实现，负责与数据库进行交互，处理数据的增删改查操作。加密处理层是方案的核心部分，通过 MyBatis-Plus 的拦截器机制实现对敏感数据的自动加密和解密，它包含加密算法实现、密钥管理等模块。存储层则是天翼云提供的数据库存储服务，用于存储加密后的敏感数据。​

当进行数据插入操作时，数据访问层接收到业务层传递的数据后，加密处理层通过拦截器对其中的敏感字段进行加密处理，然后将加密后的数据传递给存储层进行存储。当进行数据更新操作时，类似地，加密处理层对修改后的敏感数据进行加密，再由数据访问层将更新后的数据写入存储层。​

敏感字段的识别与标记​

为了实现对敏感数据的精准加密，需要先对敏感字段进行识别和标记。在实体类中，可以通过自定义注解的方式标记敏感字段，例如定义一个@SensitiveField注解，该注解可以指定加密算法、密钥等信息。​

通过这种方式，加密处理层可以通过实体类中的注解，识别出需要加密的敏感字段，并根据注解中指定的加密算法和密钥进行加密操作。​

基于拦截器的自动加密实现​

利用 MyBatis-Plus 的拦截器机制，实现对数据插入和更新操作的拦截，在数据写入数据库之前对敏感字段进行自动加密。​

首先，自定义一个加密拦截器，该拦截器需要实现 MyBatis 的Interceptor接口，并在intercept方法中编写加密处理逻辑。拦截器会拦截Executor的update方法，该方法用于处理数据的插入和更新操作。​

在拦截器中，通过解析 SQL 语句和参数，识别出包含敏感字段的实体对象。然后，遍历实体对象的字段，检查是否带有@SensitiveField注解。对于带有注解的敏感字段，根据注解中指定的加密算法和密钥，调用相应的加密方法进行加密处理，将加密后的值替换原始值，再执行后续的数据库操作。​

例如，当插入一条用户数据时，加密拦截器会拦截到插入操作，识别出idCard和phone字段是敏感字段，使用 AES 算法和指定的密钥对其进行加密，然后将加密后的idCard和phone值存入数据库。​

密钥管理机制​

密钥的安全管理是加密存储方案中至关重要的环节，直接关系到加密数据的安全性。在本方案中，采用以下密钥管理机制：​

密钥生成：使用安全的随机数生成器生成不同加密算法所需的密钥，确保密钥的随机性和不可预测性。例如，AES 算法的密钥可以通过符合安全标准的随机数生成工具生成。​

密钥存储：密钥不直接硬编码在代码中，而是存储在天翼云提供的安全存储服务中，如密钥管理服务。在需要使用密钥时，通过安全的方式从密钥管理服务中获取，使用完毕后及时销毁，避密钥在内存中长时间留存。​

密钥更新：定期对密钥进行更新，以降低密钥泄露带来的风险。密钥更新时，需要对已加密的数据进行重新加密，使用新的密钥存储，确保所有数据都使用最新的密钥进行保护。在更新过程中，需要做好数据的备份和校验，防止数据丢失或损坏。​

密钥访问控制：对密钥的访问进行严格的权限控制，只有经过授权的人员和服务才能获取和使用密钥。通过天翼云的身份认证和访问管理服务，实现对密钥访问的精细化控制，记录密钥的访问日志，以便进行审计和追溯。​

基于 MyBatis-Plus 的敏感数据加密查询方案设计​

加密查询的挑战​

加密存储确保了敏感数据在数据库中的安全性，但同时也给数据查询带来了挑战。由于数据在存储时已被加密，直接使用原始查询条件无法对加密字段进行有效查询。例如，当需要查询身份证号码为特定值的用户时，数据库中存储的是加密后的身份证号码，使用原始的身份证号码作为查询条件无法匹配到相应的数据。​

如果将加密操作放在业务层，先对查询条件进行加密，再将加密后的条件传入数据库进行查询，这种方式虽然可以实现查询，但存在一定的局限性。一方面，对于复杂的查询条件，如范围查询、模糊查询等，加密后的条件可能无法满足查询需求；另一方面，这种方式需要在业务代码中手动处理查询条件的加密，增加了开发工作量，且容易出现疏漏。​

基于拦截器的解密处理​

为了实现加密数据的正常查询，需要在查询操作中对加密字段进行解密处理。利用 MyBatis-Plus 的拦截器机制，自定义一个解密拦截器，拦截数据查询操作，在查询结果返回给业务层之前，对加密的敏感字段进行自动解密。​

解密拦截器实现Interceptor接口，拦截Executor的query方法。当查询操作执行完成后，获取查询结果集，遍历结果集中的实体对象，检查实体对象的字段是否带有@SensitiveField注解。对于带有注解的敏感字段，根据注解中指定的加密算法和密钥，调用相应的解密方法进行解密处理，将解密后的原始值替换加密后的值，再将处理后的结果返回给业务层。​

通过这种方式，业务层获取到的是解密后的原始数据，无需关心数据的解密过程，简化了业务逻辑的实现。​

支持多种查询方式的实现​

精确查询：对于需要精确匹配的查询，如根据身份证号码查询用户，在查询之前，加密处理层先对查询条件中的敏感字段进行加密，然后将加密后的条件传入数据库进行查询。由于数据库中存储的是加密后的敏感数据，因此可以实现精确匹配。例如，查询身份证号码为110101199001011234的用户时，先使用 AES 算法对该身份证号码进行加密，得到加密后的字符串，再用该字符串作为查询条件在数据库中查询，得到对应的用户记录后，通过解密拦截器解密返回。​

范围查询：范围查询对加密算法提出了更高的要求，需要加密算法支持同态性，即对加密后的数据进行运算，其结果解密后与对原始数据进行相同运算的结果一致。然而，大多数常用的对称加密算法和非对称加密算法不具备同态性，因此需要采用特殊的处理方式。一种可行的方案是使用有序加密技术，该技术能够保证加密后的数据仍然保持原始数据的顺序关系。在进行范围查询时，先对查询范围的上下限进行加密，然后使用加密后的上下限作为条件进行查询，从而实现对加密数据的范围查询。​

模糊查询：模糊查询通常需要对字段的部分内容进行匹配，由于加密后的数据是无序的二进制串或乱码，直接进行模糊查询难以实现。对于需要进行模糊查询的敏感字段，可以采用部分加密的方式，即只对字段中不需要进行模糊查询的部分进行加密，而保留需要查询的部分明文存储。例如，对于电话号码，可以只加密中间的几位数字，保留首尾数字明文存储，这样既保证了部分信息的安全性，又能够实现基于首尾数字的模糊查询。但这种方式需要权衡安全性和查询需求，确保保留的明文部分不会泄露敏感信息。​

方案的安全性与性能优化​

安全性保障措施​

传输安全：敏感数据在传输过程中，需要采用加密传输协议，如 SSL/TLS，确保数据在从业务层到数据访问层，以及从数据访问层到存储层的传输过程中不被窃取或篡改。天翼云提供了相应的安全通信服务，可以与方案无缝集成，保障数据传输的安全性。​

访问控制：通过天翼云的身份认证和访问管理服务，对数据库和应用服务进行严格的访问控制。为不同的用户和服务分配最小权限，即只授予其完成工作所必需的权限，避权限过大导致的安全风险。同时，对所有的访问操作进行日志记录，以便进行安全审计和事件追溯。

数据备份与恢复：定期对加密存储的敏感数据进行备份，备份数据同样需要进行加密处理，存储在安全的位置。制定完善的数据恢复策略，确保在数据发生丢失或损坏时，能够及时恢复数据，减少损失。备份和恢复过程需要进行严格的安全控制，防止备份数据泄露。​

防注入攻击：MyBatis-Plus 本身具有一定的防止 SQL 注入的能力，通过使用参数化查询等方式，避因 SQL 语句拼接而导致的注入漏洞。在方案设计中，进一步加对输入数据的校验和过滤，确保所有传入的数据都经过严格的检查，防止恶意数据注入数据库。​

性能优化策略​

加密解密缓存：对于频繁进行加密解密操作的敏感数据和密钥，可以引入缓存机制，将加密解密的结果或密钥缓存起来，减少重复计算和密钥获取的开销。例如，使用本地缓存或分布式缓存服务，缓存常用的加密密钥和加密后的敏感数据，在有效期内直接从缓存中获取，提高处理效率。但需要注意缓存的安全性，对缓存中的敏感信息进行加密存储，防止缓存泄露。

批量处理优化：当进行大量数据的插入、更新或查询操作时，采用批量处理的方式，减少与数据库的交互次数。MyBatis-Plus 提供了批量操作的接口，可以充分利用这些接口提高处理效率。在加密解密过程中，对批量数据进行集中处理，减少单次处理的 overhead，提高整体性能。​

算法优化：根据业务需求和数据特点，选择合适的加密算法和密钥长度。在保证安全性的前提下，优先选择加密解密速度较快的算法。例如，对于对性能要求较高的场景，选择 AES - 128 算法，而不是 AES - 256 算法，在安全性和性能之间取得衡。同时，对加密算法的实现进行优化，使用高效的加密库和方法，提高加密解密的速度。​

数据库索引优化​

对于加密字段的查询，由于加密后的值是随机的，传统的索引可能无法发挥作用，影响查询性能。为了解决这一问题，可以采用以下优化策略：​

一是针对加密后的字段建立索引。虽然加密后的值是随机的，但对于精确查询场景，建立索引仍然可以提高查询效率。在创建索引时，需要确保索引的建立不会泄露敏感信息，同时定期对索引进行维护和优化，以保证其查询性能。​

二是采用部分字段索引。对于采用部分加密方式的敏感字段，可以对保留的明文部分建立索引，利用明文部分的索引加速查询操作。例如，对于只加密中间几位的电话号码，对首尾的明文数字建立索引，能够在进行模糊查询时快速定位到相关数据。​

方案的实施与部署​

环境准备​

在实施基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据加密存储与查询方案之前，需要做好充分的环境准备工作。​

首先，确保天翼云环境中的服务器、数据库等基础设施已经搭建完成，并且配置满足方案的运行要求。数据库需要选择支持加密字段存储和查询的类型，同时确保数据库版本与 MyBatis-Plus 兼容。​

其次，搭建开发环境，安装必要的开发工具和依赖包。在项目中引入 MyBatis-Plus 的相关依赖，以及加密算法所需的库文件，确保开发环境能够正常编译和运行代码。​

最后，配置密钥管理服务，确保密钥能够安全地生成、存储和获取。在天翼云台上申请相应的密钥管理服务资源，并进行必要的配置，如访问权限设置、密钥存储策略等。​

部署流程​

方案的部署流程主要包括以下几个步骤：​

第一步，将开发完成的应用程序打包，生成可部署的安装包。在打包过程中，需要确保配置文件中的敏感信息，如数据库连接信息、密钥管理服务的访问等，已经进行了正确的配置，并且采用了安全的方式存储，避明文存储。​

第二步，将安装包上传至天翼云环境中的应用服务器，并进行安装部署。在部署过程中，按照应用程序的安装指南，完成数据库连接配置、服务启动等操作，确保应用程序能够正常连接到数据库和密钥管理服务。​

第三步，进行初始化操作，包括创建数据库表结构、初始化密钥等。根据方案设计的数据库表结构，在数据库中创建相应的表，确保表中的敏感字段能够存储加密后的数据。同时，通过密钥管理服务生成初始的加密密钥，并进行妥善存储。​

第四步，进行功能测试和性能测试。在部署完成后，对方案的各项功能进行全面测试，包括数据的加密存储、加密查询、解密处理等，确保功能正常。同时，对方案的性能进行测试，如加密解密的速度、查询响应时间等，根据测试结果进行必要的优化调整。​

第五步，正式上线运行。在测试通过后，将方案切换至正式运行状态，监控应用程序的运行情况，及时处理运行过程中出现的问题。同时，定期对方案进行安全审计和性能评估，确保方案能够长期稳定地运行。​

方案的优势与应用场景​

方案优势​

基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据加密存储与查询方案具有以下优势：​

一是安全性高。通过采用多种加密算法和严格的密钥管理机制，确保敏感数据在存储、传输和查询过程中的安全性，有效防止数据泄露和滥用。同时，方案具备完善的访问控制和安全审计功能，能够对数据的访问和操作进行全程监控和追溯。​

二是易用性。利用 MyBatis-Plus 的拦截器机制和通用 CRUD 接口，实现了加密解密操作与业务逻辑的解耦，开发者无需在业务代码中手动处理加密解密过程，降低了开发难度和工作量。同时，方案的部署和维护相对简单，便于推广和应用。​

三是灵活性好。方案支持多种加密算法和查询方式，可以根据不同的敏感数据特点和业务需求进行灵活配置和选择。对于不同类型的敏感数据，可以采用不同的加密策略，在保证安全性的同时，满足业务对查询性能的要求。​

四是兼容性高。方案基于 MyBatis-Plus 开发，能够与现有的 MyBatis 框架生态系统兼容，便于在已有项目中进行集成和扩展。同时，方案能够适应天翼云环境的各种基础设施和服务，具有良好的兼容性和可扩展性。​

应用场景​

该方案适用于各种需要对敏感数据进行保护的天翼云应用场景，主要包括以下几个方面：​

一是金融行业。金融行业涉及大量的用户财务数据，如银行账号、交易记录等，这些数据具有极高的敏感性。采用本方案可以对这些敏感数据进行加密存储和查询，确保数据的安全性，符合金融行业的监管要求。​

二是医疗行业。医疗行业中的患者病历、个人健康信息等属于敏感数据，需要严格保护。通过本方案可以对这些数据进行加密处理，防止数据泄露，保护患者的隐私权益。​

三是电子商务行业。电子商务台存储了大量的用户个人信息、交易记录等敏感数据，这些数据一旦泄露，将给用户和台带来严重损失。本方案能够为电子商务台提供可靠的敏感数据保护，保障台的正常运营和用户的信息安全。​

四是政府机构。政府机构在日常工作中会产生大量的敏感数据，如公民个人信息、政务机密等。采用本方案可以确保这些数据在存储和查询过程中的安全性，防止数据泄露，维护政府机构的公信力和家安全。​

总结与展望​

总结​

本文围绕基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据加密存储与查询方案展开了详细探讨，从需求分析、MyBatis-Plus 的优势、加密算法选择、方案设计、安全性与性能优化、实施部署到方案优势与应用场景等方面进行了全面阐述。​

方案通过利用 MyBatis-Plus 的拦截器机制和通用接口，实现了敏感数据的自动加密存储和加密查询，结合多种加密算法和严格的密钥管理机制，确保了敏感数据的安全性。同时，通过一系列的性能优化策略，提高了方案的运行效率，使其能够满足不同业务场景的需求。​

展望​

随着数据安全技术的不断发展和应用需求的不断变化，基于 MyBatis-Plus 的天翼云敏感数据加密存储与查询方案还有进一步优化和完善的空间。​

未来，可以进一步研究和应用更先进的加密算法，如全同态加密算法，以更好地支持复杂的查询操作，提高方案的灵活性和功能性。同时，加人工智能在密钥管理和安全监控中的应用，实现密钥的智能生成、更新和安全风险的自动识别与预警，提高方案的智能化水。​

此外，随着云计算技术的不断发展，天翼云环境将提供更多的安全服务和基础设施，方案可以进一步与这些服务和设施进行集成，构建更加全面、高效的敏感数据保护体系，为组织的数据安全提供更加有力的保障。