在資料表和欄位層級加密資料的範例

存在資料庫裡的資訊，對公司來說通常超級有價值。但很可惜，這些資料對壞人來說也很有吸引力。所以我們才要考慮加密——這是保護資料不被亂看的一種方法。

加密可以保護機密資訊：像是密碼、信用卡號或個人資料。它也有助於遵守各種法律規定，比如 GDPR 或 HIPAA。如果真的發生資料外洩，加密過的資料會難很多被利用，這樣損失就小很多。

PostgreSQL 有很方便的對稱式加密函式。用 pgp_sym_encrypt(data, key) 你可以把資料加密，然後用 pgp_sym_decrypt(encrypted_data, key) 和同一把 key 把它解開。很簡單，也很安全。

加密資料的範例

步驟 1：建立資料表

我們來建立一個 users 資料表，裡面有個欄位要存加密過的電話號碼：

-- 建立有加密資料欄位的資料表
CREATE TABLE users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    username TEXT NOT NULL,
    phone_encrypted BYTEA -- 這裡會存加密過的電話號碼
);

步驟 2：加密後新增資料

現在我們加一個使用者，把他的電話號碼加密存進去：

-- 加密後插入資料
INSERT INTO users (username, phone_encrypted)
VALUES ('john_doe', pgp_sym_encrypt('123-456-7890', 'my_secret_key'));

注意我們用 pgp_sym_encrypt 這個函式。my_secret_key 就是我們的對稱式 key。實際上 key 要設得很複雜，而且要好好保護。

步驟 3：解密後查詢資料

要存取資料時，我們可以把它解密：

-- 解密後查詢資料
SELECT 
    username, 
    pgp_sym_decrypt(phone_encrypted, 'my_secret_key') AS phone
FROM users;

如果 key 是對的，你就會看到原本的電話號碼。

進階：在現有資料表加上加密

如果資料表已經存在，我們想開始加密其中一個欄位的資料怎麼辦？來看個例子。

步驟 1：新增欄位

假設我們有個 customers 資料表，想要加密信用卡號的欄位：

-- 新增加密資料欄位
ALTER TABLE customers ADD COLUMN card_number_encrypted BYTEA;

步驟 2：把資料加密搬到新欄位

我們把現有資料加密後搬到新欄位：

-- 加密資料並搬到新欄位
UPDATE customers
SET card_number_encrypted = pgp_sym_encrypt(card_number, 'my_other_secret_key');

步驟 3：刪除未加密欄位

加密完資料後，就可以把舊的欄位刪掉：

-- 刪除舊的未加密欄位
ALTER TABLE customers DROP COLUMN card_number;

現在資料已經被加密保護，只有有 key 的人才看得到。

操作加密資料時要注意什麼

處理加密欄位時有幾個重點：

資料型態：

• 加密後的值會用二進位格式 (BYTEA) 存，不是人看得懂的字串。
• 查詢時要用解密函式。

搜尋和篩選：

• 不能直接用加密資料查詢，比如：

  SELECT * FROM users WHERE phone_encrypted = '123-456-7890'; -- 不會動！

• 要查詢的話，可以先解密再比對：

  SELECT *
  FROM users
  WHERE pgp_sym_decrypt(phone_encrypted, 'my_secret_key') = '123-456-7890';

效能：

加密和解密會讓查詢變慢。只在真的需要的地方用就好。

實際情境：保護密碼

存密碼是最常見的加密任務之一。千萬不要把密碼明文存（超爛的做法），應該要用雜湊。

用 pgcrypto 雜湊密碼

我們會用 crypt() 這個函式來安全雜湊密碼：

-- 插入資料時雜湊密碼
INSERT INTO users (username, phone_encrypted)
VALUES ('alice', crypt('my_secure_password', gen_salt('bf')));

這裡 gen_salt('bf') 會產生雜湊密碼用的 salt。

要驗證密碼時，比對雜湊值就好：

-- 比對雜湊密碼
SELECT username
FROM users
WHERE crypt('my_secure_password', phone_encrypted) = phone_encrypted;

安全小撇步

1. key 要分開存：

千萬不要把對稱式 key 跟加密資料放在同一個資料庫。

2. key 要設複雜一點：

像 "123" 這種簡單 key 很容易被猜到。

3. 定期換 key：

為了防止資料外洩，建議定期換 key，然後把資料重新加密。