Реалізація шифрування персональних даних на сайті

Впровадження шифрування персональних даних на сайті

Шифрування персональних даних (ПДн) у базі даних - обов'язковий елемент захисту при обробці чутливої інформації. Навіть при компрометації БД зловмисник отримує зашифровані дані, непридатні без ключів.

Що та як шифрувати

Дані, які вимагають шифрування:

• ІНН, СНІЛС, серія/номер паспорта
• Медичні дані, діагнози
• Фінансові дані, номери карт
• Біометрія

Дані, які треба лише хешувати (необоротньо):

• Паролі → bcrypt, Argon2id
• Секретні токени, API-ключі

Дані, які потребують пошуку:

• Вимагають детерміністичного шифрування або токенізації

Алгоритми шифрування

AES-256-GCM — симетричне шифрування з аутентифікацією. Стандарт для шифрування даних у спокої.

RSA-OAEP — асиметричне. Використовується для шифрування симетричних ключів.

ChaCha20-Poly1305 — альтернатива AES на платформах без апаратного прискорення AES.

Шифрування на рівні додатку (Laravel)

class EncryptedCast implements CastsAttributes
{
    public function get($model, string $key, $value, array $attributes): ?string
    {
        if (is_null($value)) return null;
        try {
            return Crypt::decryptString($value);
        } catch (DecryptException) {
            return null;
        }
    }

    public function set($model, string $key, $value, array $attributes): ?string
    {
        if (is_null($value)) return null;
        return Crypt::encryptString($value);
    }
}

class Patient extends Model
{
    protected $casts = [
        'passport_number' => EncryptedCast::class,
        'medical_notes'   => EncryptedCast::class,
        'snils'           => EncryptedCast::class,
    ];
}

$patient->passport_number = '4510 123456';
$decrypted = $patient->passport_number;

Управління ключами

HashiCorp Vault:

$vault = new Vault([
    'address' => 'https://vault.internal:8200',
    'token'   => env('VAULT_TOKEN'),
]);

$keyData = $vault->read('secret/data/app-encryption-key');
$encryptionKey = $keyData['data']['key'];

AWS KMS:

$kms = new KmsClient(['region' => 'eu-west-1']);

$result = $kms->encrypt([
    'KeyId'     => 'arn:aws:kms:eu-west-1:123456:key/abc-123',
    'Plaintext' => $sensitiveData,
]);

$encryptedData = base64_encode($result['CiphertextBlob']);

Envelope Encryption — найкраща практика: дані шифруються Data Encryption Key (DEK), DEK шифруються Key Encryption Key (KEK), KEK зберігається в KMS/Vault.

Детерміністичне шифрування для пошуку

Звичайний AES-GCM генерує різний шифртекст для одного значення. Пошук по зашифрованому полю неможливий. Рішення:

Варіант 1: Хеш для пошуку + шифрування для зберігання:

class PersonalDataRepository
{
    public function findByPassport(string $passport): ?Patient
    {
        $hash = hash_hmac('sha256', $passport, config('app.search_key'));
        return Patient::where('passport_hash', $hash)->first();
    }

    public function store(string $passport): void
    {
        Patient::create([
            'passport_data' => Crypt::encryptString($passport),
            'passport_hash' => hash_hmac('sha256', $passport, config('app.search_key')),
        ]);
    }
}

Варіант 2: PostgreSQL pgcrypto:

INSERT INTO patients (passport)
VALUES (pgp_sym_encrypt('4510 123456', current_setting('app.encryption_key')));

SELECT pgp_sym_decrypt(passport::bytea, current_setting('app.encryption_key'))
FROM patients WHERE id = 1;

Ротація ключів

class RotateEncryptionKeyCommand extends Command
{
    public function handle(): void
    {
        $oldKey = config('app.old_encryption_key');
        $newKey = config('app.key');

        Patient::chunk(100, function ($patients) use ($oldKey, $newKey) {
            foreach ($patients as $patient) {
                $decrypted = Crypt::decryptString($patient->getRawOriginal('passport_number'));
                $patient->updateQuietly([
                    'passport_number' => Crypt::encryptString($decrypted),
                ]);
            }
        });
    }
}

Шифрування файлів

class EncryptedFileStorage
{
    public function store(UploadedFile $file): string
    {
        $content = file_get_contents($file->getPathname());
        $encrypted = Crypt::encrypt($content);

        $path = 'encrypted/' . Str::uuid() . '.enc';
        Storage::put($path, $encrypted);

        return $path;
    }

    public function retrieve(string $path): string
    {
        $encrypted = Storage::get($path);
        return Crypt::decrypt($encrypted);
    }
}

Тривалість реалізації

• Шифрування на рівні моделі (Cast) для основних полів: 2–3 дні
• Інтеграція Vault/KMS + envelope encryption: 5–7 днів
• Детерміністичне шифрування + пошук: +3 дні
• Ротація ключів + аудит доступу: +2–3 дні