Реализация шифрования персональных данных на сайте

Реализация шифрования персональных данных на сайте

Шифрование персональных данных (ПДн) в базе данных — обязательный элемент защиты при обработке чувствительной информации. Даже при компрометации БД злоумышленник получает зашифрованные данные, непригодные без ключей.

Что и как шифровать

Данные, требующие шифрования:

• ИНН, СНИЛС, серия/номер паспорта
• Медицинские данные, диагнозы
• Финансовые данные, номера карт (кроме PCI DSS — там отдельный стандарт)
• Биометрия

Данные, которые нужно только хэшировать (необратимо):

• Пароли → bcrypt, Argon2id
• Секретные токены, API-ключи

Данные, по которым нужен поиск:

• Требуют deterministic encryption или токенизации

Алгоритмы шифрования

AES-256-GCM — симметричное шифрование с аутентификацией. Стандарт для шифрования данных в покое.

RSA-OAEP — асимметричное. Используется для шифрования симметричных ключей или при необходимости шифровать данные без возможности расшифровки на сервере.

ChaCha20-Poly1305 — альтернатива AES на платформах без аппаратного ускорения AES.

Шифрование на уровне приложения (Laravel)

// Шифрование при записи / расшифровка при чтении через Casts
// app/Casts/EncryptedCast.php

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);
    }
}

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

// Использование — прозрачно для кода
$patient->passport_number = '4510 123456'; // автоматически шифруется
$decrypted = $patient->passport_number;     // автоматически расшифровывается

Управление ключами

Хранить ключи шифрования в базе данных вместе с зашифрованными данными — бессмысленно. Варианты:

HashiCorp Vault:

// Получение ключа из 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:

use Aws\Kms\KmsClient;

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

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

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

Envelope Encryption — лучшая практика: данные шифруются Data Encryption Key (DEK), DEK шифруется Key Encryption Key (KEK), KEK хранится в KMS/Vault.

Детерминированное шифрование для поиска

Обычный AES-GCM генерирует разный шифртекст для одного и того же значения. Поиск по зашифрованному полю невозможен. Решения:

Вариант 1: Хэш для поиска + шифрование для хранения:

class PersonalDataRepository
{
    public function findByPassport(string $passport): ?Patient
    {
        // Поиск по детерминированному HMAC-хэшу
        $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), // для отображения
            'passport_hash' => hash_hmac('sha256', $passport, config('app.search_key')), // для поиска
        ]);
    }
}

Вариант 2: PostgreSQL pgcrypto:

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

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

Прозрачное шифрование базы данных (TDE)

Для PostgreSQL — pgcrypto на уровне колонок или FDE (Full Disk Encryption) на уровне сервера через LUKS. TDE шифрует данные на диске, но не защищает при наличии доступа к запущенной БД.

Ротация ключей

// Команда для ротации ключей шифрования
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) {
                // Расшифровать старым ключом, зашифровать новым
                $decrypted = Crypt::decryptString($patient->getRawOriginal('passport_number'));

                $patient->updateQuietly([
                    'passport_number' => Crypt::encryptString($decrypted),
                ]);
            }
        });
    }
}

Шифрование файлов

// Загружаемые документы — шифрование перед сохранением
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);
    }
}

Аудит операций с ПДн

Каждое обращение к зашифрованным ПДн должно логироваться: кто, когда, какое поле расшифровал. Это требование 152-ФЗ при обработке биометрии и специальных категорий ПДн.

Срок реализации

• Шифрование на уровне модели (Cast) для основных полей: 2–3 дня
• Интеграция с Vault/KMS + envelope encryption: 5–7 дней
• Детерминированное шифрование + поиск: +3 дня
• Ротация ключей + аудит доступа: +2–3 дня