数据脱敏技术详解：类型、方法与实例

最新推荐文章于 2025-12-15 14:53:07 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-15 14:53:07 发布 · 1k 阅读

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全球数据泄露每年导致数百万人的敏感数据暴露，造成众多商业组织损失数百万美元。事实上，2024年数据泄露的平均成本为488万美元。在所有泄露数据类型中，个人身份信息（PII）是成本最高的数据类型。因此，数据保护已成为许多组织的首要任务。这就是为什么数据脱敏已成为许多企业保护敏感数据的关键技术。

什么是数据脱敏？

数据脱敏，也称为数据混淆，使用修改后的内容（如字符或数字）隐藏实际数据。数据脱敏的主要目标是创建无法轻易识别或逆向工程的替代数据版本，保护被分类为敏感的数据。重要的是，数据在多个数据库中保持一致，且可用性保持不变。

可以使用脱敏保护多种类型的数据，但适合数据脱敏的常见数据类型包括：

PII：个人身份信息
PHI：受保护的健康信息
PCI-DSS：支付卡信息
ITAR：知识产权

数据脱敏通常适用于非生产环境，如软件开发和测试、用户培训等不需要实际数据的领域。可以使用各种脱敏技术，本文将在后续章节中讨论这些技术。

数据脱敏的重要性

数据脱敏在以下几个方面对公司很重要：

帮助公司通过消除敏感数据暴露风险来遵守《通用数据保护条例》（GDPR）
使数据对网络攻击者无用，同时保持其可用性和一致性
减少与集成第三方应用程序和云迁移共享数据相关的风险
避免与外包任何项目相关的风险

数据脱敏类型

根据使用情况，可以使用几种类型的数据脱敏。其中，静态和动态数据脱敏是最常见的。

静态数据脱敏（SDM）

静态数据脱敏通常作用于生产数据库的副本。SDM更改数据以使其看起来准确，以便准确开发、测试和培训，而不泄露实际数据。过程如下：

将生产数据库的备份或黄金副本带到不同环境
删除任何不必要的数据，并在静态时进行脱敏
将脱敏副本保存到所需位置

动态数据脱敏（DDM）

DDM在运行时动态发生，并直接从生产系统流式传输数据，因此脱敏数据无需保存在其他数据库中。它主要用于处理基于角色的应用程序安全性，例如处理客户查询和处理医疗记录。因此，DDM适用于只读场景，以防止将脱敏数据写回生产系统。

可以使用数据库代理实现DDM，该代理修改到达原始数据库的查询，并将脱敏数据传递给请求方。使用DDM，无需提前准备脱敏数据库，但应用程序可能会遇到性能障碍。

确定性数据脱敏

确定性数据脱敏涉及用相同值替换列数据。例如，如果数据库中包含多个表的名字列，则可能有许多表包含名字。如果将"Adam"脱敏为"James"，不仅应在脱敏表中显示为"James"，还应在所有关联表中显示。无论何时运行脱敏，都会得到相同的结果。

实时数据脱敏

实时数据脱敏发生在数据从生产环境传输到另一个环境（如测试或开发）时。实时数据脱敏适用于以下组织：

持续部署软件
具有重度集成

由于持续保持脱敏数据的备份副本具有挑战性，此过程仅在需要时发送脱敏数据的子集。

统计数据混淆

生产数据可以包含不同的统计信息，统计数据混淆技术可以伪装这些信息。差分隐私是一种技术，可以在不透露数据集中实际个体信息的情况下共享数据集中的模式信息。

数据脱敏技术

现在让我们看看数据脱敏的技术。

加密

加密是最复杂且最安全的数据脱敏类型。这里使用加密算法对数据进行脱敏，并需要密钥（加密密钥）来解密数据。加密更适用于需要返回原始状态的生产数据。但是，只要只有授权用户拥有密钥，数据就是安全的。如果任何未经授权方获取密钥，可以解密数据并查看实际数据。因此，加密密钥的适当管理至关重要。

置乱

置乱是一种基本的脱敏技术，将字符和数字打乱成随机顺序以隐藏原始内容。虽然这是一种简单的实现技术，但只能应用于某些类型的数据，并且不能使敏感数据达到预期的安全程度。例如，当生产环境中ID号为934587的员工经过字符置乱后，在另一个环境中将显示为489357。然而，任何记得原始顺序的人可能仍然能够破译其原始值。

置空

置空通过将空值应用于数据列来脱敏数据，以便任何未经授权的用户看不到其中的实际数据。这是另一种简单的技术，但主要问题是：

降低数据完整性
使使用此类数据进行测试和开发更加困难

替换

替换是通过用另一个值替换数据来脱敏数据。这是保留数据原始外观和感觉的最有效数据脱敏方法之一。替换技术可应用于多种类型的数据。例如，用随机查找文件替换客户名称。这可能很难执行，但这是保护数据免受泄露的非常有效的方法。

混洗

混洗类似于替换，但使用相同的单独脱敏数据列以随机方式进行混洗。例如，跨多个员工记录混洗员工姓名列。输出数据看起来像准确的数据，但不透露任何实际个人信息。但是，如果有人了解混洗算法，混洗数据容易受到逆向工程攻击。

数字和日期方差

数字和日期方差方法适用于脱敏重要的财务和交易日期信息。例如，用员工工资方差脱敏员工工资列将显示最高和最低薪酬员工之间的工资。可以通过对集合中所有工资应用+/-10%的方差来确保数据集的意义。

日期老化

这种脱敏技术根据定义的具有可接受日期范围的数据脱敏策略增加或减少日期字段。例如，将出生日期字段减少1000天会将日期"2021年1月1日"更改为"2018年4月7日"。

数据脱敏示例

以下示例显示各种数据脱敏技术的工作原理：

金融服务中的客户数据脱敏：在与他人共享时，可能需要保护客户信用卡号、社会安全号码和其他敏感数据。信用卡号4111-1234-5678-9012可以脱敏为4111-XXXX-XXXX-9012。
医疗保健中的患者数据隐私：各种法规如HIPAA和框架如《医疗保健网络安全和韧性法案》第405(d)条要求保护患者信息。如果对数据进行脱敏，仍然可以使用数据。例如，名为"John Winston"、出生于2001年5月15日的患者可以脱敏为"患者1234"，出生于"05/XX/2001"。
HR分析中的员工工资匿名化：组织可能希望分析工资趋势，但希望维护个别员工隐私。可以用数字（如"Emp 001"）替换员工姓名，并将其工资与此标识符关联。
电子商务软件测试中的数据脱敏：使用真实数据测试系统可能很有帮助，但需要保护真实客户数据的安全。可以将送货地址脱敏为"123 Test Street, Test City, TS, 99999"。