2023.01.31 문제 목록 (ch06~ch07)

📌 문제목록

번호	출제자	문제
1.	giibeom	MySQL 서버의 2단계 키 관리를 통해 어떠한 이점을 가질 수 있나요?
2.	giibeom	마스터 키를 변경할 때 일어나는 상황을 알고 있나요? 또한 테이블 스페이스 키는 왜 변경하지 않아도 되나요?
3.	ramirami	테이블 압축은 어떠한 상황에서 사용하는 것이 좋을까요?
4.	sedin2	InnoDB 버퍼 풀에 적재된 두 테이블A(암호화X), 테이블B(암호화O)는 서로 동일한 성능을 보이는데요 왜 그럴까요?
5.	ZooKong	Unzip_LRU가 있음으로서 얻을 수 있는 장점에 대해 설명해주세요
6.	ZooKong	Mysql의 테이블 암호화와 응용 프로그램을 통한 암호화의 장단점을 설명해주세요

1. MySQL 서버의 2단계 키 관리를 통해 어떠한 이점을 가질 수 있나요?

키 관리를 2단계로 할 때의 제일 큰 장점은 암호화 키 변경으로 인한 과도한 시스템 부하가 오는 상황을 피할 수 있는 것입니다.

MySQL은 마스터키와 테이블 스페이스키가 있는데, 테이블스페이스키는 서버 외부로 노출되지 않기 때문에 상관 없지만 마스터 키는 외부의 파일을 이용하므로 주기적으로 변경해주어야 합니다

하지만 만약 테이블 스페이스키가 따로 없고 마스터키로만 관리가 된다면, 마스터 키를 변경할 때 모든 테이블의 데이터를 복호화 한 후 새로운 마스터키로 다시 암호화 해야되는데, 이렇게 되면 과도한 서비스 부하가 될 것입니다.

복호화 → 암호화 진행 중에는 테이블 락이 걸리나?

2. 마스터 키를 변경할 때 일어나는 상황을 알고 있나요? 또한 테이블 스페이스 키는 왜 변경하지 않아도 되나요?

일단 MySQL 서버의 마스터 키가 변경된다면 기존의 마스터키를 이용해 모든 테이블의 테이블스페이스 키를 복호화 한 다음 새로운 마스터 키로 다시 암호화합니다.

하지만 마스터 키가 변경되는 동안 MySQL 서버의 테이블스페이스키 “자체”와 데이터 파일의 데이터는 전혀 변경되지 않으므로 서비스의 부하를 최소화합니다.

테이블 스페이스키는 MySQL 서버 외부로 노출될 일이 없기 때문에 최초 한번 생성된 키를 변경할 필요가 없습니다.

3. 테이블 압축은 어떠한 상황에서 사용하는 것이 좋을까요?

테이블 압축은 빈번하게 조회되거나 변경되는 데이터가 아닌, Insert만 되는 로그성 데이터의 용량을 줄일 때 사용하기 적합합니다.

4. InnoDB 버퍼 풀에 적재된 두 테이블A(암호화X), 테이블B(암호화O)는 서로 동일한 성능을 보이는데요 왜 그럴까요?

MySQL 서버의 암호화는 TDE 방식이여서 디스크로부터 한번 읽은 데이터 페이지는 복호화되어 InnoDB 버퍼 풀에 적재됩니다.

그러므로 InnoDB 버퍼 풀에 존재하는 데이터들은 이미 복호화 된 상태이므로 암호화 테이블이든 암호화 테이블이 아니든 성능이 동일합니다.

추가적으로 InnoDB의 아키텍처에서는 스토리지 엔진 맨 마지막 단계, 즉 디스크와 제일 가까운 계층이 I/O 핸들러인데, 이 핸들러가 데이터를 디스크에 넣기 직전과, 뺀 직후에 암복호화를 진행하므로 나머지 계층에서는 암복호화를 신경쓰지 않아도 된다는 장점이 있습니다.

5. Unzip_LRU가 있음으로서 장점과 수행 과정을 설명해주세요

InnoDB 스토리지 엔진은 디스크에서 읽은 상태 그대로의 데이터 페이지 목록을 관리하는 LRU 리스트와, 압축된 페이지들의 압축 해제 버전인 Unzip_LRU 리스트를 별도로 관리합니다.

이로써 압축된 데이터 페이지가 자주 사용되는 경우에 Unzip_LRU 리스트의 데이터 페이지를 사용함으로써 압축 및 압축 해제 작업을 최소화 할 수 있습니다.

(압축 알고리즘은 많은 CPU 자원을 소모)

6. Mysql의 테이블 암호화와 응용 프로그램을 통한 암호화의 장단점을 설명해주세요

응용 프로그램의 암호화는 주로 중요 정보를 가진 컬럼 단위로 암호화 하는 특징이 있고, DB 수준에서의 암호화는 테이블 단위로 암호화를 하곤 합니다.

먼저 테이블 암호화는 MySQL 서버의 가장 디스크와 밀접하게 접해있는 최하층 계층인 I/O 레이어에서 암복호화를 담당하는데, 이로써 MySQL 내부의 동작은 암호화 테이블과 비암호화 테이블이 다를게 없습니다.

따라서 디스크에 저장될 때만 암호화가 되는 특징이 있는데, 단점으로는 누군가가 MySQL 서버에 접속만 한다면 평문화된 데이터들을 모두 조회할 수 있는 것이 가장 큰 단점입니다.

응용 프로그램을 통한 암호화는 보통 주민등록번호와 같은 중요한 컬럼들을 암호화 하고, DB에서 2중으로 암호화 하는데, 이렇게 된다면 MySQL 서버에 접속을 하더라도 해당 데이터는 1차적인 암호화가 되어 있는 상태이므로 테이블 암호화에 비해서 비교적 안전합니다.

1. MySQL 서버의 2단계 키 관리를 통해 어떠한 이점을 가질 수 있나요?

외부에 노출되는 키와 내부에 노출되는 키를 따로 관리하여 내부에서 관리하는 키의 변경을 최소화 할 수 있다.
만약 2단계 키를 사용하지 않았더라면, 키를 변경할 때마다 매번 암호화를 복호화하고 다시 암호화 하는 작업을 거쳐야 하기 때문에 성능에 영향을 줄 수 있다.

2. 마스터 키를 변경할 때 일어나는 상황을 알고 있나요? 또한 테이블 스페이스 키는 왜 변경하지 않아도 되나요?

마스터 키를 변경하면 테이블 스페이스키를 복호화하고 변경된 마스터 키로 다시 암호화 하여 암호화된 데이터 파일 헤더에 저장한다.
테이블 스페이스 키는 외부에 노출되지 않기 때문에 특별한 이유가 아니라면 자주변경될 이유가 없다.

3. 테이블 압축은 어떠한 상황에서 사용하는 것이 좋을까요?

테이블 압축은 쓰기와 삭제에선 느린 성능을 보이지만 읽기에선 크게 차이가 없다. 그리고 테이블 압축으로 얻을 수 있는 이점은 디스크 용량 확보이기 때문에 많은 조회용 데이터가 적재되는 환경에서 적합하다고 판단된다.

4. InnoDB 버퍼 풀에 적재된 두 테이블A(암호화X), 테이블B(암호화O)는 서로 동일한 성능을 보이는데요 왜 그럴까요?

InnoDB는 암호화를 디스크에 저장하거나 디스크에서 읽을 때 진행한다. 버퍼 풀에 적재된 데이터는 이미 복호화된 데이터이므로 평문 데이터와 큰 차이가 없다.

5. Unzip_LRU가 있음으로서 장점과 수행 과정을 설명해주세요

Unzip_LRU에 압축된 데이터가 보관되어있으면 다시 압축을 해제할 필요없이 Unzip_LRU에서 데이터를 읽으면 된다.

6. Mysql의 테이블 암호화와 응용 프로그램을 통한 암호화의 장단점을 설명해주세요

응용 프로그램에서의 암호화 작업을 진행하면, 암호화된 데이터 자체가 저장된다. 테이블 암호화는 데이터가 디스크에 저장될 때 암호화가 수행된다.
응용 프로그램에서 암호화를 하게되면 해커가 쿼리를 수행했을 때 암호화된 데이터 자체를 보게되기 때문에 보안상 더 이점이 있다고 생각한다.
단점으로는 이미 데이터가 암호화 되어있기 때문에 범위 조회 시 인덱스를 100% 활용할 수 없게된다.
테이블 암호화는 데이터를 디스크에서 읽고 쓸 때 암호화 하므로 쿼리 수행 시 인덱스를 100% 활용할 수 있게 된다.
단점은 쿼리를 수행했을 떄 보이는 데이터는 암호화가 해제된 데이터이므로 보안상 응용 프로그램 암호화보다 취약하다고 생각한다.

1. MySQL 서버의 2단계 키 관리를 통해 어떠한 이점을 가질 수 있나요?

2단계 키 관리 방식에서 마스터 키와 테이블스페이스 키가 있다.
마스터 키는 외부 키 관리 솔루션 또는 디스크의 파일 플러그인에서 마스터 키를 가져옴
테이블스페이스 키는 암호화된 테이블이 생성될 때마다 해당 테이블을 위한 테이블스페이스 키를 발급
마스터 키를 이용해 테이블스페이스 키를 암호화해서 각 테이블의 데이터 파일 헤더에 저장
마스터 키를 변경하더라도 테이블스페이스 키와 데이터 파일의 데이터는 전혀 변경X -> 이를 통해 암호화 키 변경으로 인한 과도한 시스템 부하를 피할수 있는 이점이 있다.

2. 마스터 키를 변경할 때 일어나는 상황을 알고 있나요? 또한 테이블 스페이스 키는 왜 변경하지 않아도 되나요?

테이블스페이스 키는 암호화 할 테이블을 생성할 때 임의로 발급되는 키이고 이 키를 마스터키를 이용해 암호화 해서 각 테이블의 데이터 파일 헤더에 저장하기 때문에 테이블스페이스 키 자체는 MySQL 서버 외부로 절대 노출되지 않는다.

3. 테이블 압축은 어떠한 상황에서 사용하는 것이 좋을까요?

일반적으로 잘 조회되지 않거나 데이터 변경이 빈번하게 일어나지 않는 테이블에 대해 압축을 하는게 유리하다.
압축할 테이블의 KEY_BLOCK_SIZE는 샘플 데이터를 저장해보고 각 SIZE별로 비교 후 판단하는게 좋다.

4. InnoDB 버퍼 풀에 적재된 두 테이블A(암호화X), 테이블B(암호화O)는 서로 동일한 성능을 보이는데요 왜 그럴까요?

TDE(Transparent Data Encryption) 방식: MySQL 내부와 사용자 입장에서 아무 차이가 없는 암호화 방식
MySQL 서버의 암호화는 TDE 방식이기 때문에 디스크에서 읽은 데이터는 복호화되어 InnoDB 버퍼 풀에 적재된다.
따라서 사용자 입장에선 데이터가 한 번 메모리에 적재되면 성능상 차이를 느낄 수 없다.
하지만 버퍼 풀에 없는 데이터를 읽을때는 복호화 지연이 발생한다.

5. Unzip_LRU가 있음으로서 장점과 수행 과정을 설명해주세요

LRU 리스트: 압축된 형태 그대로 데이터 페이지 목록 관리
Unzip_LRU 리스트: 압축된 페이지들의 압축 해제 버전으로 관리
어댑티브 알고리즘을 사용
압축 및 해제는 CPU사용량이 많이 소모되는 작업이므로 CPU 사용량이 많은 서버에서는 압축과 압축 해제를 피하기 위해 Unzip_LRU의 비율을 높여서 유지
Disk I/O 사용량이 많은 서버에서는 Unzip_LRU의 비율을 낮춰서 InnoDB 버퍼 풀의 공간을 더 확보하도록 동작

6. Mysql의 테이블 암호화와 응용 프로그램을 통한 암호화의 장단점을 설명해주세요

응용 프로그램에서 직접 암호화해서 MySQL 서버에 저장 할 경우 인덱스의 기능을 사용 할 수 없다. 이미 응용 프로그램에서 암호화된 데이터를 기준으로 인덱스 구성을 위해 정렬을 했기 때문에 암호화 되기 전 값을 기준으로 정렬 불가능 하기 때문에
MySQL의 TDE 기능을 사용한다면 MySQL 서버는 인덱스 관련된 작업을 모두 처리한 후 최종 디스크에 데이터 페이지를 저장할 때만 암호화 하기 때문에 인덱스의 이점을 모두 누릴 수 있다.
MySQL의 TDE 기능으로 암호화 한다면 MySQL 서버에 로그인만 할 수 있다면 모든 데이터를 평문으로 확인 가능
반대로 응용 프로그램에서 암호화 한다면 MySQL 서버 내에서도 평문의 내용을 확인 불가능
따라서 암호화는 서비스의 요건과 성능을 고려해서 선택해야하고 MySQL 서버의 암호화 기능과 응용 프로그램에서 암호화 하는 방식을 혼용하면 더 안전한 서비스를 구축할 수 있음

MySQL 서버의 2단계 키 관리를 통해 어떠한 이점을 가질 수 있나요?

MySQL의 데이터 암호화의 키는 키링 플러그인에 의해 관리 마스터 키, 테이블스페이스 키가 존재 마스터 키는 외부 키 관리 솔루션 혹은 디스크의 파일에서 마스터 키를 획득, 외부에 노출될 가능성 존재 테이블스페이스 키는 암호화된 테이블 생성시에 임의의 키를 발급, 내부적으로 존재하기에 노출 가능성 존재하지 않음

일반적으로 암호화된 데이터에 매칭된 키를 변경할 경우 해당 데이터도 전부 복호화 후에 재암호화를 진행해야 함, 과도한 시스템 부하 발생 이를 방지하기 위해 마스터 키 변경시에는 각 테이블의 테이블스페이스 키를 복호화 한 다음 새로운 마스터 키로 재암호화, 모든 데이터에 대한 복호화 후 재암호화를 하는 과정이 없어 과도한 시스템 부하를 방지

마스터 키를 변경할 때 일어나는 상황을 알고 있나요? 또한 테이블 스페이스 키는 왜 변경하지 않아도 되나요?

마스터 키 변경시에는 각 테이블의 테이블스페이스 키를 복호화 한 다음 새로운 마스터 키로 재암호화 마스터 키와 달리 테이블스페이스 키는 외부에 절대 노출되지 않기 때문에 보안상 취약점이 아님

테이블 압축은 어떠한 상황에서 사용하는 것이 좋을까요?

디스크 저장 공간의 비용적 이득을 얻고자 할때 데이터의 백업 및 복구가 자주 일어나서 시간적 비용이 클때 페이지 압축을 통해 이점을 얻기 힘들때

펀치 홀 기능은 운영체제, 하드웨어 자체에서도 기능을 지원해야 함 펀치 홀이 적용된 1G 파일이 다시 채워질 경우 10G가 될 수 있으므로 실제 많이 사용되지 않음

InnoDB 버퍼 풀에 적재된 두 테이블A(암호화X), 테이블B(암호화O)는 서로 동일한 성능을 보이는데요 왜 그럴까요?

암호화된 테이블에 대해 InnoDB 버퍼 풀에 적재할 경우 복호화된 데이터가 적재가 되기 때문에 암호화되지 않은 테이블과 성능상 차이가 존재하지 않음

Unzip_LRU가 있음으로서 장점과 수행 과정을 설명해주세요

InnoDB 버퍼 풀에는 디스크에서 그대로 읽는 상태인 LRU, 압축된 페이지들의 압축 해제 버전인 Unzip_LRU가 존재 압축 및 압축 해제 작업을 최소화 어댑티브 알고리즘 사용 CPU 사용량이 많은 경우 Unzip_LRU 비율을 높이고 압축과 압축 해제를 피함 Disk IO 사용량이 높은 서버는 Unzip_LRU 리스트 비율을 낮추고 InnoDB 버퍼 풀의 공간을 더 확보
Mysql의 테이블 암호화와 응용 프로그램을 통한 암호화의 장단점을 설명해주세요

장점 MySQL 서버를 통해서도 암호화된 데이터를 보기에 내용이 안보임(단점도..), MySQL TDE 는 서버를 통한 조회시에 보임 단점 이미 암호화가 진행된 값이기에 암호화 전의 값으로 인덱스 및 정렬 등의 기능 사용이 불가(디스크 저장시 암호화)

book-kitty / real-mysql-1