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Optim Data Privacy 包含一组数据隐私功能提供程序，它们能够屏蔽或替换各种信息类型，比如信用卡号、日期和一些国家的全国性 ID。这些数据隐私功能提供程序是跨平台和跨环境的，被实现为一系列共享库，而且可由所有支持 C 语言调用约定的应用程序调用。

SQL Database (SQLDB) 在 Bluemix 上提供了 IBM DB2 Enterprise Server Edition 10.5 版的一个基于云的实例，这是 IBM 的开放云架构的一种实现，该实现利用了 Cloud Foundry 使开发人员能够快速构建、部署和管理云应用程序。因为 SQLDB 属于 DB2，所以 Optim Data Privacy 特性可以在配备的数据库实例中提供。

在本教程中您将会看到，Bluemix 和 Optim 提供了必要的工具和技术，帮助您在应用程序中构建有效的数据隐私保护。

您需要满足的前提条件

要完成本教程的学习，您应该对面向对象的设计和开发具有充分的理解。还应该基本熟悉 JEE Servlet 和关联的应用编程接口 (API)。因为该应用程序使用了 JDBC 和 SQL，所以了解该 API 和如何编写 SQL 语句会对您有所帮助。

如果不熟悉 SQLDB，可以在 SQL Database 入门中了解有关的基本知识。“数据隐私特性” 一节包含一组用户定义的函数和主要用例。下面将简短介绍用户定义的函数和数据隐私特性。

用户定义的函数

用户定义的函数 (UDF) 是一种由用户提供的自定义函数，可像内置函数（比如 ABS、CONCAT 和 SUBSTR）一样从 SQL 语句调用。Optim Data Privacy UDF 是标量函数，它们接受一个值和一个屏蔽规范字符串作为输入，返回一个经过屏蔽的值。

标量函数（内置的和 UDF）可用在任何可合法使用列引用或文字的 SQL 语句中。下面这个示例返回一组屏蔽的信用卡号。

单 1. UDF 使用示例

SELECT 
   DB2INST1.OptimMaskStr(CREDITCARD_NUMBER,'pro=ccn,method=repeatable, \ 
   pattern=6C,wheninvalid=preserve,flddef1=(name=c1,dt=varchar)'), 
FROM USER01.OPTIM_CUSTOMERS

在 Bluemix 中，Optim UDF 安装在 DB2INST1 SQL Database 目录中，所以函数名称必须按上述方式进行限定。所有 Optim UDF 的名称都以 OptimMask 开头，以便与其他 UDF 进行区分。函数名称的后缀表明它接受的数据类型。

在本例中，Str 指一个字符串，比如 CHAR 或 VARCHAR。其他后缀包括 Date（接受一个日期）和 Int16 和 Int32（分别接受 16 和 32 位整数）。

数据隐私特性

Optim Data Privacy 提供程序能够屏蔽许多不同类型的信息。各种 UDF 可通过屏蔽作为一个输入参数传递的规范字符串，指定要屏蔽的信息类型。

亲缘性隐私功能提供程序

可使用亲缘性隐私功能提供程序来屏蔽数据，同时保持来源值的格式和字符类型。例如，该提供程序可以保持数据的格式，比如帐号或驾照编号，同时使用字符数据屏蔽字符数据，使用数字屏蔽数字。

年龄隐私功能提供程序

可使用年龄隐私功能提供程序屏蔽一个来源字段中的年龄值。来源值可包含字符、数字、日期或时间戳数据，但必须始终表示一个日期，比如生日。

信用卡隐私功能提供程序

可以使用信用卡隐私功能提供程序来生成一个有效且惟一的信用卡号 (CCN)。在默认情况下，该提供程序使用了一种可重复的方法，通过算法基于来源 CCN 生成一个经过一致地修改的 CCN。在来源数据没有 CCN 值时，或者不需要以一致的方式转换来源 CCN 时，该提供程序还可以生成一个随机值。

电子邮件隐私功能提供程序

可以使用电子邮件隐私功能提供程序生成一个电子邮件地址。电子邮件地址由两部分组成，一个用户名和一个域名，它们之间使用 @ 符号分开。例如 user@domain.com。

哈希隐私功能提供程序

可使用哈希隐私功能提供程序，使用一个哈希算法生成的数字值屏蔽来源数据。可以这些数字值为基础，提供来自查找表或一个值数组的替换数据。

全国性 ID 隐私功能提供程序

可以使用全国性 ID 隐私功能提供程序屏蔽全国性 ID 编号，比如美国社会安全编号。该提供程序可以使用保留了部分来源值的可重复方法，或者使用不会保留来源值的任何部分的随机方法来屏蔽全国性 ID 编号。该提供程序还包含输出值的多个分隔符选项（斜杠、句点、空格或无分隔符）。

其他隐私功能提供程序

Optim Data Privacy 提供程序库还包含用于对通常无法通过算法屏蔽的信息类型（比如姓名和地址）执行查找操作的提供程序。但是，大多数关系数据库管理系统 (RDMS) 都不允许从 SQL UDF 内访问数据库表，所以要执行查找，需要使用哈希隐私功能提供程序，并使用该哈希值作为键来选择查找替换值，比如通过联结 (join)。

String vcapServices = System.getenv("VCAP_SERVICES"); 
if (vcapServices != null) { 
  context.log("Has VCAP_SERVICES."); 
  String vcapKey = 
    context.getInitParameter(InitParameterNames.VCAP_KEY); 
  if (vcapKey != null) { 
    context.log("The VCAP key is '" + vcapKey + "'"); 
  } 
  JsonParser parser = new JsonParser(); 
  try { 
    JsonObject services = parser.parse(vcapServices).getAsJsonObject(); 
    JsonArray array = null; 
    JsonObject service = null; 
    if (vcapKey != null) { 
      context.log("Looking up service '" + vcapKey + "'..."); 
      JsonElement element = services.get(vcapKey); 
      if (element != null) { 
        context.log("Service '" + vcapKey + "' found."); 
        array = element.getAsJsonArray(); 
      } 
    } 
    if (array == null) { 
      context.log("Using first available service..."); 
      Set<Entry<String, JsonElement>> entrySet = services.entrySet(); 
      Iterator<Entry<String, JsonElement>> iterator = 
        entrySet.iterator(); 
      if (iterator.hasNext()) { 
        Entry<String, JsonElement> entry = iterator.next(); 
        JsonElement element = entry.getValue(); 
        array = element.getAsJsonArray(); 
      } else { 
        context.log("No services defined."); 
      } 
    } 
    if (array != null) { 
      if (array.size() > 0) { 
        service = array.get(0).getAsJsonObject(); 
        String name = service.get("name").getAsString(); 
        context.log("Service name is '" + name + "'."); 
        String label = service.get("label").getAsString(); 
        context.log("Service label is '" + label + "'."); 
        String plan = service.get("plan").getAsString(); 
        context.log("Service plan is '" + plan + "'."); 
        JsonObject credentials = 
          service.get("credentials").getAsJsonObject(); 
        url = credentials.get("jdbcurl").getAsString(); 
        context.log("URL is '" + url + "'."); 
        user = credentials.get("username").getAsString(); 
        context.log("User is '" + user + "'."); 
        password = credentials.get("password").getAsString(); 
        context.log("Password is '" + password + "'."); 
      } 
    } 
  } catch (Exception e) { 
    context.log("Error parsing VCAP_SERVICES", e); 
  } 
}

从 VCAP_SERVICES 获得连接 URL 和凭据后，连接到 SQL Database 就像使用 JDBC 连接到 DB2 LUW 一样：

清单 3. 连接到 SQL Database

connection = null; 
ApplicationConfiguration configuration = getConfiguration(); 
try { 
  connection = DriverManager.getConnection( 
    configuration.getUrl(), 
    configuration.getUser(), 
    configuration.getPassword()); 
    log("Connected to database."); 
} catch (SQLException e) { 
  log("Unable to connect to database.", e); 
}

演示应用程序支持使用清单 6 中所示的 CREATE TABLE AS VIEW 机制来创建一个包含敏感信息的表的副本。像其他 JDBC 应用程序一样，这些步骤非常简单：

构建要执行的 SQL。
从连接中获取（或重用）一个 SQL 语句。
执行该 SQL。

清单 4. 获取该 SQL 语句

Connection connection = connectionManager.getConnection(); 
if (connection == null) { 
  thrownew IllegalStateException("Database connection not available"); 
} 
if (connection != this.connection) { 
  log("Connection is new or has changed - creating new statement."); 
  this.connection = connection; 
  if (statement != null) { 
    try { 
      statement.close(); 
    } catch (SQLException e) { 
      // Ignore. 
    } 
  } 
  statement = connection.createStatement(); 
} 
return statement;

清单 5. 执行该 SQL 语句

Statement statement = getStatement(); 
return statement.executeUpdate(sql);

#p#

创建一个屏蔽的表副本涉及两个步骤：

创建新表。
插入来自原始表的数据，使用 UDF 屏蔽敏感信息。

清单 6. 创建 SQL 来构建新表

ApplicationConfiguration configuration = getConfiguration(); 
return String.format("CREATE TABLE %s.OPTIM_SALES_MASKED AS 
  (SELECT * FROM %s.OPTIM_SALES) WITH NO DATA", 
  configuration.getSchema(), 
  configuration.getSchema());

清单 7. 创建 SQL 来插入来自原始表的数据

ApplicationConfiguration configuration = getConfiguration(); 
StringBuilder builder = new StringBuilder(); 
builder.append(String.format("INSERT INTO %s.OPTIM_SALES_MASKED (\n", 
  configuration.getSchema())); 
builder.append("    SALESMAN_ID,\n"); 
builder.append("    FIRST_NAME,\n"); 
builder.append("    LAST_NAME,\n"); 
builder.append("    NATIONALITY,\n"); 
builder.append("    NATIONAL_ID,\n"); 
builder.append("    PHONE_NUMBER,\n"); 
builder.append("    AGE,\n"); 
builder.append("    SEX,\n"); 
builder.append("    TERRITORY,\n"); 
builder.append("    EMAIL_ADDRESS,\n"); 
builder.append("    MANAGER_ID\n"); 
builder.append(") SELECT SALESMAN_ID,\n"); 
builder.append("    FIRST_NAME,\n"); 
builder.append("    LAST_NAME,\n"); 
builder.append("    NATIONALITY,\n"); 
if (configuration.isUseUDFs()) { 
  builder.append("    "); 
  String udfSchema = configuration.getUdfSchema(); 
  if (udfSchema != null) { 
    builder.append(udfSchema); 
    builder.append('.'); 
  } 
  builder.append("OptimMaskStr(NATIONAL_ID,'pro=nid,switch=us, 
    wheninvalid=preserve,flddef1=(name=c1,dt=varchar)'),\n"); 
} else { 
  builder.append("    NATIONAL_ID,\n"); 
} 
builder.append("    PHONE_NUMBER,\n"); 
builder.append("    AGE,\n"); 
builder.append("    SEX,\n"); 
builder.append("    TERRITORY,\n"); 
builder.append("    EMAIL_ADDRESS,\n"); 
builder.append("    MANAGER_ID\n"); 
builder.append(String.format("   FROM %s.OPTIM_SALES WHERE NATIONALITY = 
  'U.S.'\n", configuration.getSchema())); 
return builder.toString();

SQL Database DDL

由于 SQL Database 服务作为基于云的产品的性质，该服务提供的 DB2 数据库存在多种限制和局限性。最明显的限制是，目前无法从云外部连接到 SQL Database 实例。这使得用户无法使用 DB2 命令行实用程序和其他 SQL 工具（比如 Eclipse）。但 SQL Database 有一个与 Bluemix 集成的控制台提供了此功能。

要启动该控制台，需要使用您的凭据登录到 Bluemix。这会调出您的仪表板。在左侧，可以访问应用程序和服务。单击 SERVICES 展开该列表并选择您的 SQL Database 服务。

图 1. 您的 Bluemix 仪表板

您的 Bluemix 仪表板

1.要启动该控制台，需要使用您的凭据登录到 Bluemix。这会调出您的仪表板。在左侧，可以访问应用程序和服务。单击 SERVICES 展开该列表并选择您的 SQL Database 服务。

图 1. 您的 Bluemix 仪表板

您的 Bluemix 仪表板

2.这会打开 SQL 控制台的启动面板。单击 LAUNCH，这会在浏览器中打开一个新窗口或选项卡。Bluemix 建议采用的默认名称为 mySQLDB。我选择使用 sqldb。

图 2. SQL Database 控制台启动面板

SQL Database 控制台启动面板

3.单击 Work with Database Objects 查看数据库实例元数据，比如模式、表、视图和函数。

图 3. SQL Database 控制台

SQL Database 控制台

4.如果有多个 SQL Database 服务器绑定到您的应用程序，那么可以使用 Database: 下拉菜单选择您想要查看和使用的数据库。

要创建数据库表和视图，可以单击 Run DDL。

图 4. 使用数据库对象

使用数据库对象

#p#

5.这会调出一个选项卡，用于键入或粘贴 DDL，或者从您的本地文件系统加载一个 SQL 脚本文件。

图 5. 运行 DDL

运行 DDL

清单 8. DDL 语句

------------------------------------------------ 
-- DDL Statements for table "USER01 "."OPTIM_CUSTOMERS" 
------------------------------------------------ 
CREATETABLE "USER01 "."OPTIM_CUSTOMERS" ( 
"CUST_ID" CHAR(5) NOTNULL , 
"CUSTNAME" CHAR(20) NOTNULL , 
"ADDRESS1" VARCHAR(100) NOTNULL , 
"ADDRESS2" VARCHAR(100) , 
"LOCALITY" VARCHAR(56) , 
"CITY" VARCHAR(60) , 
"STATE" VARCHAR(30) , 
"COUNTRY_CODE" CHAR(2) , 
"POSTAL_CODE" VARCHAR(15) , 
"POSTAL_CODE_PLUS4" CHAR(4) , 
"EMAIL_ADDRESS" VARCHAR(70) , 
"PHONE_NUMBER" VARCHAR(20) , 
"YTD_SALES" DECIMAL(7,2) NOTNULLWITHDEFAULT , 
"SALESMAN_ID" CHAR(6) , 
"NATIONALITY" VARCHAR(30) , 
"NATIONAL_ID" VARCHAR(30) , 
"CREDITCARD_NUMBER" VARCHAR(19) , 
"CREDITCARD_TYPE" VARCHAR(30) , 
"CREDITCARD_EXP" CHAR(4) , 
"CREDITCARD_CVV" VARCHAR(4) , 
"DRIVER_LICENSE" VARCHAR(30) , 
"CREDITCARD_HISTORY" CLOB(1048576) LOGGED NOT COMPACT ) 
IN "USERSPACE1" ; 
-- DDL Statements for indexes on Table "USER01 "."OPTIM_CUSTOMERS" 
CREATEUNIQUEINDEX "USER01 "."XPK_CUST" ON "USER01 "."OPTIM_CUSTOMERS" 
("CUST_ID" ASC) 
COMPRESS NO ALLOW REVERSE SCANS; 
-- DDL Statements for primary key on Table "USER01 "."OPTIM_CUSTOMERS" 
ALTERTABLE "USER01 "."OPTIM_CUSTOMERS" 
ADDPRIMARYKEY 
("CUST_ID"); 
------------------------------------------------ 
-- DDL Statements for table "USER01 "."OPTIM_SALES" 
------------------------------------------------ 
CREATETABLE "USER01 "."OPTIM_SALES" ( 
"SALESMAN_ID" CHAR(6) NOTNULL , 
"FIRST_NAME" VARCHAR(15) NOTNULL , 
"LAST_NAME" VARCHAR(15) NOTNULL , 
"NATIONALITY" VARCHAR(30) , 
"NATIONAL_ID" VARCHAR(30) , 
"PHONE_NUMBER" VARCHAR(20) NOTNULL , 
"AGE" SMALLINTNOTNULLWITHDEFAULT , 
"SEX" CHAR(1) NOTNULLWITHDEFAULT , 
"TERRITORY" VARCHAR(14) NOTNULL , 
"EMAIL_ADDRESS" VARCHAR(70) NOTNULL , 
"MANAGER_ID" VARCHAR(6) ) 
IN "USERSPACE1" ; 
-- DDL Statements for indexes on Table "USER01 "."OPTIM_SALES" 
CREATEUNIQUEINDEX "USER01 "."XPK_SALES" ON "USER01 "."OPTIM_SALES" 
("SALESMAN_ID" ASC) 
COMPRESS NO ALLOW REVERSE SCANS; 
-- DDL Statements for primary key on Table "USER01 "."OPTIM_SALES" 
ALTERTABLE "USER01 "."OPTIM_SALES" 
ADDPRIMARYKEY 
("SALESMAN_ID");