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MongoDB Academy · Lektion

Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung

Lernende aktivieren TLS für Clientverbindungen und behandeln die Verschlüsselung im Ruhezustand mit WiredTiger sowie den integrierten verschlüsselten Speicher von Atlas.

Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung ist eine kostenlose MongoDB Academy-Lektion auf CoddyKit. Dies ist Lektion 3 von 4. Du kannst die komplette Lektion unten kostenlos lesen – dann übst du sie direkt im Browser mit einem integrierten Code-Editor und einem KI-Tutor rund um die Uhr. Sie ist Teil des MongoDB Academy-Lernpfads, und dein Fortschritt wird über Web und CoddyKit-App synchronisiert. Der MongoDB Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Teile dieser Lektion wurden noch nicht übersetzt und werden auf Englisch angezeigt.

Two Layers of Database Encryption

Securing MongoDB data requires protection at two distinct points: encryption in transit (data moving between clients and MongoDB, or between replica set members) and encryption at rest (data stored on disk). Authentication controls who can connect, but even an authenticated user operating over an unencrypted connection exposes credentials and queries to network sniffing. Together, TLS and encryption at rest provide defence-in-depth.

TLS: Encrypting Data in Transit

TLS (Transport Layer Security) encrypts the network channel between MongoDB clients, drivers, and mongod/mongos instances. Enabling TLS prevents eavesdropping and man-in-the-middle attacks on the wire. MongoDB 4.2+ supports only TLS 1.1 and higher, with TLS 1.3 available on modern platforms. Always use TLS in any environment where network traffic could be intercepted — which includes cloud VPCs despite VPC-level isolation.

Configuring TLS in mongod.conf

TLS is configured in the net.tls section of mongod.conf. Set mode: requireTLS to reject all unencrypted connections. You must provide a PEM file containing the server's certificate and private key. Optionally, provide a CAFile to require clients to present certificates signed by your CA (mutual TLS).

# mongod.conf — require TLS for all connections
net:
  port: 27017
  tls:
    mode: requireTLS
    certificateKeyFile: /etc/ssl/mongodb-server.pem
    CAFile: /etc/ssl/ca.pem          # optional: require client certs
    disabledProtocols: TLS1_0,TLS1_1 # enforce TLS 1.2+

Connecting With TLS in the Node.js Driver

The official MongoDB Node.js driver enables TLS when the connection URI uses mongodb+srv:// (Atlas always uses TLS) or when the tls: true option is set. In self-hosted deployments, you may need to provide the CA file path so the driver can verify the server certificate. Use environment variables for certificate paths so they are not hardcoded in source code.

const { MongoClient } = require('mongodb')

// Self-hosted MongoDB with TLS
const client = new MongoClient('mongodb://myUser:myPass@dbhost:27017', {
  tls: true,
  tlsCAFile: process.env.MONGO_TLS_CA_FILE,
  // For mutual TLS (client certificate):
  // tlsCertificateKeyFile: process.env.MONGO_TLS_CERT_FILE
})

await client.connect()

// Atlas — TLS is enabled by default via SRV record
const atlasClient = new MongoClient(process.env.ATLAS_CONNECTION_STRING)

TLS Modes: disabled, allowTLS, preferTLS, requireTLS

MongoDB offers four TLS modes during migration phases. disabled accepts only plain connections (development only). allowTLS accepts both TLS and plain (for backward compatibility). preferTLS defaults to TLS but accepts unencrypted connections. requireTLS rejects all non-TLS connections and is the only mode acceptable for production deployments.

# Migration path: gradually enforce TLS
# Step 1: allowTLS (accept both)
# Step 2: preferTLS (default TLS, allow plain)
# Step 3: requireTLS (reject plain) <- production target
net:
  tls:
    mode: requireTLS

Encryption at Rest: WiredTiger

MongoDB's default storage engine, WiredTiger, supports Encrypted Storage Engine (available in MongoDB Enterprise). It encrypts data files on disk using AES-256-CBC or AES-256-GCM. Even if an attacker gains access to the physical disk or a disk snapshot, they cannot read the data without the encryption key. This addresses compliance requirements such as GDPR, HIPAA, and PCI-DSS that mandate protection of data at rest.

# mongod.conf — WiredTiger encryption at rest (Enterprise only)
security:
  enableEncryption: true
  encryptionKeyFile: /etc/mongodb/encryption-key  # AES-256 key

# Or use KMIP key management:
security:
  enableEncryption: true
  kmip:
    serverName: kmip.example.com
    port: 5696
    clientCertificateFile: /etc/ssl/kmip-client.pem

Atlas Encryption at Rest

MongoDB Atlas provides encryption at rest using cloud provider key management: AWS KMS, Azure Key Vault, or Google Cloud KMS. Customers can bring their own Customer Master Key (CMK), giving them full control — if you delete your CMK, Atlas cannot decrypt your data. Atlas's encryption at rest is enabled per project in the Security settings and applies to all clusters in that project.

Key Management Best Practices

Encryption is only as strong as the security of its keys. Follow these key management best practices: store encryption keys in a dedicated Key Management Service (KMS) rather than on the same server as the database; rotate encryption keys regularly (MongoDB supports key rotation without re-encrypting all data); use separate keys for development, staging, and production; and enable KMS audit logs to track all key access events.

TLS Certificate Rotation Without Downtime

TLS certificates expire, typically after 1–2 years. MongoDB supports online certificate rotation: you can deploy a new PEM file and send the rotateCertificates command to mongod, which picks up the new certificate for all new connections without restarting the process. Plan certificate renewal at least 30 days before expiry to avoid last-minute scrambles and production outages.

// Trigger online certificate rotation (mongosh)
db.adminCommand({ rotateCertificates: 1 })
// MongoDB reloads the certificate file specified in mongod.conf
// without dropping existing connections

Network-Level Security: IP Allowlisting and VPC

TLS and encryption at rest protect data on the wire and on disk, but network-level controls add another layer. In MongoDB Atlas, use IP Access List entries to whitelist only your application servers and developer IPs. For production, use VPC Peering or AWS PrivateLink so traffic between your application and Atlas never traverses the public internet, eliminating a large class of network-based attacks even before TLS is considered.

Auditing Encrypted Connections

Once TLS is enabled, verify that all connections are encrypted by checking the connPoolStats or the MongoDB connection log. MongoDB logs TLS handshake failures so you can identify any legacy client still attempting plaintext connections. In Atlas, the Monitoring tab shows active connections and their TLS status, making it easy to confirm full enforcement before removing the allowTLS mode.

// Check current connections (mongosh)
db.adminCommand({ currentOp: true }).inprog
  .filter(op => op.client)
  .map(op => ({ client: op.client, tls: op.clientMetadata }))

// Server status — TLS stats
db.serverStatus().network.serviceExecutorTaskStats

Quick Check

Test your understanding of MongoDB & NoSQL Databases concepts from this lesson.

Lesson Recap

In this lesson you learned: requireTLS in mongod.conf enforces encrypted client connections and should be the only mode used in production, WiredTiger Encrypted Storage Engine protects data files on disk (Enterprise) while Atlas provides CMK-based cloud encryption, and network-level controls like IP allowlists and VPC peering add layers of protection beyond TLS. Next up we cover Client-Side Field Level Encryption.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Lektion „Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung“ kostenlos?

Ja — der vollständige Text von „Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung“ ist hier im Web kostenlos zu lesen. Um sie interaktiv zu üben (integrierter Code-Editor und 24/7 KI-Tutor) und den Rest des MongoDB Academy-Kurses freizuschalten, upgrade auf CoddyKit PRO. Der MongoDB Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Was lerne ich in „Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung“?

Lernende aktivieren TLS für Clientverbindungen und behandeln die Verschlüsselung im Ruhezustand mit WiredTiger sowie den integrierten verschlüsselten Speicher von Atlas. Du übst MongoDB Academy mit praktischem Code, den du direkt im Browser ausführst, und ein 24/7 KI-Tutor beantwortet deine Fragen während du die Lektion bearbeitest.

Brauche ich Erfahrung, um MongoDB Academy zu starten?

Keine Vorkenntnisse erforderlich. MongoDB Academy auf CoddyKit ist für Anfänger bis fortgeschrittene Lernende strukturiert, sodass du hier starten oder von Anfang an beginnen und in deinem eigenen Tempo voranschreiten kannst. Dies ist Lektion 3 von 4.

Wie lange dauert die Lektion „Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung“?

Die meisten CoddyKit-Lektionen dauern etwa 5–10 Minuten. Jede ist kompakt und interaktiv, sodass du stetig Fortschritte machst und genau dort weitermachst, wo du aufgehört hast – im Web und in der App.

Kann ich in dieser MongoDB Academy-Lektion Code schreiben und ausführen?

Ja. Jede MongoDB Academy-Lektion enthält einen integrierten Code-Editor, sodass du echten Code direkt in deinem Browser schreibst und ausführst und sofort KI-Feedback erhältst — ohne lokale Einrichtung erforderlich.

Alle Lektionen in diesem Kurs

  1. Authentifizierungsmechanismen: SCRAM und x.509
  2. Rollenbasierte Zugriffskontrolle: Integrierte und benutzerdefinierte Rollen
  3. Verschlüsselung im Ruhezustand und TLS bei der Übertragung
  4. Verschlüsselung auf Feldebene auf der Clientseite
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