[Перевод] Linux Unified Key Setup: как защитить флэшки и внешние диски от взлома13.04.2021 13:48

Посмотрим, как с помощью системы на базе спецификации Linux Unified Key Setup (LUKS) и утилиты Cryptsetup можно зашифровать флэш-накопители, внешние жёсткие диски и прочие переносные устройства, хранящие дорогую вашему сердцу информацию.

Чаще всего, пользователи рассуждают достаточно просто: накопители в безопасности, пока их никто не украл. Некоторые идут в размышлениях дальше: если для входа в систему нужно знать пароль — злоумышленнику будет сложно получить доступ к данным на украденном диске. Успокаиваясь на этой мысли, они забывают задать себе важный вопрос: к чему именно мешает получить доступ их пароль на самом деле?

Во многих случаях они всего лишь служат для разблокировки пользовательского сеанса. И тогда злоумышленник может забрать данные с диска, не зная пользовательский пароль: он просто обойдётся без разглядывания заставки на вашем рабочем столе.

Особенно хорошо это понимают специалисты, которые сталкивались с последствиями такой недальновидности и сделали соответствующие выводы. Доступ к необходимой информации можно получить, подключив к машине свой внешний загрузочный диск, и после некоторых успешных манипуляций читать диск пользователя, как открытую книгу.

Если время сильно ограничено, злодеи действительно могут украсть накопитель и взять работу на дом. Особенно легко это им удаётся, если он внешний и подключён через USB. В этой статье речь пойдёт о простом инструменте, позволяющем защитить от несанкционированного доступа данные на внешних накопителях. Даже если они уже попали в руки к злоумышленникам. Речь пойдёт о шифровании дисков в операционных системах семейства Linux.

Linux Unified Key Setup (LUKS) — это система шифрования дисков, которая хранит данные в зашифрованном физическом разделе. Зашифровать их помогает модуль ядра dm-crypt, позволяющий создавать виртуальное блочное устройство, с которым взаимодействует пользователь.

Если пользователь хочет записать данные на виртуальное устройство, они на лету шифруются и записываются на диск. Если же он хочет читать с виртуального устройства, данные, хранящиеся на физическом диске, дешифруются и передаются в открытом виде через виртуальный диск пользователю. Данные остаются под защитой и в том случае, когда диск подключают к другому компьютеру.

Шифрование на этапе инсталляции

Проще всего выполнить полное шифрование диска, выбрав соответствующую опцию в процессе установки операционной системы. Большинство современных Linux-дистрибутивов позволяют это сделать. Здесь не буду расписывать в деталях, так как статья посвящена шифрованию внешних накопителей (далее я подробно буду рассматривать именно его).
Изображение: Seth Kenlon, CC BY-SA 4.0

После установки у вас будет зашифрованный диск. Перед загрузкой системы потребуется ввести парольную фразу. Если захотите извлечь диск или получить к нему доступ из другой операционной системы, нужно выполнить дешифрацию с помощью той же системы LUKS.

Шифрование внешних накопителей

Внешние накопители созданы для того, чтобы их подключали к разным устройствам, быстро обмениваясь информацией, таскали с собой по работе и иногда… теряли. Я находил случайно оставленные диски в USB-портах компьютеров в вестибюле отелей, в принтерах бизнес-центров, диски, потерянные в учебных аудиториях и ​​даже в прачечной. Вряд ли их владельцы хотели бы, чтобы кто-то нашёл эти накопители и добрался до рабочих документов или личных архивов.

LUKS вместе с утилитой Cryptsetup позволяет шифровать внешние накопители почти так же просто, как и при инсталляции ОС.

Как это сделать с помощью LUKS

ВАЖНО: внешний накопитель должен быть либо пустым, либо содержать ненужные вам данные. Так что, если оба этих условия не выполнены, нулевым шагом должен стать бэкап.

1. Подключите и найдите свой внешний диск

Я для примера взял небольшую флэшку. Представим, что путь к ней выглядит как /dev/sdX. Утилита lsblk покажет мне вот такую информацию о блочных устройствах:

$ lsblk

sda    8:0    0 111.8G  0 disk

sda1   8:1    0 111.8G  0 part /

sdb    8:112  1  57.6G  0 disk

sdb1   8:113  1  57.6G  0 part /mydrive

sdX    8:128  1   1.8G  0 disk

sdX1   8:129  1   1.8G  0 part

Всё правильно, моя флэшка обнаружена. Да, это именно она. Я точно знаю, что её размер 1.8Gb. В списке всего один диск (disk) с таким размером (ему соответствует один раздел part).
Я уделяю такое внимание этой, казалось бы, мелочи, так как дисков может быть много. И в случае ошибки на следующем шаге вы сотрёте с другого диска данные, которые вам всё ещё нужны.

2. Очистите диск

На этом шаге я обнуляю таблицу разделов диска:

$ sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdX count=4096

Это, конечно, необязательно, но я люблю это состояние чистого листа.

3. Отформатируйте диск под LUKS

Используем для этого утилиту Cryptsetup. Её подкоманда luksFormat запускает первый этап создания зашифрованного раздела LUKS (позже мы создадим там файловую систему).
После этого появится предупреждение об удалении всех данных (которые могли всё ещё оставаться на диске). Кроме того, вас попросят придумать и ввести парольную фразу для диска.

$ sudo cryptsetup luksFormat /dev/sdX

WARNING!

========

This will overwrite data on /dev/sdX irrevocably.



Are you sure? (Type uppercase yes): YES

Enter passphrase:

Verify passphrase:

4. Откройте LUKS-том

Процесс создания зашифрованного раздела завершён. Теперь для продолжения работы с диском нужно вводить парольную фразу. Открыть произвольный LUKS-том (то есть, подключить виртуальное блочное устройство) можно с помощью подкоманды open.

$ cryptsetup open /dev/sdX vaultdrive

Я придумал фразу (а точнее, просто пароль в одно слово) «vaultdrive». У вас будет какой-то свой вариант. Чтобы посмотреть список открытых томов, нужно вывести содержимое каталога /dev/mapper:

$ ls /dev/mapper

control  vaultdrive

Чтобы закрыть LUKS-том vaultdrive нужно написать:

$ cryptsetup close vaultdrive

После этого он исчезнет из каталога /dev/mapper.

5. Создайте файловую систему

$ sudo mkfs.xfs -f -L myvault /dev/mapper/vaultdrive

Создайте файловую систему, чтобы иметь возможность хранить свои данные на диске. Я выбрал XFS, но это далеко не единственный вариант: можно использовать, например, ext4 или JFS. И многие другие.

Финал: монтирование LUKS-тома

Можно делать это через терминал. Например, мы хотим использовать для нашей цели директорию /mnt/hd

$ sudo cryptsetup open /dev/sdX vaultdrive

$ sudo mount /dev/mapper/vaultdrive /mnt/hd

А рабочий стол KDE, например, позволяет указать диск для монтирования в специальном разделе с настройками. Но и там я тоже должен вводить пароль или парольную фразу, прежде чем произойдёт монтирование.
Изображение: Seth Kenlon, CC BY-SA 4.0

P.S.

А какие инструменты для шифрования внешних дисков на Linux используете вы? Какие инструменты используете для аналогичных задач на macOS и Windows?
Недорогие VDS для любых задач. Используем новейшее железо, лучший дата-центр в Москве уровня надёжности TIER IV, бесплатно предоставляем защиту от DDoS-атак на любом тарифном плане, который можно создать самостоятельно в течение минуты.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!