Hikari: Arch Linux nad LUKS nad LVM a pam_mount

22.7.2009 13:51 | Přečteno: 2883× | Linux

Rozhodl jsem zakoupit do Venice nový disk, protože ten starý zdá se dosluhuje. Řekl jsem si tedy, že když už vyměním disk, vyřeším pár věcí, na které jsem při předchozí instalaci nemyslel, a sice šifrování. Člověk je tak trochu paranoidní poslední dobou...

Nakonec jsem zvolil šifrování celého disku pomocí LUKS, kromě /boot. Případný útočník nemusí vědět, které všechny programy jsou na stroji nainstalované. Jedná se o víceuživatelský systém, jednotlivé domovské adresáře jsou na vlastních LVM logických oddílech, což by mělo usnadnit jejich případné zvětšování či zmenšování. V rámci minimalizace zadávání hesel při startu systému se oddíly pro /var a /tmp odemykají pomocí klíčového souboru uloženého na šifrovaném rootu. Oddíl pro SWAP se šifruje při každém spuštění systému náhodným klíčem. Domovské a další adresáře uživatelů se pak odemykají a připojují až při přihlášení příslušného uživatele pomocí pam_mount.

Vzhledem k financím, požadavkům na místo a nepříznivému ohlasu WD Green Power v Linuxu, jsem sáhl po "500 GB" Seagate Barracuda 7200.12 s 16 MB cache. Následuje stručný postup zprovozňování stroje Hikari.

Příprava disku

Zdroj: Arch wiki: LUKS.

Pro kontrolu disku a přepsání použít badblocks, jinak stačí /dev/zero.

badblocks -c 10240 -s -w -t random -v /dev/sda

Nastavení LVM

Zdroj: Arch wiki: LVM.

Vzhledem k použití aktuálního Grubu 2.0 stačí vytvořit jedinou fyzickou partici. Pro operace s LVM je potřeba načíst modul dm_mod.

Inicializování fyzického oddílu LVM:

pvcreate /dev/sda1

Vytvoření skupiny oddílů LVM:

vgcreate lvm_storage /dev/sda1

Vytvoření jednotlivých logických oddílů:

lvcreate -L 100M lvm_storage -n lvm_boot
# Pro kontinuální oddíl
lvcreate -C y -L 2G lvm_storage -n lvm_swap 
lvcreate -C y -L 10G lvm_storage -n lvm_tmp
lvcreate -L 20G lvm_storage -n lvm_root
lvcreate -L 10G lvm_storage -n lvm_var
lvcreate -L 100G lvm_storage -n lvm_backup
lvcreate -L 100G lvm_storage -n lvm_wine
lvcreate -L 5G lvm_storage -n lvm_home_lenka
lvcreate -L 5G lvm_storage -n lvm_home_pavel
lvcreate -L 10G lvm_storage -n lvm_home_lucka
# Pro oddíl využívající zbytek volného místa v lvm_storage
lvcreate -l +100%FREE lvm_storage -n lvm_home_nik
	

Užitečný příkaz pro aktivování logických lvm oddílů:

vgchange -ay

Nastavení LUKS

Zdroj: Arch wiki: LUKS a jednotlivé díly seriálu o LUKS na rootu.

Nejprve načteme moduly pro dm-crypt a AES: dm-crypt a aes-x86_64.

Oddíly odemykané uživatelem zadávaným heslem (root, oddíly v home, backup a wine):

cryptsetup -c aes-xts-plain -s 512 -y luksFormat /dev/lvm_storage/lvm_root

Oddíly (var a tmp) odemykané pomocí klíčového souboru (keyfile) a jeho vytvoření:

touch /etc/keys/var.key
dd if=/dev/random of=/etc/keys/var.key bs=1 count=256
cryptsetup -c aes-xts-plain -s 512 -v luksFormat /dev/lvm_storage/lvm_var /etc/keys/var.key
	

Nejzáludnější úkol:

... if you realy want this, type uppercase yes:

Odemčení vytvořených oddílů, aby k nim mohl instalátor:

cryptsetup luksOpen /dev/lvm_storage/lvm_root luks_root
cryptsetup -d /etc/keys/var.key luksOpen /dev/lvm_storage/lvm_var luks_var
	

Instalace systému

Zdroj: Arch wiki: Beginners guide.

Jako oddíly pro připojení volíme: /dev/mapper/luks_root atd. Nemá cenu instalovat grub.

Finální /etc/rc.conf:

#
# /etc/rc.conf - Main Configuration for Arch Linux
#

# -----------------------------------------------------------------------
# LOCALIZATION
# -----------------------------------------------------------------------
#
# LOCALE: available languages can be listed with the 'locale -a' command
# HARDWARECLOCK: set to "UTC" or "localtime"
# USEDIRECTISA: use direct I/O requests instead of /dev/rtc for hwclock
# TIMEZONE: timezones are found in /usr/share/zoneinfo
# KEYMAP: keymaps are found in /usr/share/kbd/keymaps
# CONSOLEFONT: found in /usr/share/kbd/consolefonts (only needed for non-US)
# CONSOLEMAP: found in /usr/share/kbd/consoletrans
# USECOLOR: use ANSI color sequences in startup messages
#
#LOCALE="en_US.utf8"
LOCALE="cs_CZ.utf8"
HARDWARECLOCK="UTC"
USEDIRECTISA="no"
TIMEZONE="Europe/Prague"
KEYMAP="cz"
CONSOLEFONT="ter-g16b"
CONSOLEMAP="cz"
#CONSOLEMAP="8859-2"
USECOLOR="yes"

# -----------------------------------------------------------------------
# HARDWARE
# -----------------------------------------------------------------------
#
# MOD_AUTOLOAD: Allow autoloading of modules at boot and when needed
# MOD_BLACKLIST: Prevent udev from loading these modules
# MODULES: Modules to load at boot-up. Prefix with a ! to blacklist.
#
# NOTE: Use of 'MOD_BLACKLIST' is deprecated. Please use ! in the MODULES array.
#
MOD_AUTOLOAD="yes"
#MOD_BLACKLIST=() #deprecated
MODULES=(dm_mod dm-crypt aes-x86_64 powernow-k8 cpufreq_ondemand !pcspkr !snd_pcsp)

# Scan for LVM volume groups at startup, required if you use LVM
USELVM="yes"

# -----------------------------------------------------------------------
# NETWORKING
# -----------------------------------------------------------------------
#
# HOSTNAME: Hostname of machine. Should also be put in /etc/hosts
#
HOSTNAME="hikari"

# Use 'ifconfig -a' or 'ls /sys/class/net/' to see all available interfaces.
#
# Interfaces to start at boot-up (in this order)
# Declare each interface then list in INTERFACES
#   - prefix an entry in INTERFACES with a ! to disable it
#   - no hyphens in your interface names - Bash doesn't like it
# 
# DHCP:     Set your interface to "dhcp" (eth0="dhcp")
# Wireless: See network profiles below
#
lo="lo 127.0.0.1"
eth0="dhcp"
INTERFACES=(lo eth0)

# Routes to start at boot-up (in this order)
# Declare each route then list in ROUTES
#   - prefix an entry in ROUTES with a ! to disable it
#
gateway="default gw 192.168.0.1"
ROUTES=(!gateway)
 
# Enable these network profiles at boot-up.  These are only useful
# if you happen to need multiple network configurations (ie, laptop users)
#   - set to 'menu' to present a menu during boot-up (dialog package required)
#   - prefix an entry with a ! to disable it
#
# Network profiles are found in /etc/network.d
#
# This now requires the netcfg package
#
#NETWORKS=(main)

# -----------------------------------------------------------------------
# DAEMONS
# -----------------------------------------------------------------------
#
# Daemons to start at boot-up (in this order)
#   - prefix a daemon with a ! to disable it
#   - prefix a daemon with a @ to start it up in the background
#
DAEMONS=(syslog-ng @hal @network @cpufreq !netfs @crond @smartd @sshd @alsa @kdm)
	

Finální /etc/fstab:

# 
# /etc/fstab: static file system information
#
none                   /dev/pts      devpts    defaults            0      0
none                   /dev/shm      tmpfs     defaults            0      0

#/dev/cdrom             /media/cd   auto    ro,user,noauto,unhide   0      0
#/dev/dvd               /media/dvd  auto    ro,user,noauto,unhide   0      0
#/dev/fd0               /media/fl   auto    user,noauto             0      0

/dev/mapper/luks_root 		/	ext4 	defaults 0 1
/dev/mapper/luks_var 		/var 	ext4 	defaults 0 1
/dev/lvm_storage/lvm_boot 	/boot	ext2 	defaults 0 1
/dev/mapper/luks_swap 		swap 	swap 	defaults 0 0
/dev/mapper/luks_tmp 		/tmp 	ext4 	defaults 0 1
	

Finální /etc/crypttab pro automatické připojování šifrovaných oddílů za bootu:

# crypttab: Mappings for encrypted partitions
#
# Each mapped device will be created in /dev/mapper, so your /etc/fstab
# should use the /dev/mapper/{NAME} paths for encrypted devices.
#
# Each PASSWORD field can be an absolute pathname to a key file (starting
# with a slash, recommended) or a literal string that will be used as
# a passphrase. To use special characters in the passphrase, surround it
# by quotes, the usual bash quoting rules apply.
# There are two special keywords that cannot be used as passphrases:
#   - ASK  ask for a passphrase on boot
#   - SWAP use a random key and create a swapspace afterwards
# WARNING: use the SWAP keyword carefully, as it overwrites the data
#          on the specified partition
# 
# To create a key file:
#    hashalot -n 32 ripemd160 >/etc/crytfs.key
# or
#    dd if=/dev/urandom of=/etc/cryptfs.key bs=256 count=1
#
# To pass additional options to cryptsetup for non-LUKS partitions, use the
# fourth column.
#
# NOTE: Do not list your root (/) partition here, it must be set up
#       beforehand by the initramfs (/etc/mkinitcpio.conf).


# NAME		SOURCE DEVICE		PASSWORD		OPTIONS
#home		/dev/hda4		mypassword
#data1		/dev/hda3		"my \"password\""
#data2		/dev/hda5		/etc/cryptfs.key
#swap		/dev/hdx4		SWAP			-c aes-cbc-essiv:sha256 -s 256
#vol		/dev/hdb7		ASK

luks_var	/dev/lvm_storage/lvm_var	/etc/keys/var.key
luks_swap	/dev/lvm_storage/lvm_swap	SWAP		-c aes-xts-plain -h whirlpool -s 512
luks_tmp	/dev/lvm_storage/lvm_tmp	/etc/keys/tmp.key
	

Háčky z /etc/mkinitcpio.conf:

HOOKS="base udev autodetect keymap pata scsi sata lvm2 encrypt filesystems"
	

GRUB 2

Zdroj: Arch wiki: GRUB2.

Před chrootováním odemknout a připojit potřebné oddíly a hlavně:

mount --bind /dev /media/arch/dev

Instalace balíčku:

pacman -S grub2
	

Nastavení pro GRUB2 /boot/grub/grub.cfg:

# Config gil for GRUB2 - The GNU GRand Unified Bootloader
# /boot/grub/grub.cfg

# Timeout for menu
set timeout=0

# Default boot entry
set deafult=0

insmod lvm

# (0) Arch Linux
menuentry "Arch Linux" {
set root=(lvm_storage-lvm_boot) #/dev/sda1
linux /vmlinuz26 cryptdevice=/dev/lvm_storage/lvm_root:luks_root root=/dev/mapper/luks_root ro
initrd /kernel26.img
}
	

Novější verze GRUB 2, než je v Archu, by měla mít konfigurační soubor už generovaný.

Instalace GRUB 2:

grub-install /dev/sda

PAM_mount: připojení domovských adresářů po přihlášení

Zdroj: Ecrypted home with LUKS, pam_mount and LVM.

Záznamy oddílů z /etc/security/pam_mount.conf.xml:

<volume pgrp="users" fstype="crypt" path="/dev/lvm_storage/lvm_home_%(USER)" mountpoint="~" cypher="aes-xts-plain" />
<volume user="nik" fstype="crypt" path="/dev/lvm_storage/lvm_backup" mountpoint="/backup" cypher="aes-xts-plain" />
<volume sgrp="wine" fstype="crypt" path="/dev/lvm_storage/lvm_wine" mountpoint="/wine" cypher="aes-xts-plain" />
	

Autentizace z virtuální konzole /etc/pam.d/login:

#%PAM-1.0
auth		required	pam_securetty.so
auth		requisite	pam_nologin.so
auth		required	pam_unix.so nullok
auth		required	pam_tally.so onerr=succeed file=/var/log/faillog
auth		optional	pam_mount.so
# use this to lockout accounts for 10 minutes after 3 failed attempts
#auth		required	pam_tally.so deny=2 unlock_time=600 onerr=succeed file=/var/log/faillog
account		required	pam_access.so
account		required	pam_time.so
account		required	pam_unix.so
#password	required	pam_cracklib.so difok=2 minlen=8 dcredit=2 ocredit=2 retry=3
#password	required	pam_unix.so md5 shadow use_authtok
session		required	pam_unix.so
session		required	pam_env.so
session		required	pam_motd.so
session		required	pam_limits.so
session		optional	pam_mount.so
session		optional	pam_mail.so dir=/var/spool/mail standard
session		optional	pam_lastlog.so
	

Autentizace pomocí kdm /etc/pam.d/kde:

#%PAM-1.0
auth		required	pam_unix.so
auth		required	pam_nologin.so
auth		optional	pam_mount.so
account		required	pam_unix.so
password	required	pam_unix.so
session		required	pam_unix.so
session		required	pam_limits.so
session		optional	pam_mount.so
	

Závěr

Drobnosti podle poinstalačních tipů a KDEmod 4.3 RC2.

A příkaz, který nikdy ale opravdu nikdy nezkoušejte a už vůbec ne pod rootem:

chown -R lucka:wine /wine/lucka/*

       

Komentáře

[Shadow]

Moc pěkný návod. Zejména GRUB 2 je zajímavý, i když je škoda, že neumí bootovat ze zašifrovaných oddílů. Bylo by dobré, kdyby i /boot mohl být šifrovaný (ideálně by měl být šifrovaný i zavaděč, ale to už bychom se museli vrtat v BIOSu).

[Nicky726]

Díky, snad se to bude někomu hodit. Přinejhorším mě, až se něco pokazí nebo až budu konvertovat zbývající stroje. Ještě mi tedy zbývá zazálohovat hlavičky oddílů s klíči LUKSu.

GRUB 2 dal celkem zabrat, nedařilo se mi najít návod na tu verzi co je v Archu a na wiki nebyly kroky potřebné pro LVM. Nakonec jsem to splácal ještě z nějakých návodů na Ubuntu (kde zas mají novější verzi a generované konfiguráky). Jednu chvíli jsem si celkem nadával, že jsem nenechal ten /boot na normální partici.

[Shadow]

Díky, snad se to bude někomu hodit.

Určitě, takových návodů není nikdy dost.

Ještě mi tedy zbývá zazálohovat hlavičky oddílů s klíči LUKSu.

Doufám, že zálohovat budete nějakým způsobem i vlastní data, ne jenom LUKS hlavičky. Vlastní zálohy (dat) by pak měly být také šifrovány, nebo alespoň bezpečně uloženy. Tady mohu doporučit třeba projekt Duplicity, který umí šifrovat zálohy (a umožňuje i rozdílové zálohování).

GRUB 2 dal celkem zabrat, nedařilo se mi najít návod na tu verzi co je v Archu a na wiki nebyly kroky potřebné pro LVM. Nakonec jsem to splácal ještě z nějakých návodů na Ubuntu (kde zas mají novější verzi a generované konfiguráky). Jednu chvíli jsem si celkem nadával, že jsem nenechal ten /boot na normální partici.

On se /boot obvykle dává jako samostatný oddíl... ale tohle alespoň s GRUBem 2 jde. Horší by bylo, kdybyste LVM i s /boot postavil nad šifrovaným oddílem.

[Nicky726]

Tak data zálohuji už nějakou dobu. Je to ale poněkud krkolomné, protože nemám dostatek místa. Fotky jsou na starém notebooku a hlavní data na navíc i na flashce. Koncem léta plánuji pořídit notebook, takže bych pak měl plus mínus aktuální všechna data šifrovaně na dvou místech.

Na duplicity se ještě důkladně podívám, bylo by pak zřejmě možné využít k zálohování i nějaké veřejně dostupné služby, jestli dobře chápu, co jsem zatím zběžně pročetl. Zřejmě by šlo tento nástroj použít i na data na flashce, ale tady by asi bylo lepší použít true-crypt, který lze využít i ve windows, jen nevím, nakolik potřebuje admina, kterého ve škole nemám.

Co se týče převodu mé "pc infrastruktury" na šifrování, jsem stále ještě v začátcích.

[Shadow]

Duplicity umí ještě i komprimovat, na to jsem zapomněl. Výstupem je halda komprimovaných, šifrovaných souborů, které lze přenášet přes různé protokoly (typicky scp), takže to lze použít i pro _bezpečné_ vzdálené zálohování. Samozřejmě je možné zálohovat na localhost (protokol file://) a je možné šifrování vypnout (volba --no-encryption).

Podobným nástrojem je rdiff-backup, ale ten neumí šifrovat (AFAIK ani komprimovat). Funguje nicméně poměrně zajímavě - k aktuálním datům se dostanete přímo (ta jsou zrcadlena), rozdíly si zapisuje do vlastní adresářové struktury. K datům se tedy dostanete snadno přímo (tj. k aktuálním) a k dřívějším pomocí příslušného nástroje.

Tyto nástroje je vhodné použít pro zálohování. Pro šifrování dat, ke kterým častěji přistupujete, lze použít Truecrypt pokud chcete multiplatformní přístup (ještě by šel použít LUKS+FreeOTFE, ale ten u LUKS kontejnerů AFAIK neumí LRW/XTS, to byste musel kontejner šifrovat starším módem cbc-essiv), jinak lze uvažovat kromě LUKS o EncFS, šifrovacím souborovém systému (FUSE).

Jinak v souvislosti se šifrováním nemohu nepřipomenout Rubberhose cryptoanalysis (komiks).

[Nicky726]

Děkuji za tipy. Rdiff-backup jsem celkem spokojeně používal jako obdobu macovského Time machine. V ideálním případě by to však chtělo mít k dispozici externí disk (no snad jednou bude). Několikrát mě to zachránilo, když jsem omylem smazal to, co jsem neměl.

No je fakt, že kdyby to došlo tak moc do tuhýho, jak naznačuje ten komiks, byl by nejlepší asi v pravý čas odjištěný ruční granát.

[xkucf03]

Ad komix: to se bohužel v některých západních „vyspělých“ zemích můžeš stát, tam ti neuvěří, že jsi zapomněl heslo.

[Zdenek]

Nemusite se vrtat v BIOSu, staci kdyz PC ma TPM a tusim, ze existuji nejake patche pro GRUB.

[petr_p]

Máte někdo s TPM zkušenosti?

[xkucf03]

Špatný ohlas na WD Green Power v Linuxu?

BTW: já jsem to pojal trochu jinak – zašifroval jsem celý disk (kromě /boot) a až nad tím, jsem vytvořil LVM a logické svazky.

[Nicky726]

Tak vytvořit LVM až nad šifrovaným diskem na Hikari nemohu. PC využívá více uživatelů a já nemůžu zajistit, že všichni budou mít dostatečně silné heslo. Takto jsou jednotlivé oddíly chráněny různými hesly a pokud si jiný uživatel zvolí slabší heslo, neohrozí to má data v /home/nik, která chrání silnější heslo.

LVM nad šifrovaným diskem ale plánuju použít na budoucím notebooku, který budu používat jen já.

Jinak špatný ohlas WD Green Power v Linuxu se tu probíral v několika blozích před nějakým časem a na netu se dá najít dost různých zpráv. Rozhodl jsem se, že radši nebudu riskovat.

[Shadow]

Rozhodl jsem se, že radši nebudu riskovat

A dobře jste udělal (viz níže).

[Shadow]

Jo, WD Green jsem si koupil do RAIDu a jeho vrácení mě stálo 4 stovky. Problém je v tom, že používá tzv. inteligentní parkování, které je ovšem navrženo pouze pro Windows, který na disk zapisuje častěji (hlavičku disk parkuje ve výchozím stavu za 6 sekund nečinnosti).

V Linuxu to dopadá tak, že se šest sekund nic neděje, disk zaparkuje hlavičku, pak systém k disku přistoupí, hlavička se odparkuje, něco málo se přečte/zapíše, a tohle se opakuje, dokud za několik měsíců nedojde k překročení 300000 load/unload cyklů, které by tento disk měl oficiálně zvládat. Jinými slovy, inteligentní parkování v Linuxu funguje tak, že se disk uparkuje k smrti.

Ano, řekneš si, není problém, prostě mu přes hdparm -B 255 vypnu power management, a parkovat se nebude. Jenomže ono to nejde... jde to jedině nástrojem od výrobce, přičemž maximální nastavitelná doba nečinnosti je nějakých 25,5s nebo kolik.

WD na protesty reagoval tak, že podporuje jenom Windows, čímž přilil olej do ohně. Nakonec snad pod tlakem nějakých firem, co prodávaly linuxové NAS s WD Green disky, vydal nějaký nový firmware, který ovšem dle některých způsobuje jen to, že vypíná _počítání_ load/unload cyklů ve SMART, ale disk vesele zběsile parkuje dál.

Bohužel jsem na tohle přišel pozdě (protože jsem dlouho řešil defektní řadič), takže jsem disk vrátil se známkami používání, takže jsem platil 4 stovky, aby si ho ode mne vzali, a já si mohl koupit nějaký jiný. Tím jsem s WD na dost dlouhou dobu skončil.

[petr_p]

Narazil jsem na chybu, která se asi dlouho neprojevila, že když mám šifrovaný swap přes cryptoloop a zaberu fyzickou paměť přes mmap, tak v lepším případě mi jádro zabije daný proces, v horším případě upadne správa virtuální paměti a nezbývá než sysrq-boot. Není to ale stroprocentě reprodukovatelný, i když s vysokou pravděpodobností.

Nesetkal jste se s tím někdo? Nevíte, jestli to je vlastnost, nebo chyba cryptoloopu?

[Shadow]

Z čistě funkčního hlediska se mi to jeví jako bug. Já bych to zkusil naboznovat. Ale je otázkou, jestli dnes cryptoloop ještě někdo vyvíjí, když máme dm-crypt.

[Salamek]

jé uplně ten stejný šrot (HDD) proháním ve svém PC :-P

[Nicky726]

Tak doufám, že pevně drží...

Teď už je upgradovat ten můj šrot nad tím diskem.

[Salamek]

jj drží sestatečně , na ty mé uptajmy