■cryptsetupの暗号化方式について
以下では、暗号化アルゴリズムをaes、ハッシュアルゴリズムをsha256、キーサイズを256とした。
debian Wheezyにdm_cryptを導入
http://d.hatena.ne.jp/labunix/20130516
■dm-cryptとLUKSの組み合わせであること。
$ man cryptsetup | grep -A 1 -B 1 "cbc\-essiv\:sha256"
cryptsetup --help shows the compiled-in defaults. The current default in
the distributed sources is "aes-cbc-essiv:sha256" for both plain dm-crypt
and LUKS.
■LUKS1のコンパイルのデフォルトをセットアップしたことが分かる。
$ sudo cryptsetup --help | tail -7
Default compiled-in keyfile parameters:
Maximum keyfile size: 8192kB, Maximum interactive passphrase length 512 (characters)
Default compiled-in device cipher parameters:
loop-AES: aes, Key 256 bits
plain: aes-cbc-essiv:sha256, Key: 256 bits, Password hashing: ripemd160
LUKS1: aes-cbc-essiv:sha256, Key: 256 bits, LUKS header hashing: sha1, RNG: /dev/urandom
■key-sizeは「LUKS header」に埋め込まれる。
$ man cryptsetup | grep -A 10 "\-\-key\-size, \-s"
--key-size, -s <bits>
Sets key size in bits. The argument has to be a multiple of 8. The possi‐
ble key-sizes are limited by the cipher and mode used.
See /proc/crypto for more information. Note that key-size in /proc/crypto
is stated in bytes.
This option can be used for create or luksFormat. All other LUKS actions
will use the key-size specified in the LUKS header. Use cryptsetup --help
to show the compiled-in defaults.
■「LUKS header」をdumpすると確かに「MK bits:256」の表記がある。
「Hash spec」はデフォルトのsha1。
$ sudo cryptsetup luksClose luks
$ sudo cryptsetup luksDump luks.img
LUKS header information for /dev/loop0
Version: 1
Cipher name: aes
Cipher mode: cbc-essiv:sha256
Hash spec: sha1
Payload offset: 4096
MK bits: 256
MK digest: 54 98 43 1d a2 11 b0 0a 5b 58 7e e0 0c 3f b0 8f 1c 80 dc 60
MK salt: 07 34 a1 20 57 80 17 d7 24 ea ce 04 93 5d 1f 7b
4c 7e 78 3e e4 d8 a4 fd 5d 22 aa 0a 2f 91 bb f6
MK iterations: 8875
UUID: 417053cc-72f7-45c0-9203-2d4922d199e9
Key Slot 0: ENABLED
Iterations: 35996
Salt: e9 75 cb e4 2a 23 40 a9 a1 4a 21 06 65 dd 16 e8
da fd 8d 69 0c 49 a6 f8 16 4b d9 af 7e ad c8 8d
Key material offset: 8
AF stripes: 4000
Key Slot 1: DISABLED
Key Slot 2: DISABLED
Key Slot 3: DISABLED
Key Slot 4: DISABLED
Key Slot 5: DISABLED
Key Slot 6: DISABLED
Key Slot 7: DISABLED
■「cryptsetup」を導入すると以下のようになる。
*cipherが暗号化アルゴリズム
*hashがハッシュ化アルゴリズム
*rndが乱数生成(Random Number Generator)
$ sudo cryptsetup luksClose luks.img luks
$ grep "driver\|module\|type" /proc/crypto | awk '{if($1!="type")printf "%-30s,\t",$0"";else print $0}'
driver : sha256-generic , module : sha256_generic , type : shash
driver : sha224-generic , module : sha256_generic , type : shash
driver : cbc(aes-asm) , module : kernel , type : givcipher
driver : cbc(aes-asm) , module : cbc , type : blkcipher
driver : aes-asm , module : aes_i586 , type : cipher
driver : aes-generic , module : aes_generic , type : cipher
driver : krng , module : kernel , type : rng
driver : md5-generic , module : kernel , type : shash
■「dmcrypt」のモジュールもロードされているはず。
$ lsmod | grep dm
dm_crypt 18039 0
dm_mod 57362 1 dm_crypt
$ lsmod | grep dm | awk '{print $1}' | sudo modinfo `xargs` | grep "filename\|alias\|desc"
filename: /lib/modules/3.2.0-4-686-pae/kernel/drivers/md/dm-crypt.ko
description: device-mapper target for transparent encryption / decryption
filename: /lib/modules/3.2.0-4-686-pae/kernel/drivers/md/dm-mod.ko
description: device-mapper driver
alias: devname:mapper/control
alias: char-major-10-236
■kernelモジュールに組み込まれているアルゴリズム
「cbc(aes-asm)」 暗号化アルゴリズム
「md5-generic」 ハッシュアルゴリズム
$ find linux-3.2.41/ -type f -name "*cbc.*" -exec grep DESC {} \;
MODULE_DESCRIPTION("CBC block cipher algorithm");
MODULE_DESCRIPTION("PCBC block cipher algorithm");
MODULE_DESCRIPTION("XCBC keyed hash algorithm");
$ find linux-3.2.41/ -type f -name "*md5.*" -exec grep "DESC" {} \;
MODULE_DESCRIPTION("MD5 Message Digest Algorithm");
■krngは「Kernel Random Number Generator」の略で、
実態は「/dev/random」か「/dev/urandom」。
ボリュームキーのSALTに使われる。
RNDは「Random Number Generator」のことだと分かる。
デフォルトで「/dev/urandom」を使用している。
$ tar Jtvf linux_3.2.41.orig.tar.xz | grep "krng"
$ xzcat linux_3.2.41.orig.tar.xz | tar xvf - linux-3.2.41/crypto/krng.c
$ grep "DESC" linux-3.2.41/crypto/krng.c
MODULE_DESCRIPTION("Kernel Random Number Generator");
$ strings /sbin/cryptsetup | grep "^Use.*random"
Use /dev/random for generating volume key.
Use /dev/urandom for generating volume key.
$ grep "define.*random" cryptsetup-1.4.3/lib/random.c
$ grep -A 5 "_SALT" cryptsetup-1.4.3/lib/random.c
case CRYPT_RND_SALT:
if (crypt_fips_mode())
status = crypt_backend_rng(buf, len, quality, 1);
else
status = _get_urandom(ctx, buf, len);
break;
■moduleがkernelに組み込まれていなければ、別途ロードされている。
$ lsmod | grep "aes\|cbc\|sha"
sha256_generic 16709 0
aes_i586 16647 0
aes_generic 32970 1 aes_i586
cbc 12666 0
■以下のようにすればファイル名と何を指定できるかが「alias」で分かる。
$ lsmod | grep "aes\|cbc\|sha" | awk '{print $1}' | sudo modinfo `xargs` | grep "alias\|desc\|filename"
filename: /lib/modules/3.2.0-4-686-pae/kernel/crypto/sha256_generic.ko
alias: sha256
alias: sha224
description: SHA-224 and SHA-256 Secure Hash Algorithm
filename: /lib/modules/3.2.0-4-686-pae/kernel/arch/x86/crypto/aes-i586.ko
alias: aes-asm
alias: aes
description: Rijndael (AES) Cipher Algorithm, asm optimized
filename: /lib/modules/3.2.0-4-686-pae/kernel/crypto/aes_generic.ko
alias: aes
description: Rijndael (AES) Cipher Algorithm
filename: /lib/modules/3.2.0-4-686-pae/kernel/crypto/cbc.ko
description: CBC block cipher algorithm
■「cryptsetup」で「generating volume key」するなら、「luks1」フォーマットが使われる。
$ grep -A 1 "=.*crypt_format_" cryptsetup-1.4.3/lib/setup.c | grep -v else
r = _crypt_format_plain(cd, cipher, cipher_mode,
uuid, volume_key_size, params);
--
r = _crypt_format_luks1(cd, cipher, cipher_mode,
uuid, volume_key, volume_key_size, params);
--
r = _crypt_format_loopaes(cd, cipher, uuid, volume_key_size, params);
■以下の通り、「type: LUKS1」となっている。
$ sudo cryptsetup status luks
/dev/mapper/luks is active.
type: LUKS1
cipher: aes-cbc-essiv:sha256
keysize: 256 bits
device: /dev/loop0
loop: /home/labunix/luks.img
offset: 4096 sectors
size: 200704 sectors
mode: read/write
■LUKS1のデフォルトではユーザのパスフレーズの入力でマウントを行う。
「key-file」の指定はオプションになっている。
$ man cryptsetup | grep -A 10 "luksOpen <"
luksOpen <device> <name>
Opens the LUKS device <device> and sets up a mapping <name> after success‐
ful verification of the supplied passphrase. If the passphrase is not
supplied via --key-file, the command prompts for it interactively.
The <device> parameter can be also specified by LUKS UUID in the format
UUID=<uuid>, which uses the symlinks in /dev/disk/by-uuid.
<options> can be [--key-file, --keyfile-offset, --keyfile-size, --read‐
only, --allow-discards, --header, --key-slot, --master-key-file].
■パスフレーズにSALT無しのハッシュを使うPLAIN MODEも可能。
デフォルトでパスワードハッシュアルゴリズムは「ripemd160」を使用するがドライバはロードされていない。
$ man cryptsetup | grep -A 10 "^PLAIN MODE"
PLAIN MODE
Plain dm-crypt encrypts the device sector-by-sector with a single, non-salted
hash of the passphrase. No checks are performed, no metadata is used. There is no
formatting operation. When the raw device is mapped (created), the usual device
operations can be used on the mapped device, including filesystem creation.
Mapped devices usually reside in /dev/mapper/<name>.
There are four operations:
create <name> <device>
■gpgで暗号化した<keyfile>と組み合わせたloopaesOpen/loopaesCloseでパスフレーズの入力をしないで済むようにも設定可能。
「key-size」は「256 bits」がデフォルト。
$ man cryptsetup | grep -A 22 "loopaesOpen <"
loopaesOpen <device> <name> --key-file <keyfile>
Opens the loop-AES <device> and sets up a mapping <name>.
If the key file is encrypted with GnuPG, then you have to use --key-file=-
and decrypt it before use, e.g. like this:
gpg --decrypt <keyfile> | cryptsetup loopaesOpen --key-file=- <device>
<name>
Use --key-file-size to specify the proper key length if needed.
Use --offset to specify device offset. Note that the units need to be
specified in number of 512 byte sectors.
Use --skip to specify the IV offset. If the original device used an offset
and but did not use it in IV sector calculations, you have to explicitly
use --skip 0 in addition to the offset parameter.
Use --hash to override the default hash function for passphrase hashing
(otherwise it is detected according to key size).
<options> can be [--key-file, --key-size, --offset, --skip, --hash,
--readonly, --allow-discards].
