VeraCrypt และ LUKS เข้ารหัสไดรฟ์ข้อมูลที่ปลอดภัยจากข้อมูลเสียหายได้อย่างไร

คำถามได้รับคำตอบบางส่วน แต่ก็ยังไม่ใช่สิ่งที่ฉันกำลังมองหา ดูการอัปเดตที่ 1 ลงมา

ฉันวางแผนที่จะเข้ารหัสระบบไฟล์บางส่วนด้วย VeraCrypt และ LUKS แต่ความกลัวของฉันคือหากเกิดปัญหาเดียวฉันจะไม่สามารถเมาต์พาร์ติชันได้อีกครั้งดังนั้นจึงสูญเสียข้อมูลทั้งหมดที่เก็บอยู่ในนั้น (เนื่องจากส่วน / บล็อกที่เสียหาย, ไฟฟ้าขัดข้องระหว่างการเขียน, ข้อผิดพลาดของระบบไฟล์, ฯลฯ )

นอกจากนี้เวราคริปต์อาจมีเครื่องมือซ่อมแซมของทรูคริปต์ แต่ฉันไม่ได้นับรวมและดูกรณีจริง ๆ เพิ่มเติม

ฉันรู้เกี่ยวกับ RAID และการสำรองข้อมูล / ห้องใต้ดินด้วย แต่ไม่ใช่สิ่งที่ฉันกำลังมองหา

ดังนั้นคำถามคือความยืดหยุ่นในการเข้ารหัสพาร์ติชันด้วย VeraCrypt และ LUKS อย่างไร

อัปเดต 1 :

คำถามของฉันเกี่ยวกับความยืดหยุ่นของพาร์ติชันที่เข้ารหัสและข้อมูลมากกว่าการบันทึกคีย์หลักข้อมูลเมตาหรือส่วนหัว ปัญหาคล้ายกับไฟล์เก็บถาวร 7zip ที่เป็นของแข็ง: หากบิตเดียวเสียหายกลางคุณจะสูญเสียไฟล์เก็บถาวรทั้งหมด

พาร์ติชันที่เข้ารหัสจะมีความเสี่ยงหรือไม่ (ไม่รวมคีย์หลักข้อมูลเมตาและส่วนหัว)

ป.ล. : ขออภัยถ้าฉันไม่ตอบทันทีฉันทำงานและเดินทางไปทั่วโลก - ดังนั้นจึงทำให้โพสต์นี้เกี่ยวข้อง - และฉันมักจะเผชิญกับการบีบเวลาธุรกิจ แต่ฉันจะตอบกลับอย่างแน่นอน

ในทางปฏิบัติมันเกือบจะยืดหยุ่นกับการเข้ารหัสโดยที่ไม่มีอยู่ตราบใดที่คุณสำรองข้อมูลคีย์หลักและข้อมูลเมตาอย่างถูกต้อง

นอกเหนือจากข้อมูลเมตาความเสียหายจะส่งผลต่อบล็อกของบิตที่เสียหายโดยส่วนใหญ่แล้วจะมีขนาดเพียง 16 ไบต์เท่านั้น

สำหรับสถานการณ์ส่วนใหญ่ที่เกิดความเสียหายของข้อมูลด้วยคีย์และเครื่องมือ (เช่นรหัสผ่านและ Veracrypt / LUKS) คุณมีการเข้าถึงแบบเดียวกับดิสก์ที่ไม่มีการเข้ารหัสเช่นเดียวกับที่คุณใช้ดิสก์ที่เข้ารหัสทุกวันตามปกติ การเข้ารหัสจะเพิ่มขั้นตอนเพิ่มเติมเท่านั้น (เปิดพาร์ติชันที่เข้ารหัส) กว่าปกติ ดังนั้นในกรณีนี้มันทำงานเหมือนกับข้อมูลที่ไม่ได้เข้ารหัส

ด้วย Veracrypt หรือ Luks คุณต้องจัดเก็บคีย์หลักในดิสก์ที่เข้ารหัสด้วยรหัสผ่านของคุณ การทำลายส่วนนี้จะทำให้ข้อมูลถาวรสูญหาย สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้อย่างง่ายดายด้วยการสำรองข้อมูลคีย์หลัก (ขนาดไม่กี่กิโลไบต์) สิ่งที่ง่ายต่อการทำกับซอฟต์แวร์ทั้งสองและแนะนำสำหรับทุกคน

รายละเอียดเกี่ยวกับข้อมูลเมตาที่ไม่ใช่

ทั้ง Veracrypt และ Luks ใช้ XTS วันนี้ ในโหมดนี้มันคำนวณคีย์สำหรับทุกบล็อค ในการทำให้เข้าใจง่ายในการเข้ารหัสบล็อกiคุณใช้คีย์ที่สร้างขึ้นด้วยคีย์หลักและหมายเลขบล็อก ดังนั้นการเข้ารหัสของบล็อกหนึ่งบล็อกเป็นอิสระจากบล็อกอื่น หากคุณเสียหายข้อมูลบางอย่างมันจะถูก จำกัด การบล็อกนั้น

ใน XTS จะแบ่งบล็อกในบล็อกย่อย (จาก 16 ไบต์โดยปกติ) และสร้างคีย์และเข้ารหัสบล็อกย่อยนั้นด้วย นั่นหมายความว่าหากเราเปลี่ยนบิตเพียง 16 ไบต์เท่านั้นที่จะได้รับผลกระทบ

เช่นเดียวกับการทดสอบการเปลี่ยนเพียงเล็กน้อยในระดับเสียง Luks จะเปลี่ยน 16 ไบต์ของไฟล์ต้นฉบับเป็นคำพูดพล่อยๆ แต่อื่น ๆ 496 ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในไฟล์ 7zip จะใช้วิธีการสตรีมว่าทุกไบต์ถูกโยงโซ่ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงหนึ่งไบต์จะส่งผลกระทบต่อส่วนที่เหลือทั้งหมด - นี่ไม่ใช่กรณีที่นี่

บางคนคิดว่านี่เป็นปัญหาดังที่คุณทราบด้วยความแม่นยำ 16 ไบต์เมื่อใดและที่ใดที่คุณเปลี่ยนข้อความธรรมดาโดยเปรียบเทียบกับข้อมูลที่เข้ารหัส

ข้อมูลที่น่าสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถพบได้ในลิงค์เหล่านี้:

/crypto/6185/what-is-a-tweakable-block-cipher

/security/39306/how-secure-is-ubuntus-default-full-disk-encryption

https://en.wikipedia.org/wiki/Disk_encryption_theory

รายละเอียดเกี่ยวกับมาสเตอร์คีย์

LUKS

LUKS มีเซกเตอร์สองสามตัวในการเริ่มต้นพาร์ติชัน (หรือดิสก์) ที่มีข้อมูลเมตาการจัดเก็บวิธีการเข้ารหัสพารามิเตอร์อื่น ๆ และช่องใส่กุญแจ 8 ช่อง สำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัสดิสก์จะใช้Master Keyซึ่งเป็นหมายเลขสุ่มขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นเมื่อสร้างคอนเทนเนอร์ LUKS ในการจัดเก็บมันจะเข้ารหัสมาสเตอร์คีย์ด้วยรหัสผ่านของคุณผ่านการวนซ้ำฟังก์ชันแฮชการเข้ารหัสลับหลายครั้งผ่านรหัสผ่านและสร้างคีย์เฉพาะสำหรับสล็อตนั้น คุณสามารถมี 8 รหัสผ่านที่แตกต่างกันสำหรับดิสก์เดียวกันแต่ละอันเข้ารหัสคีย์หลักด้วยรหัสผ่านที่แตกต่างกันในช่อง เมื่อคุณเปลี่ยนรหัสผ่านมันง่ายพอ ๆ กับการเข้ารหัสคีย์หลักและไม่เปลี่ยนพาร์ติชันทั้งหมด

ดังนั้นเมื่อช่องนี้และข้อมูลเมตาเสียหายคุณจะไม่สามารถกู้คืนคีย์หลักที่ใช้ในการถอดรหัสทำให้ข้อมูลทั้งหมดบนดิสก์สูญหาย นี่เป็นวิธีที่ง่ายในการทำลายข้อมูลทั้งหมดของคุณอย่างรวดเร็ว แต่ถ้าคุณมีการสำรองข้อมูลของส่วนหัวปริมาณค่อนข้างง่ายในการกู้คืน

ด้านล่างนี้เป็นสำเนาของคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการสำรองข้อมูลที่ดึงมาจากhttps://gitlab.com/cryptsetup/cryptsetup/wikis/FrequentlyAskedQuestions#6-backup-and-data-recovery

ในขณะที่คุณสามารถคัดลอกจำนวนไบต์ที่เหมาะสมจากจุดเริ่มต้นของพาร์ติชัน LUKS วิธีที่ดีที่สุดคือใช้ตัวเลือกคำสั่ง "luksHeaderBackup" ของ cryptsetup สิ่งนี้จะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดเมื่อใช้พารามิเตอร์ที่ไม่ได้มาตรฐานในการสร้างพาร์ติชัน LUKS ตัวอย่าง:

cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>

ในการกู้คืนให้ใช้คำสั่งผกผันเช่น

cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>

หากคุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับส่วนหัวที่จะกู้คืนให้ทำการสำรองข้อมูลของส่วนหัวปัจจุบันก่อน! คุณสามารถทดสอบไฟล์ส่วนหัวได้โดยไม่ต้องกู้คืนโดยใช้ตัวเลือก --header สำหรับส่วนหัวที่แยกออกมาเช่นนี้

cryptsetup --header <file> luksOpen <device> </dev/mapper/ -name>

หากปลดล็อคกุญแจมากคุณจะดี อย่าลืมปิดอุปกรณ์อีกครั้ง

ในบางสถานการณ์ (ส่วนหัวที่เสียหาย) สิ่งนี้จะล้มเหลว จากนั้นใช้ขั้นตอนต่อไปนี้:

ก่อนอื่นให้กำหนดขนาดมาสเตอร์คีย์:

cryptsetup luksDump <device>

ให้บรรทัดของแบบฟอร์ม

MK bits:        <bits>

ด้วยบิตเท่ากับ 256 สำหรับค่าเริ่มต้นเก่าและ 512 สำหรับค่าเริ่มต้นใหม่ 256 บิตเท่ากับขนาดส่วนหัวรวม 1'052'672 Bytes และ 512 bits หนึ่งใน 2MiB (ดูที่หัวข้อ 6.12) หาก luksDump ล้มเหลวให้ถือว่า 2MiB แต่โปรดทราบว่าหากคุณกู้คืนไฟล์นั้นคุณอาจกู้คืน 1M แรกหรือมากกว่านั้นของระบบไฟล์ ห้ามเปลี่ยนระบบไฟล์หากคุณไม่สามารถกำหนดขนาดส่วนหัวได้! ด้วยวิธีนี้การกู้คืนการสำรองข้อมูลส่วนหัวที่มีขนาดใหญ่เกินไปก็ยังปลอดภัย

ประการที่สองการถ่ายโอนส่วนหัวไปยังไฟล์ มีหลายวิธีที่จะทำฉันชอบสิ่งต่อไปนี้:

head -c 1052672 <device>  >  header_backup.dmp

หรือ

head -c 2M <device>  >  header_backup.dmp

สำหรับส่วนหัว 2MiB ตรวจสอบขนาดของไฟล์ดัมพ์เพื่อให้แน่ใจ ในการกู้คืนการสำรองข้อมูลดังกล่าวคุณสามารถลอง luksHeaderRestore หรือดำเนินการขั้นพื้นฐานเพิ่มเติม

cat header_backup.dmp  >  <device>

Veracrypt

Veracrypt คล้ายกับ LUKS ฉันไม่ได้ใช้มันเหมือนตอนที่อยู่กับ Truecrypt แต่ความคิดโดยทั่วไปถืออยู่

Veracrypt มีช่องเสียบหนึ่งช่องเท่านั้นดังนั้นคุณไม่สามารถมีรหัสผ่านมากกว่าหนึ่งรายการพร้อมกันได้ แต่คุณสามารถมีไดรฟ์ข้อมูลที่ซ่อนอยู่: มันเก็บข้อมูลเมตาในตอนท้ายของพาร์ทิชัน (หรือดิสก์หรือไฟล์) ไดรฟ์ข้อมูลที่ซ่อนอยู่มีคีย์หลักที่แตกต่างกันและจะใช้จุดสิ้นสุดของพาร์ติชันเป็นพื้นที่ทับซ้อนกัน แนวคิดที่คุณควรสำรองข้อมูลเหมือนกัน ซึ่งสามารถทำได้ด้วยและTools -> Backup Volume Header Tools -> Restore Volume Headerด้วยการเข้ารหัสระบบจะใช้ในการสร้างดิสก์ที่บูตได้ด้วยการสำรองข้อมูลคีย์ซึ่งกู้คืนตัวโหลด Truecrypt และคีย์หากเกิดความเสียหายขึ้น มันทำก่อนที่มันจะเข้ารหัสอะไรและเท่าที่ฉันรู้ว่า Veracrypt ยังคงทำเช่นเดียวกัน

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมดูลิงค์นี้https://veracrypt.codeplex.com/wikipage?title=Program%20Menu

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับคีย์สำรอง

หากคุณมีรหัสผ่านที่รั่วไหลออกมาและเปลี่ยนรหัสผ่านของไดรฟ์ข้อมูลเป็นรหัสใหม่ที่แข็งแกร่งและปลอดภัยใครบางคนที่มีสิทธิ์เข้าถึงการสำรองข้อมูลจะยังคงสามารถถอดรหัสไฟล์ด้วยรหัสผ่านเก่าได้ การสำรองข้อมูลนั้นเป็นรหัสหลักที่เข้ารหัสด้วยรหัสผ่าน (เก่า) ดังนั้นเมื่อเปลี่ยนรหัสผ่านจำเป็นต้องทำการสำรองข้อมูลใหม่และทำลายรหัสผ่านเก่า และการทำลายข้อมูลอย่างถาวรอาจเป็นเรื่องหลอกลวง

สำหรับการสำรองข้อมูลทุกครั้งที่คุณมีรหัสผ่านนั้นเป็นวิธีที่เป็นไปได้ในการถอดรหัสข้อมูลด้วยรหัสผ่านนั้น ตัวอย่างนี้สามารถใช้ใน Veracrypt ได้เช่นใช้ "Universal Password" (เช่นใน บริษัท ) สำรองข้อมูลและเปลี่ยนเป็นรหัสผ่านอื่น ดังนั้นฝ่ายไอที สามารถกู้คืนการเข้าถึงไดรฟ์ข้อมูลนั้นแม้ว่าใครบางคนทำรหัสผ่านหาย (คิดว่าเป็นรหัสผ่านหลัก แต่อย่าสับสนกับรหัสหลักจากก่อนหน้านี้)

รอบชิงชนะเลิศความคิด (TL; DR)

ความน่าจะเป็นของการทำลายเซกเตอร์เฉพาะด้วยคีย์หลักนั้นมีโอกาสน้อยกว่าที่คุณมีดิสก์ที่ล้มเหลวทั้งหมด ดังนั้นหากข้อมูลนี้มีความสำคัญคุณควรมีการสำรองข้อมูลไว้เพียงส่วนหัวเสียง (คีย์หลัก)

และความเสียหายของข้อมูลจะแพร่กระจายเพียงเล็กน้อย (16 ไบต์) ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่

ดังนั้นบล็อกที่ไม่ดีที่อยู่ตรงกลางของพาร์ติชันหรือดิสก์จะมีผลกับบล็อกนั้นเท่านั้น และข้อผิดพลาดเล็กน้อยในเซกเตอร์นั้นถูก จำกัด ไว้ที่เซกเตอร์นั้นและจะไม่ส่งผลกระทบต่อเซกเตอร์ทั้งหมด 512 ไบต์

Update (23/01/2017): เพิ่มข้อมูลเพิ่มเติมตามความคิดเห็น OP

ฉันได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความยืดหยุ่นของคอนเทนเนอร์ VeraCrypt / TrueCrypt ด้านล่าง

จากVeracrypt data เสียหาย :

TC / VC จัดเก็บส่วนหัวของไดรฟ์ที่สอง: ที่เริ่มต้นและตอนท้ายของไดรฟ์ อันที่จุดเริ่มต้นเป็นตัวหลักและตัวที่ท้ายเพื่อสำรองข้อมูล กลไกนี้มักจะเพียงพอที่จะเปิดใช้งานการเข้าถึงเมื่อส่วนหนึ่งของไดรฟ์ได้รับความเสียหายหรือเสียหายเนื่องจากความเสียหายมักจะอยู่ในเครื่อง หากความเสียหายเกิดขึ้นกับทั้งการเริ่มต้นและการสิ้นสุดของไดรฟ์แสดงว่าไดรฟ์นั้นเกือบตายแล้ว

โปรดทราบว่าในกรณีที่ไดรฟ์เสียหายหรือเสียหายคุณจะมีข้อมูลสูญหายเช่นเดียวกับเมื่อคุณไม่ใช้การเข้ารหัส ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าคุณจะสามารถเมานต์โวลุ่มได้ข้อมูลที่อ่านอาจเสียหาย ดังนั้นให้คิดถึงการสำรองข้อมูลเสมอเพราะการเข้ารหัสไม่ได้ป้องกันความเสียหายของข้อมูล

จากเวราคริปต์คำถามที่พบบ่อย :

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อส่วนหนึ่งของโวลุ่ม VeraCrypt เสียหาย

ในข้อมูลที่เข้ารหัสหนึ่งบิตที่เสียหายมักจะเสียหายทั้งบล็อก ciphertext ที่มันเกิดขึ้น ขนาดบล็อกของไซเฟอร์เท็กซ์ที่ VeraCrypt ใช้คือ 16 ไบต์ (เช่น 128 บิต) โหมดการทำงานที่ VeraCrypt ใช้นั้นช่วยให้มั่นใจได้ว่าหากข้อมูลเกิดความเสียหายภายในบล็อกบล็อกที่เหลือจะไม่ได้รับผลกระทบ

ฉันจะทำอย่างไรเมื่อระบบไฟล์ที่เข้ารหัสในโวลุ่ม VeraCrypt ของฉันเสียหาย

ระบบไฟล์ภายในวอลลุ่มของเวราคริปต์อาจเสียหายในลักษณะเดียวกับระบบไฟล์ใด ๆ ที่ไม่ได้เข้ารหัสตามปกติ เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้นคุณสามารถใช้เครื่องมือซ่อมแซมระบบไฟล์ที่มาพร้อมกับระบบปฏิบัติการของคุณเพื่อแก้ไข ใน Windows เป็นเครื่องมือ 'chkdsk' VeraCrypt มอบวิธีการที่ง่ายในการใช้เครื่องมือนี้ในโวลุ่ม VeraCrypt: คลิกขวาที่โวลุ่มที่เมาท์ในหน้าต่างหลักของเวราคริปต์ (ในรายการไดรฟ์) และจากเมนูบริบทให้เลือก 'ซ่อมแซมระบบไฟล์'

ความเสียหายของข้อมูลขนาดเล็กควรมีผลเฉพาะที่และจะไม่ทำลายภาชนะทั้งหมด อย่างไรก็ตามฉันแนะนำให้เข้ารหัสลับโวลุ่มทั้งหมด / พาร์ติชันและโดยเฉพาะไดรฟ์ระบบเนื่องจากการกู้คืนอาจมีความซับซ้อนมากขึ้น ทำการสำรองข้อมูลที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนหัวของปริมาณ และจำไว้ว่าเช่นเดียวกับดิสก์หรือโฟลเดอร์จริงความเสียหายในส่วนหัวของดิสก์ / ไฟล์อาจทำให้การกู้คืนข้อมูลทำได้ยากและอาจต้องใช้ยูทิลิตี้ขั้นสูง

ฉันเชื่อว่า LUKS ไม่มีส่วนหัวที่สองบนดิสก์ดังนั้นคุณต้องระวังให้มากขึ้นเกี่ยวกับการสำรองข้อมูล

ขอบคุณทุกคำตอบที่ผู้ใช้ให้มาคำตอบที่ชัดเจนนั้นเสร็จสมบูรณ์ 100%

ฉันไม่มีเวลามากในวันนี้ดังนั้นฉันจะแก้ไขคำตอบ "ของฉัน" ในภายหลัง เนื่องจากคำตอบทั้งหมดที่ผู้คนให้ไว้ที่นี่มีประโยชน์อย่างสมบูรณ์นี่จะเป็นการสรุปสิ่งที่พวกเขาพูดพร้อมกับสิ่งที่ฉันค้นพบ

อย่างไรก็ตามนี่คือหนึ่งในการค้นพบของฉันที่จะบั่นทอนความสับสนมากมายที่ฉันได้พบและส่วนใหญ่เกี่ยวข้อง ... ความหมายของบล็อกคืออะไรเพราะเป็นคำที่ใช้มากเกินไปและผิดพลาด:

https://sockpuppet.org/blog/2014/04/30/you-dont-want-xts/

นอกจากนี้คุณจะพบวิธี "มาตรฐาน" ในการพูดคุยเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ ที่นี่และหลีกเลี่ยงความสับสน 'บล็อก':

/superuser/1176839/what-are-every-possible-names-of-hard-drives-structure-parts

ในระยะสั้นคุณสามารถเปลี่ยนบล็อกที่เข้ารหัสที่มีคำว่า "400" เป็น "800" ซึ่งหมายความว่าเลเยอร์ระดับบล็อกที่เข้ารหัสนั้นไม่มั่นคงอย่างสมบูรณ์แทนที่จะเชื่อว่า "สิ่งนี้จะทำหน้าที่เหมือนระบบไฟล์ปกติ" (เช่นคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Veracrypt)

นอกจากนี้ฉันควรสะดุดลิงค์นั้นสองเดือนที่ผ่านมา:

/unix/321488/full-image-of-internal-hdd-drive-dd-dd-rescue-with-truecrypt-bad-sectors/

เนื่องจากเวราคริปต์เป็นทางแยกของทรูคริปต์มันจึงใช้งานได้อย่างแน่นอน

PS:

คำตอบเพิ่มเติมใด ๆ ยังคงยินดีต้อนรับและจะถูกเพิ่มไปยังคำตอบ "ของตัวเอง" ของฉัน