dm-crypt

dm-crypt ist ein Kryptographie-Modul des Device Mappers im Linux-Kernel. dm-crypt kann Daten mit verschiedenen Algorithmen ver- und entschlüsseln, dies kann auf beliebige Gerätedateien angewandt werden, in den meisten Fällen Partitionen, Festplatten oder logische Laufwerke (LVM). Es wird eine zusätzliche Schicht zwischen verschlüsselten Rohdaten und dem Dateisystem aufgebaut. Für den Benutzer geschieht dies transparent. dm-crypt eignet sich zur Festplattenverschlüsselung von Partitionen, kompletten Laufwerken, aber auch allen anderen blockorientierten Geräten wie etwa logischen Laufwerken (LVM) oder loop devices. dm-crypt unterstützt eine Vielzahl von Verschlüsselungsalgorithmen, da es die Crypto API des Linuxkernels nutzt.

Einen anderen Ansatz verfolgt die (transparente) Dateiverschlüsselung, bei der das Dateisystem für die Ver- und Entschlüsselung zuständig ist.

Anwendung

Festplattenverschlüsselung zum Schutz sensibler Daten gegen (Offline-)Diebstahl, insbesondere für mobile Geräte wie Notebooks.
Schutz gegen Datenwiederherstellung von Datenträgern.

Verschlüsselungsparameter

dm-crypt unterstützt verschiedene Verschlüsselungs-Algorithmen und -Betriebsmodi. Sie werden in einem speziellen Format angegeben (optionale Teile sind in eckigen Klammern angegeben):<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:dm-crypt: Linux kernel device-mapper crypto target|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=dm-crypt: Linux kernel device-mapper crypto target}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/DMCrypt%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=dm-crypt: Linux kernel device-mapper crypto target}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/DMCrypt}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=dm-crypt: Linux kernel device-mapper crypto target}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2013-04-23 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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cipher[:keycount]-chainmode-ivmode[:ivopts]

Die einzelnen Felder bedeuten:

cipher: Name des verwendeten Verschlüsselungsalgorithmus. Beispiel: aes, twofish
keycount: optionales Feld für Verschlüsselungen mit mehreren Schlüsseln (um zu loop-aes kompatibel zu sein)
chainmode: Verschlüsselungsmodus, z. B. ecb, cbc
ivmode: Art des Initialisierungsvektors, sofern der Verschlüsselungsmodus einen benötigt. Beispiele: plain, essiv, lmk
ivopts: Optionaler Parameter für ivmode, sofern benötigt. z. B. der verwendete Hash beim essiv-Modus: sha256

Beispiele:

`twofish-ecb`	Twofish-Algorithmus im ECB-Modus (nicht empfehlenswert)
`aes:64-cbc-lmk`	AES-Algorithmus im CBC-Modus, im 64-Schlüssel-Modus, mit Initialisierungsvektorverfahren kompatibel zu loop-aes
`aes-cbc-essiv:ripemd160`	AES im CBC-Modus, wobei die Initialisierungsvektoren mit dem RIPEMD-160-Hashalgorithmus berechnet werden

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Erweiterung mit LUKS

Eine gängige Erweiterung ist LUKS („Linux Unified Key Setup“), welche die verschlüsselten Daten um einen Header erweitert, in dem Metadaten sowie bis zu acht Schlüssel gespeichert werden. Vorteile gegenüber „reinem“ dm-crypt sind: ein standardisiertes Format, Informationen über die Art der Verschlüsselung im Header, Vergabe von bis zu acht Schlüsseln sowie die Änderung und Löschung von Schlüsseln ohne Umschreiben der verschlüsselten Daten.

Da der Header, den LUKS in den Container schreibt, eine Klartext-Kennung, den verwendeten Verschlüsselungs- und Hash-Algorithmus und die Größe des Masterschlüssels enthält, sind eine automatische Erkennung und einfache Verwaltung von LUKS-Containern möglich. Es macht die Verschlüsselung aber auch gegenüber Dritten und Angriffsprogrammen erkennbar. Damit wird eine glaubhafte Abstreitbarkeit schwierig bis unmöglich. Der LUKS-Header inkl. Schlüsseldaten verkleinert außerdem den nutzbaren Speicherplatz auf dem Medium um 1028 KiB (Standardeinstellung). Im Gegensatz zu den zentralen Metadaten verschiedener Dateisysteme, wie z. B. dem Superblock bei ext2, werden diese für den Betrieb des Datenträgers wichtigen Daten nicht auf dem Medium verteilt repliziert gespeichert. Wenn sie überschrieben werden oder aufgrund eines Hardwaredefektes nicht mehr ausgelesen werden können, sind die Nutzdaten auf dem Medium ohne ein Backup des Headers (das das Verwaltungsprogramm cryptsetup ermöglicht) nicht mehr zu entschlüsseln.

On-Disk-Format

Eine mit LUKS verschlüsselte Festplattenpartition besitzt folgenden Header (Mehrbytewerte sind dabei im Big-Endian-Format abgespeichert, Klartext-Bezeichner sind dabei mit Nullbytes aufgefüllt, wenn sie kürzer als der vorgesehene Speicherplatz sind):

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000	000_hex	char[6]	Magische Zahl {'L', 'U', 'K', 'S', 0xBA, 0xBE }
006	006_hex	uint16_t	LUKS-Version (bei LUKS1 0x0001)
008	008_hex	char[32]	Name des Chiffrieralgorithmus (z. B. "twofish" oder "aes")
040	028_hex	char[32]	Name des Chiffriermodus (z. B. "cbc-essiv:sha256")
072	048_hex	char[32]	Name der Hashfunktion (z. B. "sha1" oder "ripemd160")
104	068_hex	uint32_t	Offset zu den Daten (in Sektoren)
108	06C_hex	uint32_t	Anzahl der Schlüsselbytes
112	070_hex	char[20]	Prüfsumme des PBKDF2-Masterschlüssels
132	084_hex	char[32]	Salt des PBKDF2-Masterschlüssels
164	0A4_hex	uint32_t	Anzahl der PBKDF2-Iterationen (Default: 10)
168	0A8_hex	char[40]	UUID der Partition (im üblichen Hex-Format, z. B. "504c9fa7-d080-4acf-a829-73227b48fb89")
208	0D0_hex	(48 Bytes)	Keyslot 1 (siehe unten)
…
544	220_hex	(48 Bytes)	Keyslot 8 (siehe unten)
592 Bytes total

Jeder der acht Keyslots besitzt dabei folgendes Format:

Format eines LUKS-Keyslots
Offset	Datentyp	Inhalt
00	uint32_t	Status: Aktiv=0x00AC71F3; Inaktiv=0x0000DEAD
04	uint32_t	Anzahl der Iterationen für PBKDF2
08	char[32]	Salt für PBKDF2
40	uint32_t	Startsektor für Schlüsseldaten
44	uint32_t	Anzahl der Anti-Forensic-Stripes (Default: 4000)
48 Bytes total

Vergleich von LUKS gegenüber einfachem dm-crypt

Die nachfolgende Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Je nach Einsatzzweck variiert außerdem die Relevanz der einzelnen Eigenschaften, so dass diese Auflistung keine allgemein gültige Wertung von LUKS ermöglicht.

Klartextheader: {{safesubst:#switch: {{#switch:de

|nds |als |ksh |pdc |de-at |de-ch |de-formal |de = de |#default=de }} | de = Pro | en = Support | es = A favor | fr = Pour | it = Concordo | nl = Voor | pl = Za | ru = За | #default = Pro }} ermöglicht Skripte ohne externe Konfiguration zum automatischen Einbinden des Datencontainers