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@nouernet

【2024年02月版】Linuxでディスク暗号化・LUKS・cryptsetup【初心者向け】

Last updated at Posted at 2024-02-11

はじめに

Linuxで暗号化を行いたい。 LUKS か eCryptfs が使われる。
今回は、LUKS を用いて、ディスクの暗号化と復号化の手順をメモ。

環境

  • macOS上のPrallelsのUbuntu22.04
$ uname -a
Linux ubuntu03 5.15.0-94-generic #104-Ubuntu SMP Tue Jan 9 15:26:57 UTC 2024 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/Linux
$ cat /etc/lsb-release 
DISTRIB_ID=Ubuntu
DISTRIB_RELEASE=22.04
DISTRIB_CODENAME=jammy
DISTRIB_DESCRIPTION="Ubuntu 22.04.3 LTS"
  • ディスク構成は、HDD2台で、1台はOS、もう1台が今回暗号化するディスク(/dev/sdb)
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk 
├─sda1        8:1    0     1G  0 part /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part 
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm  /
sdb           8:16   0     2G  0 disk
  • マウント先は、/mnt/crypt とする

手順

マウント先の作成

$ sudo mkdir -p /mnt/crypt

暗号化

ディスクを丸ごと暗号化

  • YES を大文字で入力する
  • 暗号化のパスフレーズを入力する
$ sudo cryptsetup luksFormat /dev/sdb

WARNING!
========
This will overwrite data on /dev/sdb irrevocably.

Are you sure? (Type 'yes' in capital letters): YES
Enter passphrase for /dev/sdb: 
Verify passphrase:
  • 暗号化してもブロックデバイスとしてはぱっと見の変化なし
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk 
├─sda1        8:1    0     1G  0 part /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part 
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm  /
sdb           8:16   0     2G  0 disk

ディスクを復号化してマッピング

  • 暗号化でつかったパスフレーズを入力する
  • マッピング名を指定する、今回は cryptdisk がマッピング名
  • /dev/mapper/cryptdisk にマッピングされる
$ sudo cryptsetup open /dev/sdb cryptdisk
Enter passphrase for /dev/sdb: 
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk  
├─sda1        8:1    0     1G  0 part  /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part  /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part  
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm   /
sdb           8:16   0     2G  0 disk  
└─cryptdisk 253:1    0     2G  0 crypt 
$ ll /dev/mapper
total 0
  :
  :
lrwxrwxrwx  1 root root       7 Feb 11 01:38 cryptdisk -> ../dm-1
lrwxrwxrwx  1 root root       7 Feb 11 01:22 vg0-lv0 -> ../dm-0

パーティションの作成

$ sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/cryptdisk 
mke2fs 1.46.5 (30-Dec-2021)
Creating filesystem with 520192 4k blocks and 130048 inodes
Filesystem UUID: e5731e7a-14f3-4e23-a31d-bb264b1d37ed
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

マウント

$ sudo mount /dev/mapper/cryptdisk /mnt/crypt
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk  
├─sda1        8:1    0     1G  0 part  /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part  /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part  
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm   /
sdb           8:16   0     2G  0 disk  
└─cryptdisk 253:1    0     2G  0 crypt /mnt/crypt
$ df -h
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
  :
  :
/dev/mapper/vg0-lv0     60G  5.7G   51G  11% /
/dev/sda2              2.0G  250M  1.6G  14% /boot
/dev/sda1              1.1G  6.4M  1.1G   1% /boot/efi
/dev/mapper/cryptdisk  2.0G   24K  1.9G   1% /mnt/crypt

テストファイルの書き込み

  • 1GBのテストファイルを書き込む
$ cd /mnt/crypt/
$ sudo dd if=/dev/random of=./test.dat bs=1M count=1024 status=progress
964689920 bytes (965 MB, 920 MiB) copied, 2 s, 482 MB/s
1024+0 records in
1024+0 records out
1073741824 bytes (1.1 GB, 1.0 GiB) copied, 2.24187 s, 479 MB/s
dev@ubuntu03:/mnt/crypt$ ls -alht
total 1.1G
-rw-r--r-- 1 root root 1.0G Feb 11 02:14 test.dat
drwxr-xr-x 3 root root 4.0K Feb 11 02:14 .
drwx------ 2 root root  16K Feb 11 01:55 lost+found
drwxr-xr-x 3 root root 4.0K Feb 11 01:54 ..

テストファイルのハッシュの採取

$ md5sum test.dat 
ca12c1a7e0b7c805e01f13d93ffea3ea  test.dat

マッピングの解除

  • マウント解除し、その後、マッピング解除する
  • マウントしていると close できないので注意
$ sudo cryptsetup close cryptdisk
Device cryptdisk is still in use.
  • マウント解除前の状況
$ df -h
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
  :
  :
/dev/mapper/vg0-lv0     60G  5.7G   51G  11% /
/dev/sda2              2.0G  250M  1.6G  14% /boot
/dev/sda1              1.1G  6.4M  1.1G   1% /boot/efi
/dev/mapper/cryptdisk  2.0G  1.1G  821M  56% /mnt/crypt
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk  
├─sda1        8:1    0     1G  0 part  /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part  /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part  
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm   /
sdb           8:16   0     2G  0 disk  
└─cryptdisk 253:1    0     2G  0 crypt /mnt/crypt
  • マウント解除
$ sudo umount /dev/mapper/cryptdisk
  • マウント解除後の状況
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk  
├─sda1        8:1    0     1G  0 part  /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part  /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part  
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm   /
sdb           8:16   0     2G  0 disk  
└─cryptdisk 253:1    0     2G  0 crypt 
$ df -h
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
  :
  :
/dev/mapper/vg0-lv0   60G  5.7G   51G  11% /
/dev/sda2            2.0G  250M  1.6G  14% /boot
/dev/sda1            1.1G  6.4M  1.1G   1% /boot/efi
  • マッピングの解除
$ sudo cryptsetup close cryptdisk
  • マッピング解除後の状況
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk 
├─sda1        8:1    0     1G  0 part /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part 
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm  /
sdb           8:16   0     2G  0 disk

復号化

ディスクを丸ごと復号化

$ sudo cryptsetup open /dev/sdb cryptdisk
Enter passphrase for /dev/sdb: 
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk  
├─sda1        8:1    0     1G  0 part  /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part  /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part  
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm   /
sdb           8:16   0     2G  0 disk  
└─cryptdisk 253:1    0     2G  0 crypt

マウント

$ sudo mount /dev/mapper/cryptdisk /mnt/crypt
$ df -h
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
  :
  :
/dev/mapper/vg0-lv0     60G  5.7G   51G  11% /
/dev/sda2              2.0G  250M  1.6G  14% /boot
/dev/sda1              1.1G  6.4M  1.1G   1% /boot/efi
/dev/mapper/cryptdisk  2.0G  1.1G  821M  56% /mnt/crypt
$ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTS
  :
  :
sda           8:0    0    64G  0 disk  
├─sda1        8:1    0     1G  0 part  /boot/efi
├─sda2        8:2    0     2G  0 part  /boot
└─sda3        8:3    0  60.9G  0 part  
  └─vg0-lv0 253:0    0  60.9G  0 lvm   /
sdb           8:16   0     2G  0 disk  
└─cryptdisk 253:1    0     2G  0 crypt /mnt/crypt
$ cd /mnt/crypt
$ ls -alth
total 1.1G
-rw-r--r-- 1 root root 1.0G Feb 11 02:14 test.dat
drwxr-xr-x 3 root root 4.0K Feb 11 02:14 .
drwx------ 2 root root  16K Feb 11 01:55 lost+found
drwxr-xr-x 3 root root 4.0K Feb 11 01:54 ..

テストファイルのハッシュの比較

  • md5 が ca12c1a7e0b7c805e01f13d93ffea3ea かどうか確認する
$ md5sum test.dat 
ca12c1a7e0b7c805e01f13d93ffea3ea  test.dat

さいごに

かんたんでしたね

参考リンク

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