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使用 cryptsetup 加密 swap

Swap 分区不利于系统安全。当 RAM 中的数据被写入到硬盘等永久存储设备时,就会面临更高的数据泄漏风险。如果内存中的密钥恰好被写入到了 Swap 中,就大大降低了攻击者的难度,只需要简单得进行数据恢复,无论是什么加密算法都不在话下。不过,随着现在的计算机内存容量越来越来,Swap 的使用已经没有那么广泛了。

不过,很多情况下 Swap 依然是非常有用的,这时候我们可以使用 cryptsetup 对 Swap 加密一下消除安全隐患,整个过程非常简单,也不需要记忆任何的密钥。作为副作用,这意味着系统无法在关机后解密 Swap,因此无法休眠了,此外,写入 Swap 时的 CPU 占用率也会有所上升,但如果你的 CPU 支持 AES 指令集,影响会十分有限。

思路非常简单,首先,我们使用 cryptsetup 使用一个随机密钥打开 Swap 分区或文件,然后,再将 cryptsetup 在 /dev/mapper/ 中创建的抽象设备作为 Swap 使用。由于密钥是随机的,因此每次抽象设备中的数据也都是完全随机的,我们在使用之前还需要重新 mkswap 创建 Swap。

我们假设已经有一个 Swap 文件位于 /swap,因此抽象设备将是 /dev/mapper/swap。如果你使用其他文件或分区自然没有问题,记得手工执行 cryptsetup 并观察一下 /dev/mapper 里的设备叫什么名字。如果你想自己创建 /swap,别忘了在创建后使用 chmod 600 /swap 保护原始文件。

cryptsetup open --type plain /swap swap --key-file /dev/urandom 
chmod 600 /dev/mapper/swap 
mkswap /dev/mapper/swap
swapon /dev/mapper/swap

创建此脚本,赋予可执行权限,并执行此脚本,Swap 立刻可以使用了。由于这是一个一次性 Swap,我们并不需要关闭它,但如果测试需要,可以这样:

swapoff /dev/mapper/swap
cryptsetup close /dev/mapper/swap

为了方便,我使用了一个 Systemd 的 Unit 文件来做到自动挂载。

[Unit]
Requires=swap.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/sbin/encrypted-swap
Type=oneshot

[Install]
WantedBy=multi-user.target

其中 Requires=swap.target 代表此脚本在 Systemd 执行内建的 swap 服务后执行,避免可能的竞态条件;/usr/local/sbin/encrypted-swap 代表脚本的位置;Type=oneshot 代表此服务只运行一次,然后立刻退出。首先关闭现有的 Swap,把此文件命名为 encrypted-swap.service,并 systemd start encrypted-swap 看看是否正常,若正常便可 systemctl enable encrypted-swap 开机自启动了。如果你有现有的自动挂载 Swap 配置,如 /etc/fstab,你需要手工取消,避免冲突。

此外,cryptsetup 加密 plain 文件的默认算法是 aes-cbc-essiv:sha256,没有安全问题。你可以使用 cryptsetup --help 查看默认的 plain 类型加密算法。

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3 Comments

  1. 没有折中的方案么?比如利用TPM储存密钥从而可以休眠的或者把密钥RSA加密后要求用智能卡解密

  2. 可以可以~回头试试

  3. 这都武装到swap了啊。为了安全,也是拼了

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