Ce document décrit un des moyens de chiffrer votre disque dur, y compris le système de fichiers racine. Il est destiné aux utilisateurs expérimentés et tente d'affronter les difficultés du chiffrement du système de fichiers racine de façon directe.

PRÉREQUIS :

Cette astuce nécessite une connaissance suffisante de BeyongLinuxFromScratch ainsi que des logiciels suffisamment à jour. Vous devez être à l’aise pour construire un logiciel, trouver, lire et comprendre toute autre documentation pertinente. Vous devez savoir comment configurer un initramfs. (Voir filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt dans la documentation du noyau). Vous devez connaître la raison pour laquelle vous voulez un système de fichiers chiffré et vous devez comprendre les menaces contre lesquelles vous essayez de vous protéger. Vous devez aussi comprendre les insuffisances et les problèmes de sécurité si vous suivez les instructions contenues dans cette astuce.

Vous devez avoir une sauvegarde complète de votre système dans un endroit sûr ! Ceci implique un périphérique de démarrage alternatif.

Vous DEVEZ ABSOLUMENT LIRE ET COMPRENDRE CETTE ASTUCE AVANT DE MODIFIER VOTRE SYSTÈME !

1. C’est à quel sujet ?

Cette astuce parle du chiffrement de toutes les partitions de votre disque dur sauf une en utilisant LUKS pour dm-crypt. Nous démarrerons à partir d’une petite partition non chiffrée en utilisant initramfs pour déchiffrer le système de fichiers racine. Cette astuce suppose la présence d’une petite partition disponible pour démarrer. La taille de cette partition devrait être entre 10 et 15 Mo afin qu’elle puisse contenir plus d’un noyau et plus d’une image initramfs pour les tests et les mises à jour. Évitez de créer une partition plus grande car à chaque démarrage une somme de contrôle de cette partition sera calculée, et c’est un processus qui prend du temps.

2. Logiciels nécessaires et dépendances

2.1 Logiciels présents dans le livre BLFS

Vous avez besoin d’installer popt, car cryptsetup en dépend. Vous aurez également besoin de uuencode pour créer les fichiers contenant les clés. Uuencode est inclus dans shareutils et gmime qui a d’autres dépendances listées dans le livre BLFS. Pour créer l’initramfs, vous aurez besoin de cpio.

2.2 Logiciels absents du livre BLFS

2.2.1 devmapper

Récupérez-le sur packages.debian.org/stable/source/devmapper Compilez et installez-le. Nécessaire à cryptsetup.

2.2.2 cryptsetup avec l’extension LUKS

Récupérez-le sur code.google.com/p/cryptsetup. Compilez et installez-le. Nécessaire pour gérer les partitions chiffrées.

2.2.3 busybox

Récupérez-le sur www.busybox.net. La configuration minimum requise comprend :

cp
hush (shell interactif non requis)
mount (avec le support pour de nombreux drapeaux -o ) et
switch_root.

Compilez-le, mais NE L’INSTALLEZ PAS. Conservez l’exécutable et nommez-le busybox-minimum. Ensuite, Re-configurez busybox pour un environnement de bureau complet. Vous aurez besoin de tous les outils et utilitaires standards pour le chiffrement initial de votre partition racine et pour cibler les problèmes éventuels (N’oubliez pas mkefs). Nommez cet exécutable busybox-large ou quelque chose d’approchant. De même, il n’est pas nécessaire de l’installer.

3. Recompiler le noyau

Choisissez l’algorithme que vous voudriez utiliser pour chiffrer votre disque dur. Notez que c’est une décision cruciale et vous devriez vous renseigner plus avant. (Voir la section Remerciements). Les modules appropriés doivent être compilés (en dur, pas comme modules) dans le noyau. Par exemple, vous pouvez utiliser la méthode twofish-cbc-essiv:sha256.

A partir du menu Device Drivers -> Multiple devices driver support de la configuration du noyau, sélectionnez aussi les options Device mapper support et crypto target.

Dans la section Device Drivers -> Block Devices, sélectionnez RAM block device support , et dans General setup, sélectionnez Initial RAM filesystem.

NOTE : vous devez démarrer ce nouveau noyau avant d’aller plus loin.

4. Chiffrer les partitions autres que le système de fichiers racine et autre que celle d’échange

Vous devez modifier votre système pour qu’il puisse gérer les partitions chiffrées. Dans un premier temps, nous modifions le système pour qu’il puisse gérer les partitions autres que le système de fichiers racine. Il est fortement recommandé que vous conserviez une sauvegarde de tous les fichiers que vous modifierez par la suite.

4.1 Chiffrer les partitions

NOTE : Ce document décrit comment chiffrer chaque partition séparément. Si vous avez plus d’un disque dur dans votre système, vous pourriez vouloir chiffrer tout le périphérique, y compris la table de partitions. Utiliser la méthode décrite dans ce document laisse la table des partitions en clair, vous exposant à une attaque. Considérez ceci comme un risque potentiel pour votre sécurité.

PIÈGES ! Si /usr est une partition séparée, cryptsetup et toutes les bibliothèques nécessaires à son exécution doivent être placés sur la partition racine. Utilisez ldd cryptsetup pour les trouver. Il peut être nécessaire de passer au niveau d’exécution 1 pour pouvoir démonter /usr. Assurez-vous également que le shell de root n’utilise pas de bibliothèques sur cette partition. Si nécessaire, compilez un shell lié de façon statique à l’usage de root.

La procédure pour chaque partition est la suivante :

Créez autant de clés que vous voulez pour la partition, par exemple :
```
head -c 2880 /dev/urandom | uuencode -m - | head -n-1 | tail -n+2 > keyfile
```
ou utilisez une phrase de passe facile à retenir.
Faites une sauvegarde sécurisée de vos clés et sécurisez le fichier de clés par chmod 0400 ou autre. Vos clés de sauvegarde doivent absolument être sécurisées (i.e. pas sur votre ordinateur). Souvenez-vous, si vous perdez votre clé, vous ne serez définitivement plus capable d’accéder à vos données !
Faites une sauvegarde des données présentes sur la partition.
Démontez la partition.
Créez une partition chiffrée (Toutes les données présentes sur cette partition seront perdues). Lancez
```
cryptsetup -c $algorithme-chiffrement luksFormat /dev/sd?? $fichier_de_clés
```
Remplacez $algorithme-chiffrement, /dev/sd?? et $fichier_de_clés avec les valeurs correspondantes.
Éventuellement, ajoutez d’autres clés à la partition. Lancez
```
cryptsetup -y -d $fichier_de_clés luksAddKey /dev/sd??
```
Remplacez $fichier_de_clés de la même façon que plus haut et /dev/sd?? par la partition correspondante.
Ouvrez la partition chiffrée. Lancez
```
cryptsetup -d $fichier_de_clés luksOpen /dev/sd?? sd??
```
Remplacez $fichier_de_clés et /dev/sd?? par les valeurs correspondantes. Remplacez sd?? par un nom ayant du sens. Si tout s’est bien passé, la partition non chiffrée apparaîtra comme /dev/mapper/sd?? où sd?? est le nom que vous avez choisi.
Créez un système de fichiers sur la partition. Lancez
```
mkefs.$QUELQUECHOSE /dev/mapper/sd??
```
Remplacez $QUELQUECHOSE par le type de système de fichiers que vous voulez utiliser (par exemple ext2) et /dev/mapper/sd?? par la partition correspondante.
Modifiez /etc/fstab Puisque le périphérique de la partition chiffrée a changé, vous devez préciser au système de fichiers où les trouver. Modifiez le périphérique en insérant mapper/ dans le champ du périphérique.

Exemple :
```
/dev/sda4 /home ext2 defaults 1 2
```
devient :
```
/dev/mapper/sda4 /home ext2 defaults 1 2
```
Montez le système de fichiers avec mount /dev/mapper/sd??
Copiez les données sur la partition.

4.2 Configurer le système pour qu’il monte et déchiffre automatiquement le(s) partition(s)

Créez un script de démarrage qui déchiffrera votre partition chiffrée. On suppose que les phrases de passe sont stockées dans /etc/crypt par exemple. Notez que conserver des phrases de passe sur le disque peut poser des problèmes de sécurité ! Utilisez le modèle pour les scripts de démarrage fournis dans BLFS et faites-les exécuter :

/sbin/cryptsetup -d /etc/crypt/$PARTITION.key luksOpen \
   /dev/$PARTITION $PARTITION

pour chaque partition chiffrée autre que la partition racine et le(s) partition(s) d’échange.

Exemple :

#!/bin/sh
########################################################################
# Début de $rc_base/init.d/cryptsetup
#
# Description : Rend disponible les systèmes de fichiers chiffrés pour être
#                               montés et nettoyés après
#
# Auteur      : Lars Bamberger
#
# Version     : 00.01
#
# Notes       : Il ne devrait pas être exécuté automatiquement avec un autre
#               argument que "start". Durant l'arrêt et le redémarrage, il
#               suffit de démonter les systèmes de fichiers. /dev/mapper/*
#               disparaîtra quand le noyau s'arrête ou redémarre.
#
########################################################################

. /etc/sysconfig/rc
. ${rc_functions}
PROC=/sbin/cryptsetup

case "${1}" in
        start)
                boot_mesg "luksOpen Home..."
                $PROC -d /etc/crypt/home.key luksOpen /dev/sda4 sda4
                evaluate_retval
        stop)
                boot_mesg "luksClose Home..."
                $PROC luksClose sda4
                evaluate_retval
                ;;
        reload)
                boot_mesg "Reloading home..."
                $PROC reload sda4
                evaluate_retval
                ;;
        restart)
                ${0} stop
                sleep 1
                ${0} start
                ;;
        status)
                $PROC status sda4
                ;;
        *)
                echo "Usage: ${0} {start|stop|reload|restart|status}"
                exit 1
                ;;
esac
# Fin de $rc_base/init.d/cryptsetup

Maintenant, avant de continuer, assurez-vous que tout ce qui a été fait jusqu’à présent fonctionne comme prévu. Familiarisez-vous avec cette manière de chiffrer vos partitions. Créez un lien symbolique pour que le script soit lancé au démarrage :

cd /etc/rc.d/rcsysinit.d
ln -s ../init.d/cryptsetup S19cryptsetup

Vérifiez une nouvelle fois que le démarrage, le redémarrage, l’arrêt etc fonctionnent comme prévu.

5. Un mot sur le chiffrement de(s) partition(s) d’échange

N’oubliez pas de chiffrer vos partitions d’échange. Beaucoup de données intéressantes se trouvent sur les espaces d’échange. Ne considérez pas que vos données sont en sûreté si vous n’utilisez pas des espaces d’échange chiffrés.

En théorie, les données présentes sur le(s) partition(s) d’échange n’ont pas besoin d’être cohérentes entre les redémarrages. Cela signifie que nous pourrions créer un nouvel espace de d’échange au démarrage en utilisant une clé de chiffrement aléatoire (donc différente) à chaque démarrage. De cette façon vous n’avez pas à vous soucier de la gestion des clés de chiffrement pour l’espace d’échange et vous n’aurez pas à les stocker (sauf en mémoire). On pourrait considérer cela comme une sécurité supplémentaire. Néanmoins, si vous suspendez votre système (en RAM ou sur disque), les données de l’espace d’échange doivent rester cohérentes. Vous devrez donc traiter la/les partition(s) d’échange comme si c’étaient des partitions standards, ce qui signifie que vous devrez les chiffrer comme expliqué plus haut.

6. Chiffrer le système de fichiers racine

Il n’est pas possible de chiffrer le système de fichiers racine comme les autres partitions, car le système s’exécute dessus. L’idée est de créer un initramfs contenant tous le nécessaire pour chiffrer (et déchiffrer) le système de fichiers racine (Voir la documentation du noyau pour les détails : filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt).

Vous aurez besoin des répertoires standards (bin, sbin, usr/{bin,sbin}, proc, sys, dev, lib). Dans bin, nous mettons busybox-large (renommé en busybox), ainsi qu’un lien symbolique vers busybox appelé hush. Copiez cryptsetup vers sbin. Placez quelques périphériques utiles dans dev : console, null, sd??, ainsi qu’un répertoire mapper contenant control. Puis faites une copie de dev :

cp -a dev init-dev

Dans lib (et dev) placez tout ce qui est nécessaire à l’exécution de busybox et cryptsetup.

Le script d’initialisation est le suivant :

#!/bin/hush
/bin/busybox mount -t proc proc /proc
/bin/busybox mount -t sysfs sysfs /sys
/bin/busybox mount -t tmpfs tmpfs /dev
/bin/busybox cp -a /init-dev/* /dev
/bin/busybox --install -s
exec /bin/busybox hush

Placez tout cela dans un répertoire (init sera là et non pas dans sbin), placez-vous dans ce répertoire puis créez l’image en utilisant

find . | cpio --quiet -H newc -o | gzip -9 -n > /boot/imagefile.img

Transmettez l’argument initrd approprié au noyau lors du démarrage (par exemple initrd (hd0,0)/initramfs.img) et vous atterrirez dans un shell hush après le démarrage du système.

PIÈGE ! Cryptsetup a besoin que /proc et /sys soient montés. Il requiert aussi le répertoire /dev. Puisque nous voulons sauvegarder /dev quand nous lancerons switch_root plus tard, nous le monterons comme tmpfs. Cela signifie que les périphériques de /dev seront absents, il faut qu’on les copie dans /dev. Notez bien que vous avez besoin que ‘null’ et ‘console’ soient présents dans /dev avant de monter tmpfs dans /dev.

Une fois dans le shell, chiffrez votre système de fichiers racine comme n’importe quel autre partition comme décrit plus haut. N’oubliez pas la sauvegarde ! Assurez-vous absolument d’être capable à coup sûr de monter et d’accéder à la sauvegarde non chiffrée du système de fichiers racine depuis le shell hush !

Ensuite, créez la partition racine chiffrée. Notez que la phrase de passe ne sera stockée nul part sur le disque, donc lancez :

cryptsetup -y -c $algorithme_de_chiffrement luksFormat /dev/sd??

pour créer le système de fichiers racine chiffré. Remplacez $algorithme_de_chiffrement et /dev/sd?? par leurs valeurs respectives. Ensuite, ouvrez la partition, formatez-la et restaurez la sauvegarde :

cryptsetup luksOpen /dev/sd?? sd??
$BACKUPROOTFS/mkefs.$TYPE /dev/mapper/sd??
mkdir /new-root
mount -t $FSTYPE /dev/mapper/sd?? /new-root
cp -a $BACKUPROOTFS /new-root

PIÈGES ! Puique votre ancien système de fichiers racine n’est pas monté, vous ne devriez pas être capable d’exécuter mkefs à cause de bibliothèques manquantes. Vous pouvez, soit copier ce qui est nécessaire à un emplacement accessible à l’éditeur de liens, soit utiliser la version de mkfs fournie avec busybox. Assurez-vous que busybox est configuré en conséquence.

Ensuite, modifiez /etc/fstab (sur /new-root) pour prendre en compte le nouveau périphérique de système de fichiers racine. Modifiez aussi le script cryptsetup comme décrit plus bas (7. PIÈGE).

7. Déchiffrer la partition racine lors des démarrages suivants

Comme au 6., créez un initramfs. La différence est que nous utilisons à présent l’exécutable “busybox-minimum” et que vous aurez besoin d’un répertoire supplémentaire new-root. N’oubliez pas le lien symbolique ‘hush’. L’initialisation est comme suit : (remplacez sd?? par le périphérique racine et ajustez le type de système de fichiers).

#!/bin/hush
/bin/busybox mount -t proc proc /proc
/bin/busybox mount -t sysfs sysfs /sys
/bin/busybox mount -t tmpfs tmpfs /dev
/bin/busybox cp -a /init-dev/* /dev
/sbin/cryptsetup luksOpen /dev/sd?? sd??
/bin/busybox mount -r -t ext2 /dev/mapper/sd?? /new-root
/bin/busybox mount --move /proc /new-root/proc
/bin/busybox mount --move /sys /new-root/sys
/bin/busybox mount --move /dev /new-root/dev
exec /bin/busybox switch_root /new-root /sbin/init $@

PIÈGE ! Vous voulez conserver /proc, /sys et /dev après switch_root car cryptsetup les utilise. D’où la commande mount --move. Notez que /dev/mapper/sd?? (le périphérique racine) ne sera plus là quand vous aurez monté la vraie partition racine, exécuté switch_root et quand le système de fichiers racine aura démarré udev. C’est pour cela que ce périphérique doit être recréé. Modifiez donc le script d’initialisation cryptsetup en ajoutant :

if [[ ! -b /dev/mapper/sd?? ]];
then
    boot_mesg "Making device for rootfs..."
    /bin/mknod -m 0600 /dev/mapper/sd?? b 254 0
    evaluate_retval;
fi

à la section ‘start’ du script

8. S’assurer que la sécurité n’est pas compromise

Une fois que tout marche comme il le devrait, supprimez la sauvegarde non chiffrée de votre système de fichiers racine. Protégez votre chargeur de démarrage (et si possible le BIOS) par un mot de passe pour supprimer la possibilité de modifier les paramètres de démarrage sans autorisation. Créez un script de démarrage (checkbootfs) qui s’assure que la partition non chiffrée utilisée pour démarrer n’est pas compromise. Utilisez quelque-chose comme :

boot_mesg "Checking integrity of boot FS..."
if
[[ $(/bin/md5sum -b /dev/sd??) == \
"$whatevermd5sum */dev/sd??" ]] \
    && \
[[ $(/bin/sha1sum -b /dev/sd??) == \
"$whatevensha1sum */dev/sd??" ]];
then
    echo_ok;
else
    echo_failure
boot_mesg -n "FAILURE:\n\nThe boot file system seems to have been altered!\n\n" ${FAILURE}
boot_mesg -n " DO NOT TRUST THIS SYSTEM!\n\n"
boot_mesg_flush

PIÈGE ! Assurez-vous que c’est la dernière chose que vous implémenterez, car les sommes de contrôle changeront lors de la mise en oeuvre. Les sommes de contrôle changeront aussi si vous exécutez fsck sur la partition de démarrage.

Remerciements :

Emmanuel Trillaud pour les suggestion et les liens.
Various pour les pages de wiki sur en.gentoo-wiki.com/wiki/SECURITY_System_Encryption_DM-Crypt_with_LUKS
Clemens Fruhwirth pour LUKS pour dm-crypt: luks.endorphin.org/dm-crypt

Historique des changements :

[2009-12-30]

Intégration des suggestion (coquilles, format et autre) d’Emmanuel Trillaud
Plus de détails sur la taille de la partition de démarrage
Reformatage

[2009-11-23]

listage les dépendances du livre BLFS

[20-11-2009]

cryptsetup a besoin de /dev/urandom
mkefs pourrait ne pas fonctionner à partir de initramfs
mise à jour de certaines URLs
changements mineurs

[15-02-2009]

Réécriture basique.

[17-02-2008]

Astuce initiale.

Historique de la traduction :

[04-01-2010]

mise à jour suite à la version du [2009-12-30]

[30-12-2009]

Relecture par JPM et publication

[18-12-2009]

première relecture par appzer0

[16-12-2009]

traduction de la version du [2009-11-23]