Guide pratique de chiffrement des systèmes de fichiers racines

Adaptation française du Encrypted Root Filesystem HOWTO

Christophe Devine

Guillaume Lehmann

Adaptation française

Claude Thomassin

Relecture de la version française

Jean-Philippe Guérard

Préparation de la publication de la v.f.

Version : 1.1.fr.1.2

Ce guide pratique est sous la licence de documentation Libre GNU (GFDL) en version 1.2.

2004-10-05

Historique des versions
Version v1.1.fr.1.22004-10-05JPG
Correction orthographique mineure. Passage en DocBook 4.3.
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Correction orthographique mineure.
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Adaptation française
Version v1.12003-12-01CD
Ajout des informations relatives à GRUB (Added support for GRUB)
Version v1.02003-09-24CD
Publication initiale, après validation par le projet de documentation Linux [LDP] (Initial release, reviewed by LDP)
Version v0.92003-09-11CD
Mis à jour et converti en XML DocBook (Updated and converted to DocBook XML)

Résumé

Ce document explique comment sécuriser vos données personnelles en chiffrant le système de fichiers racine de Linux avec un chiffrement fort.


Préparer le système

Configuration de la disposition de la partition

Votre disque dur (hda) devrait contenir au moins trois partitions :

hda1

cette petite partition (~ 4 Mo) non-chiffrée demandera un mot de passe afin de monter le système de fichiers racine chiffré.

hda2

cette partition chiffrée contiendra votre système de fichiers racine ; assurez-vous qu'elle soit suffisamment grande.

hda3

cette partition contient le vrai système GNU/Linux.

Lorsque vous en serez arrivé là, ni hda1 ni hda2 ne seront plus utilisés. hda3 est l'endroit où votre distribution Linux sera réellement installée ; /usr et /boot doivent tous les deux se trouver sur cette partition.

Installer Linux-2.4.23

Deux projets principaux travaillent sur l'ajout de capacités de chiffrement fort au noyau : CryptoAPI et loop-AES. Ce guide pratique se base sur loop-AES, car il offre une mise en œuvre de Rijndael en langage assembleur, rapide et très optimisée, et donc des performances maximales aux possesseurs de processeurs IA-32 (x86).

Tout d'abord, téléchargez et décompressez le paquet loop-AES :

wget http://loop-aes.sourceforge.net/loop-AES/loop-AES-v2.0d.tar.bz2
tar -xvjf loop-AES-v2.0d.tar.bz2

Vous devez aussi télécharger et appliquer un correctif aux sources du noyau :

wget http://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.4/linux-2.4.23.tar.bz2
tar -xvjf linux-2.4.23.tar.bz2
cd linux-2.4.23
patch -Np1 -i ../loop-AES-v2.0d/kernel-2.4.23.diff

Configurez la carte du clavier :

dumpkeys | loadkeys -m - > drivers/char/defkeymap.c

Ensuite, configurez votre noyau ; assurez-vous que les options suivantes sont activées :

make menuconfig

    Block devices  --->

        <*> Loopback device support
        [*]   AES encrypted loop device support (NEW)

        <*> RAM disk support
        (4096)   Default RAM disk size (NEW)
        [*]   Initial RAM disk (initrd) support

    File systems  --->

        <*> Ext3 journalling file system support
        <*> Second extended fs support

(note importante : n'activez pas le support du système de fichiers /dev)

Compilez le noyau et installez-le :

make dep bzImage
make modules modules_install
cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.4.23

Si vous utilisez grub comme chargeur de démarrage, mettez à jour le fichier /boot/grub/menu.lst ou /boot/grub/grub.conf :

cat > /boot/grub/menu.lst << EOF
default 0
timeout 10
color green/black light-green/black
title Linux
    root (hd0,2)
    kernel /boot/vmlinuz-2.4.23 ro root=/dev/hda3 vga=4
EOF

Sinon, mettez à jour /etc/lilo.conf et exécutez la commande lilo :

cat > /etc/lilo.conf << EOF
lba32
boot=/dev/hda
prompt
timeout=100
image=/boot/vmlinuz-2.4.23
    label=Linux
    read-only
    root=/dev/hda3
    vga=4
EOF
lilo

Vous devez maintenant redémarrer votre système.

Installation de util-linux-2.12

Il faut maintenant appliquer un correctif et recompiler le programme losetup afin de lui donner la capacité d'utiliser un chiffrement fort. Ce programme est une composante du paquet util-linux. Téléchargez, décompressez util-linux, puis appliquez-lui le correctif :

wget http://ftp.cwi.nl/aeb/util-linux/util-linux-2.12.tar.gz
tar -xvzf util-linux-2.12.tar.gz
cd util-linux-2.12
patch -Np1 -i ../loop-AES-v2.0d/util-linux-2.12.diff

Afin de pouvoir utiliser des mots de passes de moins de 20 caractères, entrez :

CFLAGS="-O2 -DLOOP_PASSWORD_MIN_LENGTH=8"; export CFLAGS

Si la sécurité est importante pour vous, je vous en prie, n'autorisez pas les mots de passes de moins de 20 caractères. La sécurité a un prix, et l'une des contraintes d'une bonne sécurité est la nécessité d'utiliser des mots de passes longs.

Compilez losetup et installez-le en tant que super-utilisateur (compte root) :

./configure && make lib mount
cp -f mount/losetup /sbin
rm -f /usr/share/man/man8/losetup.8.gz
cp -f mount/losetup.8 /usr/share/man/man8

Création du système de fichiers racine chiffré

Remplissez la partition cible avec des données aléatoires :


shred -n 1 -v /dev/hda2

Configurez le périphérique de bouclage[1] chiffré :

losetup -e aes256 -S xxxxxxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
Password:

Pour se prémunir contre les attaques par dictionnaire, il est recommandé d'ajouter l'option -S xxxxxxxxxx, où « xxxxxxxxxx » est votre graine choisie aléatoirement. En outre, afin d'éviter les problème de paramétrage clavier lors du démarrage, n'utilisez que des caractères ASCII (ie pas de caractères accentués, et cætera) dans votre mot de passe.

Maintenant, créez le système de fichiers ext3 :

mke2fs -j /dev/loop0

Vérifiez que vous avez correctement entré le mot de passe :

losetup -d /dev/loop0
losetup -e aes256 -S xxxxxxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
Password:
mkdir /mnt/efs
mount /dev/loop0 /mnt/efs

Vous pouvez comparer les données chiffrées et les données non-chiffrées :


xxd /dev/hda2  | less
xxd /dev/loop0 | less

C'est le moment d'installer le système Linux chiffré. Si vous utilisez une distribution GNU/Linux (tel que Debian, Slackware, Gentoo, Mandrake, RedHat/Fedora, SuSE, et cætera), exécutez la commande suivante :

cp -avx / /mnt/efs

Si vous utilisez le livre Linux From Scratch, procédez comme il est indiqué dans le manuel, avec les modifications suivantes :

  • Chapitre 6 - Installation de util-linux :

    Appliquez le correctif loop-AES après décompression des sources.

  • Chapitre 8 - Rendre amorçable le système LFS :

    Référez-vous à la section suivante.

Installation du périphérique d'amorçage

Création du ramdisque

Pour commencer, redéfinissez la racine du système (via chroot) à l'intérieur de la partition chiffrée et créez le point de montage du périphérique d'amorçage :

chroot /mnt/efs
mkdir /loader

Ensuite, créez le ramdisque initial (initrd), lequel sera nécessaire par la suite :

cd
dd if=/dev/zero of=initrd bs=1k count=4096
mke2fs -F initrd
mkdir ramdisk
mount -o loop initrd ramdisk

Créez la hiérarchie du système de fichiers et copiez-y les fichiers requis :

mkdir ramdisk/{bin,dev,lib,mnt,sbin}
cp /bin/{bash,mount,umount} ramdisk/bin/
ln -s bash ramdisk/bin/sh
mknod -m 600 ramdisk/dev/console c 5 1
mknod -m 600 ramdisk/dev/hda2    b 3 2
mknod -m 600 ramdisk/dev/loop0   b 7 0
cp /lib/{ld-linux.so.2,libc.so.6,libdl.so.2} ramdisk/lib/
cp /lib/{libncurses.so.5,libtermcap.so.2}    ramdisk/lib/
cp /sbin/{losetup,pivot_root} ramdisk/sbin/

Ne soyez pas surpris si vous voyez un message du genre « /lib/libncurses.so.5: No such file or directory », ou « /lib/libtermcap.so.2: No such file or directory », c'est normal : bash n'a besoin que de l'une de ces deux bibliothèques. Vous pouvez vérifier laquelle est actuellement nécessaire avec la commande suivante :

ldd /bin/bash

Créez le script d'initialisation init (n'oubliez pas de remplacer « xxxxxxxxxx » par la graine que vous avez choisi) :


cat > ramdisk/sbin/init << "EOF"
#!/bin/sh

/sbin/losetup -e aes256 -S xxxxxxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
/bin/mount -r -n -t ext2 /dev/loop0 /mnt

while [ $? -ne 0 ]
do
    /sbin/losetup -d /dev/loop0
    /sbin/losetup -e aes256 -S xxxxxxxxxx /dev/loop0 /dev/hda2
    /bin/mount -r -n -t ext2 /dev/loop0 /mnt
done

cd /mnt
/sbin/pivot_root . loader
exec /usr/sbin/chroot . /sbin/init
EOF

chmod 755 ramdisk/sbin/init

Démontez le périphérique de bouclage (loopback device) et compressez le fichier initrd :


umount -d ramdisk
rmdir ramdisk
gzip initrd
mv initrd.gz /boot/

Démarrage depuis un cd-rom

Je vous conseille vivement de démarrer votre système depuis un média en lecture seule, tel qu'un cd-rom amorçable.

Téléchargez et décompressez syslinux :

wget ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/utils/boot/syslinux/syslinux-2.07.tar.gz
tar -xvzf syslinux-2.07.tar.gz

Configurez isolinux :

mkdir bootcd
cp /boot/vmlinuz-2.4.23 bootcd/vmlinuz
cp /boot/initrd.gz syslinux-2.07/isolinux.bin bootcd/
echo "DEFAULT vmlinuz initrd=initrd.gz ro root=/dev/ram0 vga=4" \
    > bootcd/isolinux.cfg

Créez et gravez l'image iso sur un cd-rom amorçable :

mkisofs -o bootcd.iso -b isolinux.bin -c boot.cat \
        -no-emul-boot -boot-load-size 4 -boot-info-table \
        -J -hide-rr-moved -R bootcd/

cdrecord -dev 0,0,0 -speed 4 -v bootcd.iso

rm -rf bootcd{,.iso}

Démarrer depuis une partition

La partition d'amorçage est un périphérique de démarrage de remplacement : vous en aurez besoin si vous perdez votre CD amorçable. Rappellez-vous que hda1 est un média sur lequel il est possible d'écrire et que cela n'est pas sécurisé ; utilisez-le seulement en cas d'urgence !

Créer et montez le système de fichiers ext2 :

dd if=/dev/zero of=/dev/hda1 bs=8192
mke2fs /dev/hda1
mount /dev/hda1 /loader

Copiez le noyau et le ramdisque initial :

cp /boot/vmlinuz-2.4.23 /loader/vmlinuz
cp /boot/initrd.gz /loader/

Si vous utilisez grub :

mkdir /loader/boot
cp -av /boot/grub /loader/boot/
cat > /loader/boot/grub/menu.lst << EOF
default 0
timeout 10
color green/black light-green/black
title Linux
    root (hd0,0)
    kernel /vmlinuz ro root=/dev/ram0 vga=4
    initrd /initrd.gz
EOF
grub-install --root-directory=/loader /dev/hda
umount /loader

Si vous utilisez lilo :

mkdir /loader/{boot,dev,etc}
cp /boot/boot.b /loader/boot/
mknod -m 600 /loader/dev/hda  b 3 0
mknod -m 600 /loader/dev/hda1 b 3 1
mknod -m 600 /loader/dev/ram0 b 1 0
cat > /loader/etc/lilo.conf << EOF
lba32
boot=/dev/hda
prompt
timeout=100
image=/vmlinuz
    label=Linux
    initrd=/initrd.gz
    read-only
    root=/dev/ram0
    vga=4
EOF
lilo -r /loader
umount /loader

Dernières étapes

Modifiez /etc/fstab pour qu'il contienne :

/dev/loop0      /      ext3    defaults             0 1

Supprimez /etc/mtab et annulez la redéfinition de la racine du système (sortez de chroot). Enfin, exécutez umount -d /mnt/efs et redémarrez. hda3 n'est désormais plus nécessaire, donc vous pouvez créer un système de fichiers chiffré sur cette partition et l'utiliser comme sauvegarde.

Maintenant, si votre machine n'a pas beaucoup de mémoire, vous aurez besoin d'un peu d'espace d'échange. Supposons que hda4 contiendra votre partition d'échange chiffrée ; vous devez tout d'abord créer le périphérique d'échange :


shred -n 1 -v /dev/hda4
losetup -e aes256 /dev/loop1 /dev/hda4
mkswap /dev/loop1

Ensuite, créez un script (S00swap) dans le répertoire de démarrage du système (/etc/rcS.d/ sous Debian) :

#!/bin/sh

echo "mot de passe choisi précédemment" | \
    losetup -p 0 -e aes256 /dev/loop1 /dev/hda4
swapon /dev/loop1

À propos de ce guide pratique

Ce document a tout d'abord été écrit en novembre 2002 pour le projet Linux From Scratch. Je voudrai remercier les nombreuses personnes qui m'ont aidé depuis lors à améliorer ce guide pratique (dans l'ordre chronologique inverse) : Julien Perrot, Grant Stephenson, Cary W. Gilmer, James Howells, Pedro Baez, Josh Purinton, Jari Ruusu et Zibeli Aton.

Merci d'envoyer vos commentaires (en anglais) à Christophe Devine.

La dernière version française de ce document est disponible sur le site du projet traduc.org.

N'hésitez pas à faire parvenir tout commentaire relatif à la version française de ce document à en précisant le nom et la version du document auquel vous faites référence.



[1] Loopback device.