Инструкция по отрицаемому хранению данных на носителе с Tails

Цель

Иметь на одном и том же носителе как загрузочный Tails, так и хранилище для дополнительных данных, которое не будет вычищаться перезагрузкой, причём это хранилище должно быть отрицаемым.

Общая идея

На носитель устанавливается Tails, а на оставшемся свободном месте диска (в хвосте) делается бессигнатурный шифрованный раздел для хранения данных.

Легенда

Затёрли флэшку/диск/SD-карточку рандомом, потом записали стандартный Tails по инструкции с сайта, и всё на том. Больше ничего не делали, никаких скрытых данных нет.

Подводные камни

В ядре Linux решили не заморачиваться консистентностью разных компонент ядра, просто запретив их взаимодействие. Итог: всё dm-based (dmsetup, cryptsetup, LVM) совместимо между собой, но несовместимо с монтированием файловой системы. В частности, если на диске /dev/sda есть файловая система на /dev/sda<N>, и она подмонтирована, нельзя адресовать свободное (неразбитое) дисковое пространство на /dev/sda с помощью dmsetup или cryptsetup (ядро ставит bd_claim на блочное устройство /dev/sda, запрещая его использование dm'у; задаваемые оффсеты и размеры при этом совершенно неважны). Однако, если файловая система находится на ином блочном устройстве (важен логический, а не физический уровень) — к примеру, на /dev/mapper/name, который зацеплен на /dev/sda<N>, монтирование этой ФС не будет препятствовать использованию dm/cryptsetup на /dev/sda.¹

По умолчанию Tails не грузит все файлы в память, а каждый раз запрашивает их с диска/флешки, т.е. файловая система с диска будет всегда подмонтирована. Из-за предыдущего пункта это блокирует возможность использовать неразбитое дисковое пространство для хранения данных. Можно, конечно, загрузить Tails, потом на лету менять MBR, добавляя и убирая нужные разделы, но это геморройно, грязно и может испортить легенду.

Недокументированные возможности

С помощью реверс-инжиниринга можно выяснить, что в Tails есть тайная недокументированная опция загрузки, которая держится в строжайшем секрете — toram («to RAM»). Она позволяет вэйпонизировать Tails в нужном направлении: в самом начале загрузки, когда выводится меню isolinux с двумя вариантами (обычный и fail-safe), выбираем нам нужный, нажимаем tab, дописываем toram к опциям загрузки и грузим. После этого Tails будет загружен в память, а файловые системы на носителе, с которого он был загружен, не будут подмонтированы — носитель можно будет даже отключить, и Tails продолжит работать из RAM.

Семь шагов на пути к успеху

Затираем весь диск/флешку [1], [2].

Следуя инструкциям на сайте Tails, с помощью isohybrid преобразовываем iso в образ, нужный для записи на флешку/диск.² (Примечание: возможно, в этом уже нет необходимости).

Записываем получившийся образ с помощью команды
```
# dd if=/path/to/file.iso of=/dev/sdb
```
(предполагаем, что запись идёт на /dev/sdb). Это создаёт на устройстве MBR и таблицу разделов, в первом разделе (/dev/sdb1) будет находиться Tails.

Создаём бессигнатурный шифрованный раздел на неразбитом пространстве диска:³
```
# cryptsetup -c aes-xts-plain64 -s 512 -h sha512 -o оффсет create NAME /dev/sdb
```
Оффсет (задается в секторах) можно не запоминать, потому что его легко посмотреть fdisk-ом — это последний сектор первого раздела + 1. В данном случае мы используем вариант «выделяем всё пространство до конца диска». Однако, лучше сделать иначе: если размер носителя позволяет, взять какой-то фиксированный offset побольше, чтобы при последующем обновлении Tails и его записи на этот же носитель через dd (размер может увеличиться) наш бессигнатурный раздел не был затёрт.

Вышеприведённая команда cryptsetup создаёт устройство /dev/mapper/NAME с несменяемым паролем на шифрование. Внутри него лучше создать LVM с LUKS-шифрованными логическими томами или просто один LUKS-раздел на всё устройство, чтобы не терять возможность менять пароль, убивать слоты и т.д. Как это сделать технически — уже обсуждалось [3], [4].

Если работаем c SD-карточки, имеющей физический переключатель для блокировки записи, включаем его: на этапе загрузки запись на носитель нам не понадобится.

Грузимся, включая опцию загрузчика toram (см. выше).

При поставленном локе на адаптере (см. п.5, этот комментарий только на случай, если он используется) и dmsetup и cryptsetup позволяют создавать только read only mappings, причем cryptsetup умный и сам догадывается включить режимр r/o, а вот dmsetup'у надо указывать опцию -r явно. В предположении, что нужный раздел с данными уже заранее создан на свободном дисковом пространстве, монтируется он так же:
```
# cryptsetup -c aes-xts-plain64 -s 512 -h sha512 -o оффсет create NAME DEVICE
```
(остальные опции подключения LUKS/LVM добавляем по вкусу, если нужны). Если же нужно сделать r/w-доступ к скрытому разделу на SD-карте, надо:
1. Достать SD-карту (предполагаем, что она не подмонтирована).
2. Объяснить ядру, что мы её достали (бывают «умные» адаптеры, которые usb disconnect не ловят, пока к SD-карте не обратишься).
3. Cнять лок и перевставить SD-карточку.
4. Подключить скрытый раздел и смонтировать его в режиме r/w.
Потом аналогичным образом можно вернуть носитель в состояние r/o и снова поставить лок (и всё это делается без перезагрузки Tails!). Понятно, что загрузка с r/o-носителя, а также физическое отключение записи на время, когда она ненужна, повышают безопасность (Вдруг Tails будет взломан? Атакующему будет тяжелее поменять загрузочный образ).

¹Уже давно пора разделы диска делать принудительно через dm, тогда бы такой проблемы не возникло вообще. Некоторые пояснения:

1) fdisk (а равно dd и т.п. проги) не делают так называемый bd_claim — это обращение к ядру с заявкой на использование, а dmsetup его делает, и именно на этой стадии его обламывают. Судя по всему, авторов Linux заботит консистентность ядра самого с собой, а не ядра и юзерленда.
2) Дело не в том, что раздел открыт на запись; дело в том, что при монтировании ФС ядро делает bd_claim. Таким образом, никакая другая компонента ядра не может сделать bd_claim на подраздел и блочное устройство (диск) в целом (т.е. дело не в том, где физически находится монтируемый подраздел, а в том, логической частью какого блочного устройства он является — bd_claim делается именно на блочное устройство; из-за этого можно без проблем подмонтировать mapping и это ни на что не повлияет — каждый mapping сам по себе блочное устройство).
3) Это проблемы Linux, а точнее — интерференция системы подразделов и системы dm. Во имя консистентности был забит костыль, дабы эти подсистемы не мешали друг другу. В общем, как всегда, проблема legacy и эволюционного проектирования.

Монтирование ФС — это частный случай bd_claim. Важно то, что

a) Никакие две раздельные компоненты ядра не могут одновременно делать bd_claim на блочные устройства и подразделы в них.
b) Одна и та же компонента ядра может это делать без ограничений. Например, всё, что делается через dm (это и dmsetup linear, и dm-crypt, и LVM) совместимо друг с другом.

Т.е. dm внутри себя поддерживает консистентность маппингов, а костыль с bd_claim сделан, чтобы не заморачиваться консистентностью разных подсистем ядра для доступа к одним и тем же блочным устройствам.
²Обычные iso'шки не поддерживают загрузки с флэшек хотя бы потому, что там нет MBR нет и т.п. Гибридные iso когда делаются, а когда нет — это от авторов зависит. Не исключаю, что в Debian iso гибридные по умолчанию.
³Поскольку по умолчанию TRIM отключен, микроконтроллер не знает, какие сектора диска ОС считает свободными. Для нашего случая это хорошо, т.к. неиспользуемое место не будет обнуляться в случае флэшек и SD-карточек.

Много комментариев (117) [показать комментарии/форму]

Ваша оценка документа [показать результаты]