使用LUKS对Linux磁盘进行加密

前言

本实验用于日常学习用，如需对存有重要数据的磁盘进行操作，请做好数据备份工作。 此实验只是使用LUKS工具的冰山一角，后续还会有更多功能等待探索。

LUKS（Linux Unified Key Setup）是Linux系统中用于磁盘加密的一种机制，它为磁盘分区提供了强大的加密保护。
加密卷：LUKS通过创建一个加密的“加密卷”，这个卷在磁盘上表现为一个分区或整个磁盘。
密钥槽：每个LUKS加密卷可以包含多个密钥槽，每个槽可以存储一个不同的密钥，用于解密加密卷。
主密钥：LUKS使用一个主密钥来加密和解密这些密钥槽中的密钥。
LUKS为Linux系统提供了一种强大且灵活的磁盘加密解决方案，通过创建加密卷和使用密钥槽来保护数据安全。它在全磁盘加密、分区加密和容器加密等多种场景下都有广泛应用。

LUKS工具，不是LUSK工具。

基本步骤

本次实验的操作系统为Redhat8

1、查看是否安装了LUKS软件包

rpm -qf /sbin/cryptsetup

2、 查看当前磁盘及分区

fdisk -l

3、添加新磁盘

关闭虚拟机，再VMware工作台给虚拟机添加一个新硬盘
对硬盘的相关操作，可以参考这篇文章：
Linux——【磁盘管理和LVM卷组管理】

4、对新硬盘进行加密

对/dev/nvme0n2 进行加密

cryptsetup luksFormat /dev/nvme0n2

5、对解锁的硬盘映射

cryptsetup luksOpen /dev/nvme0n2 dly

6、查看映射情况

ll /dev/mapper/dly

• lrwxrwxrwx. 1 root root 7 Nov 24 02:07 /dev/mapper/dly -> …/dm-2
l 表示这是一个符号链接。
rwxrwxrwx 表示所有用户都有读、写和执行权限。
1 表示链接数（硬链接数量）。
root root 表示所有者是 root 用户和 root 组。
7 表示符号链接本身占用的字节数。
Nov 24 02:07 表示最后修改时间。
/dev/mapper/dly -> …/dm-2 表示这个符号链接指向的目标路径是 …/dm-2，即 /dev/dm-2。
设备映射器（Device Mapper）：
• /dev/mapper/ 目录下的文件通常与 Linux 的设备映射器框架相关，它允许将物理块设备映射到逻辑卷管理器（如 LVM）或加密设备等。
• dm-2 是一个由设备映射器创建的逻辑设备名。

7、将磁盘格式话未ext4模式

mkfs.ext4 /dev/mapper/dly

8、创建磁盘挂载点，并挂载磁盘，查看文件系统的使用情况

//创建挂载目录
mkdir /mnt/luks
//进行磁盘挂载
mount /dev/mapper/dly /mnt/luks/
//查看各文件系统情况
df -h

9、配置文件，设置硬盘加密自启

该文件用于开机自动挂载

/etc/fstab 文件用于定义系统启动时自动挂载的文件系统，通过正确配置该文件，可以实现文件系统的自动化管理和挂载。

文件中的字段

<file system>   <mount point>   <type>   <options>   <dump>   <pass><file system>：设备名或UUID，可以是实际的设备路径（如 /dev/sda1）或UUID（如 UUID=xxxxx）。
<mount point>：挂载点，即文件系统将被挂载到的位置（如 /, /home, /mnt/data）。
<type>：文件系统类型（如 ext4, xfs, vfat, ntfs 等）。
<options>：挂载选项，可以包含多个选项，用逗号分隔（如 defaults, noatime, noexec 等）。
<dump>：备份工具使用的字段，通常设置为 0，表示不进行备份。
<pass>：fsck工具使用的字段，用于确定文件系统检查的顺序。根文件系统通常设置为 1，其他文件系统可以设置为 2 或其他值。

进入配置文件

vi /etc/fstab

10、在/etc/crypttab生成虚拟设备文件

该文件可以实现加密卷的自动化管理和挂载

/etc/crypttab 文件在 Linux 系统中用于配置加密卷的自动解密。当系统启动时，根据这个文件中的配置，可以自动解密指定的加密卷，并将其挂载到指定的位置。这对于需要自动加载加密卷的场景非常有用，例如在系统启动时自动挂载加密的根文件系统或数据分区。

vi /etc/crypttab

11、重启设备，验证是否加密成功

12、关闭加密

先卸载挂载点，再锁定分区

//卸载挂载点（一定不要打错挂载点！！！）
umount /mnt/luks 
//关闭对磁盘的加密
cryptsetup luksClose dly
//查看是否完成加密关闭
ll /dev/mapper/dly

此时再重启，应该不会出现输入磁盘加密密码的情况，但是我重启后不仅需要输入加密密码，还进入了紧急模式。。。

细心的朋友可能会发现我在最后一步，==卸载挂载点的时候打错了卸载点，导致我再次进入Redhat时，被强制进入了紧急模式。==主要原因就是磁盘找不到挂载点，导致磁盘分区错误。以下是本次解决方法。
错误原因：

问题解决

1、强制模式下，进入/etc/fstab 这个配置文件，将之前写入的磁盘加密自启信息注释或删掉（在此之前我在“编辑虚拟机”中，将之前加密的磁盘移除了，不过就算你没有移除磁盘，也是可以进行接下来的操作）

vi /etc/fstab

2、保存退出后重新加载文件使其生效

systemctl daemon-reload

然后重启

reboot

此时开机发现系统依然让我们输入磁盘加密信息，正常输入即可，输入完成后按回车键发现能够正常进入系统啦！（之前是输入密码后会进入紧急模式）

至此，紧急模式的问题我们已经解决。

由于我的粗心，导致在卸载错误挂载点，因此我需要重新卸载

进入/etc/crypttab 文件中，将之前写入的信息注释或删除

vi /etc/crypttab

重启后发现可以直接输入账户密码进入Redhat，不需要再输入磁盘加密密码啦！

然后查看当前的硬盘及分区状况，发现之前对加密的分区还在。

问题解决！

总结

以上就是使用LUKS对Linux磁盘加密的过程，最后出现一点小插曲，挂载点和映射文件一定不要打错！在面对突发问题时，冷静时最好的办法，不妨回过头来理一遍思路，弄清楚每个文件的作用，可能会有意外的收获！
问题解决参考链接：【RedHat】重启服务器进入了emergency mode紧急状态——UUID不匹配