Die Entwickler des Fedora-Projekts beabsichtigen, die atomar aktualisierten Ausgaben der Distribution standardmäßig auf das Dateisystem Composefs umzustellen. Sollte der Vorschlag vom FESCo-Ausschuss (Fedora Engineering Steering Committee), der für die technische Entwicklung der Fedora-Distribution verantwortlich ist, genehmigt werden, wird Composefs in den Fedora Silverblue (GNOME), Fedora Kinoite (KDE), Fedora CoreOS, Fedora IoT, Fedora Sway Atomic und Fedora Budgie Atomic Builds zur Anwendung kommen.
Diese Änderung ermöglicht die Verwendung eines Root-Partitions, das im Nur-Lese-Modus arbeitet, und gleichzeitig die Aktivierung von Integritätsprüfungswerkzeugen für die Systempartition, die auftretende Probleme während des Betriebs erkennen können. Die Partitionen /etc und /var werden weiterhin mit Schreibzugriff eingehängt.
Derzeit wird die Arbeit durch das Einhängen der Partition /usr im Nur-Lese-Modus organisiert, während die Root-Partition in einem schreibbaren Modus eingehängt ist und Änderungen durch Zugriffsrechte ("chattr +i /") verboten sind. Die Integritätsprüfung erfolgt während der Aktualisierung der Partition, was es nicht ermöglicht, Beschädigungen und Änderungen, die während des Betriebs vorgenommen wurden, zu erkennen, ohne eine vollständige Überprüfung aller Daten mit dem Befehl "ostree fsck" zu initiieren.
Das Dateisystem Composefs wird als Erweiterung über den bereits im Kernel vorhandenen Dateisystemen OverlayFS und EROFS implementiert und ist optimiert für die effiziente gemeinsame Speicherung des Inhalts mehrerer eingehängter Disk-Images. Die Funktionalität von EROFS (Extendable Read-Only File System) erfüllt die Anforderungen von Composefs ab der Kernel-Version 5.15, während OverlayFS ab Kernel 6.5 unterstützt wird. Composefs ermöglicht die Erstellung von mehrschichtigen Dateisystemen, in denen beliebige Nur-Lese-Dateisystembäume über die Standard-Linux-Dateisysteme als untere Schicht gelegt werden.
Die Composefs unterscheidet sich von den bereits bestehenden ähnlichen Dateisystemen durch die Unterstützung der gemeinsamen Speicherung des Inhalts unterschiedlicher Disk-Images und die Funktionen zur Überprüfung der Authentizität der gelesenen Daten. In Composefs wird ein speicheradressierungsmodell verwendet, das auf dem Inhalt basiert, wobei die primäre Kennung nicht der Dateiname, sondern der Hash des Dateiinhalts ist. Dieses Modell ermöglicht die Deduplizierung und erlaubt das Speichern nur einer Kopie identischer Dateien, die in verschiedenen eingehängten Partitionen vorkommen.
Systemabbilder enthalten in der Regel zahlreiche Standarddateien, und wenn Composefs verwendet wird, werden jede dieser Dateien von allen eingebundenen Abbildungen gemeinsam genutzt, ohne auf Tricks wie das Durchreichen mit harten Links zurückzugreifen. Dabei werden gemeinsame Dateien nicht nur als eine Kopie auf der Festplatte gespeichert, sondern auch mit einem einzigen Eintrag im Seiten-Cache behandelt, was es ermöglicht, sowohl Speicherplatz als auch RAM zu sparen.
Um Speicherplatz zu sparen, sind in Composefs die Daten und Metadaten getrennt, und beim Einbinden wird ein binärer Index angegeben, der alle Metadaten des Dateisystems, Dateinamen, Zugriffsrechte und weitere Informationen enthält. Die Metadatenindizes werden für jedes FS-Image erstellt und in einer separaten Datei im EROFS-Format gespeichert (das EROFS-Image, das nur Metadaten enthält, wird im Loopback-Modus eingebunden). Die Dateien aller eingebundenen Abbildungen werden im gemeinsamen Basisverzeichnis in einem üblichen FS (ext4, xfs, btrfs) gespeichert und werden durch das erweiterte Attribut rusted.overlay.redirect mit dem Bild verknüpft, auf dessen Grundlage OverlayFS die benötigten Dateien über den Inhaltshash findet.
Zur Verifizierung des Inhalts einzelner Dateien und des gesamten Images wird in einer gemeinsamen Speicherumgebung der Mechanismus fs-verity verwendet, der beim Zugriff auf Dateien überprüft, ob die im binären Index angegebenen Hashes mit dem tatsächlichen Inhalt übereinstimmen — wenn ein Angreifer eine Datei im Basisverzeichnis ändert oder Daten durch einen Ausfall beschädigt werden, wird eine solche Überprüfung die Abweichung aufdecken.
Quelle: opennet.ru
