פרסם את Shufflecake, ערכת כלים ליצירת מחיצות דיסק מוצפנות נסתרות

חברת ביקורת האבטחה Kudelski Security פרסמה כלי בשם Shufflecake המאפשר ליצור מערכות קבצים נסתרות הפזורות על פני השטח הפנוי הפנוי במחיצות קיימות ואינן ניתנות להבחנה בין נתונים שאריות אקראיים. מחיצות נוצרות באופן שללא ידיעת מפתח הגישה, קשה להוכיח את קיומן גם בעת ביצוע ניתוח פורנזי. הקוד של כלי העזר (shufflecake-userland) ומודול ליבת לינוקס (dm-sflc) כתוב ב-C ומופץ תחת רישיון GPLv3, מה שלא מאפשר לכלול את מודול הליבה שפורסם בקרנל הראשי של לינוקס בגלל חוסר תאימות עם רישיון GPLv2 שמתחתיו מסופק הליבה.

הפרויקט ממוקם כפתרון מתקדם יותר מ-Truecrypt ו-Veracrypt להסתרת נתונים שדורשים הגנה, שיש לו תמיכה מקורית בפלטפורמת לינוקס ומאפשר למקם עד 15 מחיצות נסתרות במכשיר, מקוננות אחת בתוך השנייה כדי לבלבל את הניתוח. על קיומם. אם השימוש ב-Shufflecake עצמו אינו סוד, כפי שניתן לשפוט, למשל, לפי נוכחותם של כלי השירות התואמים במערכת, לא ניתן לקבוע את המספר הכולל של המחיצות הנסתרות שנוצרו. ניתן לעצב את המחיצות הנסתרות שנוצרו לפי שיקול דעתו של המשתמש כדי להתאים לכל מערכת קבצים, למשל, ext4, xfs או btrfs. כל מחיצה מטופלת כאל התקן בלוק וירטואלי נפרד עם מפתח נעילה משלה.

כדי לבלבל את העקבות, מוצע להשתמש במודל ההתנהגות "הכחשה סבירה", שעיקרו הוא שנתונים בעלי ערך מוסתרים כשכבות נוספות בקטעים מוצפנים עם נתונים פחות חשובים, ויוצרים מעין היררכיה נסתרת של מקטעים. במקרה של לחץ, בעל המכשיר יכול לחשוף את המפתח למחיצה המוצפנת, אך מחיצות אחרות (עד 15 רמות מקוננות) עשויות להיות מוסתרות במחיצה זו, וקביעת נוכחותן והוכחת קיומן היא בעייתית.

ההסתרה מושגת על ידי בניית כל מחיצה כסט של פרוסות מוצפנות הממוקמות במיקומים אקראיים בהתקן האחסון. כל פרוסה נוצרת באופן דינמי כאשר יש צורך בשטח אחסון נוסף במחיצה. כדי להפוך את הניתוח לקשה יותר, פרוסות מקטעים שונים מתחלפות, כלומר. חלקי עוגת הדשדוש אינם מקושרים לאזורים רציפים ופרוסות מכל החלקים מעורבות. מידע על פרוסות משומשות וחינמיות מאוחסן במפת מיקום המשויכת לכל מחיצה, שאליה מפנה כותרת מוצפנת. הכרטיסים והכותרת מוצפנים ומבלי לדעת את מפתח הגישה, לא ניתן להבחין בין נתונים אקראיים.

הכותרת מחולקת לחריצים, שכל אחד מהם מגדיר את החלק שלו ואת הפרוסות המשויכות. החריצים בכותרת מוערמים ומקושרים רקורסיבית - המשבצת הנוכחית מכילה את המפתח לפענוח הפרמטרים של הסעיף הקודם בהיררכיה (הפחות מוסתרת), מה שמאפשר להשתמש בסיסמה אחת כדי לפענח את כל הקטעים הפחות מוסתרים הקשורים הקטע שנבחר. כל מחיצה פחות מוסתרת מתייחסת לפרוסות של מחיצות מקוננות כחופשיות.

כברירת מחדל, לכל חלקי המשנה של Shufflecake יש את אותו גודל גלוי לזה של החלק ברמה העליונה. לדוגמה, אם ישנן שלוש מחיצות במכשיר של 1 ג'יגה-בייט, כל אחת מהן תהיה גלויה למערכת כמחיצה של 1 ג'יגה-בייט וכל שטח הדיסק הפנוי יתחלק בין כל המחיצות - אם הגודל הכולל של הנתונים המאוחסנים חורג הגודל האמיתי של ההתקן, הוא יתחיל נזרק שגיאת I/O.

חלקים מקוננים שאינם פתוחים אינם משתתפים בהקצאת שטח, כלומר. ניסיון למלא מחיצה ברמה העליונה יגרום לגריסת נתונים במחיצות מקוננות, אך לא יאפשר לחשוף את נוכחותם באמצעות ניתוח של גודל הנתונים שניתן למקם במחיצה לפני תחילת השגיאה (זה ההנחה היא שהמחיצות העליונות מכילות נתונים בלתי ניתנים לשינוי כדי להסיח את תשומת הלב ולעולם אינן בשימוש בנפרד, ועבודה רגילה מתבצעת תמיד עם החלק המקונן העדכני ביותר, הסכימה עצמה מרמזת שחשוב יותר לשמור על סוד קיומו של נתונים מאשר לאבד את הנתונים האלה).

למעשה, תמיד נוצרות 15 מחיצות Shufflecake - סיסמת המשתמש מחוברת למחיצות בשימוש, והמחיצות שאינן בשימוש מסופקות עם סיסמה שנוצרת באופן אקראי (אי אפשר להבין בכמה מחיצות משתמשים בפועל). כאשר מחיצות Shufflecake מאותחלות, הדיסק, המחיצה או התקן הבלוק הווירטואלי שהוקצו להצבתם מלא בנתונים אקראיים, מה שלא מאפשר לזהות מטא נתונים ונתונים של Shufflecake על רקע כללי.

למימוש Shufflecake יש ביצועים גבוהים למדי, אך בשל נוכחות תקורה, הוא איטי בערך פי שניים בתפוקה בהשוואה להצפנת דיסק המבוססת על תת-מערכת LUKS. השימוש ב-Shufflecake מביא גם לעלויות נוספות עבור זיכרון RAM ושטח דיסק לאחסון נתוני שירות. צריכת הזיכרון מוערכת ב-60 MB למחיצה, ושטח דיסק ב-1% מהגודל הכולל. לשם השוואה, טכניקת WORAM, דומה במטרה, מובילה להאטה של ​​פי 5 עד 200 עם אובדן של 75% של שטח דיסק שמיש.

ערכת הכלים ומודול הליבה נבדקו רק ב-Debian וב-Ubuntu עם גרעינים 5.13 ו-5.15 (נתמכים באובונטו 22.04). יצוין כי הפרויקט עדיין צריך להיחשב כאב טיפוס עובד, אשר לא אמור לשמש לאחסון נתונים חשובים. בעתיד, אנו מתכננים לבצע אופטימיזציות נוספות לביצועים, אמינות ואבטחה, כמו גם לספק את היכולת לאתחל ממחיצות Shufflecake.

מקור: OpenNet.ru