ເຜີຍແພ່ Shufflecake, ຊຸດເຄື່ອງມືສໍາລັບການສ້າງພາທິຊັນດິສກ໌ທີ່ຖືກເຂົ້າລະຫັດລັບທີ່ເຊື່ອງໄວ້

ບໍລິສັດກວດສອບຄວາມປອດໄພ Kudelski Security ໄດ້ເຜີຍແຜ່ເຄື່ອງມືທີ່ເອີ້ນວ່າ Shufflecake ທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານສ້າງລະບົບໄຟລ໌ທີ່ເຊື່ອງໄວ້ທີ່ກະແຈກກະຈາຍຢູ່ທົ່ວພື້ນທີ່ຫວ່າງທີ່ມີຢູ່ໃນພາທິຊັນທີ່ມີຢູ່ແລະບໍ່ສາມາດແຍກອອກຈາກຂໍ້ມູນທີ່ຕົກຄ້າງແບບສຸ່ມ. ການແບ່ງສ່ວນຖືກສ້າງຂື້ນໃນລັກສະນະທີ່ບໍ່ຮູ້ລະຫັດການເຂົ້າເຖິງ, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະພິສູດການມີຢູ່ຂອງເຂົາເຈົ້າເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ດໍາເນີນການວິເຄາະທາງວິຊາການ. ລະຫັດຂອງເຄື່ອງໃຊ້ (shufflecake-userland) ແລະໂມດູນ Linux kernel (dm-sflc) ຖືກຂຽນເປັນ C ແລະແຈກຢາຍພາຍໃຕ້ໃບອະນຸຍາດ GPLv3, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະລວມເອົາໂມດູນ kernel ທີ່ຖືກເຜີຍແຜ່ຢູ່ໃນແກ່ນ Linux ຕົ້ນຕໍເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ເຂົ້າກັນກັບ ໃບອະນຸຍາດ GPLv2 ທີ່ kernel ໄດ້ຖືກສະຫນອງ .

ໂຄງການດັ່ງກ່າວຖືກຈັດເປັນການແກ້ໄຂແບບພິເສດກວ່າ Truecrypt ແລະ Veracrypt ສໍາລັບການຊ່ອນຂໍ້ມູນທີ່ຕ້ອງການການປົກປ້ອງ, ເຊິ່ງມີການສະຫນັບສະຫນູນພື້ນເມືອງສໍາລັບແພລະຕະຟອມ Linux ແລະຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານສາມາດຈັດວາງໄດ້ເຖິງ 15 ຊິ້ນສ່ວນທີ່ເຊື່ອງໄວ້ໃນອຸປະກອນ, ວາງໄວ້ພາຍໃນເຊິ່ງກັນແລະກັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ການແຍກວິເຄາະສັບສົນ. ຂອງການມີຢູ່ຂອງເຂົາເຈົ້າ. ຖ້າການນໍາໃຊ້ຂອງ Shufflecake ຕົວຂອງມັນເອງບໍ່ແມ່ນຄວາມລັບ, ຕາມທີ່ສາມາດຕັດສິນໄດ້, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, ໂດຍການປະກົດຕົວຂອງອຸປະກອນທີ່ສອດຄ້ອງກັນຢູ່ໃນລະບົບ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຈໍານວນທັງຫມົດຂອງການແບ່ງປັນທີ່ເຊື່ອງໄວ້ແມ່ນບໍ່ສາມາດກໍານົດໄດ້. ການແບ່ງປັນທີ່ເຊື່ອງໄວ້ສາມາດຖືກຈັດຮູບແບບຕາມການຕັດສິນໃຈຂອງຜູ້ໃຊ້ເພື່ອຮອງຮັບລະບົບໄຟລ໌ໃດໆ, ຕົວຢ່າງ, ext4, xfs ຫຼື btrfs. ແຕ່​ລະ​ພາ​ທິ​ຊັນ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ເປັນ​ອຸ​ປະ​ກອນ virtual block ແຍກ​ຕ່າງ​ຫາກ​ທີ່​ມີ​ກະ​ແຈ unlock ຂອງ​ຕົນ​ເອງ​.

ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຮ່ອງຮອຍສັບສົນ, ມັນໄດ້ຖືກສະເຫນີໃຫ້ໃຊ້ຮູບແບບພຶດຕິກໍາ "ການປະຕິເສດທີ່ອາດຈະເປັນໄປໄດ້", ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວຂອງຂໍ້ມູນທີ່ມີຄຸນຄ່າແມ່ນຖືກເຊື່ອງໄວ້ເປັນຊັ້ນເພີ່ມເຕີມໃນພາກສ່ວນທີ່ຖືກເຂົ້າລະຫັດທີ່ມີຂໍ້ມູນທີ່ມີຄຸນຄ່າຫນ້ອຍ, ປະກອບເປັນປະເພດຂອງລໍາດັບຊັ້ນທີ່ເຊື່ອງໄວ້. ໃນກໍລະນີທີ່ມີຄວາມກົດດັນ, ເຈົ້າຂອງອຸປະກອນສາມາດເປີດເຜີຍໃຫ້ເຫັນຄີກັບພາທິຊັນທີ່ຖືກເຂົ້າລະຫັດ, ແຕ່ພາທິຊັນອື່ນໆ (ເຖິງ 15 ລະດັບທີ່ວາງໄວ້) ອາດຈະຖືກເຊື່ອງໄວ້ໃນພາທິຊັນນີ້, ແລະການກໍານົດການມີຢູ່ແລະພິສູດການມີຢູ່ຂອງພວກເຂົາແມ່ນມີບັນຫາ.

ການເຊື່ອງແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການກໍ່ສ້າງແຕ່ລະພາທິຊັນເປັນຊຸດຂອງຕ່ອນທີ່ຖືກເຂົ້າລະຫັດໄວ້ຢູ່ໃນຕໍາແຫນ່ງ Random ໃນອຸປະກອນເກັບຮັກສາ. ແຕ່ລະຕ່ອນແມ່ນສ້າງແບບເຄື່ອນໄຫວໃນເວລາທີ່ຕ້ອງການພື້ນທີ່ເກັບຮັກສາເພີ່ມເຕີມໃນພາທິຊັນ. ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການວິເຄາະມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍ, ຊິ້ນສ່ວນຕ່າງໆແມ່ນສະຫຼັບກັນ, i.e. ພາກສ່ວນຂອງ Shufflecake ບໍ່ໄດ້ເຊື່ອມໂຍງກັບພາກພື້ນທີ່ຕິດຕໍ່ກັນແລະຊິ້ນສ່ວນຈາກທຸກພາກສ່ວນແມ່ນປະສົມ. ຂໍ້​ມູນ​ກ່ຽວ​ກັບ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ແລະ​ການ​ຊອຍ​ຟຣີ​ແມ່ນ​ເກັບ​ຮັກ​ສາ​ໄວ້​ໃນ​ແຜນ​ທີ່​ສະ​ຖານ​ທີ່​ທີ່​ກ່ຽວ​ຂ້ອງ​ກັບ​ແຕ່​ລະ​ພາ​ທິ​ຊັນ​, ເຊິ່ງ​ແມ່ນ​ການ​ອ້າງ​ອີງ​ໂດຍ​ຫົວ​ຂໍ້​ເຂົ້າ​ລະ​ຫັດ​. ບັດ ແລະສ່ວນຫົວແມ່ນຖືກເຂົ້າລະຫັດໄວ້ ແລະ, ໂດຍບໍ່ຮູ້ຕົວລະຫັດການເຂົ້າເຖິງ, ແມ່ນບໍ່ສາມາດແຍກອອກຈາກຂໍ້ມູນແບບສຸ່ມໄດ້.

ສ່ວນຫົວແມ່ນແບ່ງອອກເປັນສະລັອດຕິງ, ແຕ່ລະອັນຈະກຳນົດພາກສ່ວນຂອງຕົນເອງ ແລະສ່ວນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ສະລັອດຕິງຢູ່ໃນສ່ວນຫົວແມ່ນ stacked ແລະເຊື່ອມຕໍ່ recursively - ສະລັອດຕິງປະຈຸບັນປະກອບດ້ວຍກະແຈເພື່ອຖອດລະຫັດພາລາມິເຕີຂອງພາກສ່ວນທີ່ຜ່ານມາໃນລໍາດັບຊັ້ນ (ອັນທີ່ເຊື່ອງໄວ້ຫນ້ອຍ), ອະນຸຍາດໃຫ້ຫນຶ່ງລະຫັດຜ່ານທີ່ຈະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຖອດລະຫັດທຸກພາກສ່ວນທີ່ເຊື່ອງໄວ້ຫນ້ອຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ. ພາກສ່ວນທີ່ເລືອກ. ແຕ່​ລະ​ພາ​ທິ​ຊັນ​ທີ່​ເຊື່ອງ​ໄວ້​ຫນ້ອຍ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ຕໍ່​ສ່ວນ​ຂອງ​ການ​ແບ່ງ​ປັນ​ຮັງ​ເປັນ​ການ​ຟຣີ​.

ໂດຍຄ່າເລີ່ມຕົ້ນ, ພາກສ່ວນຍ່ອຍຂອງ Shufflecake ທັງໝົດມີຂະໜາດທີ່ເຫັນໄດ້ເທົ່າກັບພາກສ່ວນລະດັບສູງສຸດ. ຕົວຢ່າງ, ຖ້າມີສາມພາທິຊັນໃນອຸປະກອນ 1 GB, ແຕ່ລະສ່ວນຈະເຫັນໄດ້ໃນລະບົບເປັນພາທິຊັນ 1 GB ແລະພື້ນທີ່ດິດທີ່ມີຢູ່ທັງຫມົດຈະຖືກແບ່ງປັນໃນບັນດາພາທິຊັນທັງຫມົດ - ຖ້າຂະຫນາດຂອງຂໍ້ມູນທີ່ເກັບໄວ້ເກີນ. ຂະຫນາດຕົວຈິງຂອງອຸປະກອນ, ມັນຈະເລີ່ມຄວາມຜິດພາດ I/O ຖືກຖິ້ມ.

ພາກສ່ວນທີ່ຊ້ອນກັນທີ່ບໍ່ເປີດບໍ່ໄດ້ເຂົ້າຮ່ວມໃນການຈັດສັນພື້ນທີ່, i.e. ຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະຕື່ມຂໍ້ມູນໃສ່ພາທິຊັນລະດັບສູງສຸດຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ຂໍ້ມູນຖືກທໍາລາຍໃນພາທິຊັນທີ່ຕິດກັນ, ແຕ່ຈະບໍ່ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເປີດເຜີຍການປະກົດຕົວຂອງເຂົາເຈົ້າໂດຍຜ່ານການວິເຄາະຂະຫນາດຂອງຂໍ້ມູນທີ່ສາມາດຖືກຈັດໃສ່ໃນພາທິຊັນກ່ອນທີ່ຄວາມຜິດພາດຈະເລີ່ມຕົ້ນ (ມັນ. ສົມມຸດວ່າສ່ວນເທິງປະກອບດ້ວຍຂໍ້ມູນທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ເພື່ອລົບກວນຄວາມສົນໃຈແລະບໍ່ເຄີຍແຍກກັນບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້, ແລະການເຮັດວຽກປົກກະຕິແມ່ນດໍາເນີນຢູ່ສະເຫມີກັບພາກສ່ວນທີ່ຕິດກັນຫຼ້າສຸດ, ໂຄງການຕົວມັນເອງຫມາຍຄວາມວ່າມັນມີຄວາມສໍາຄັນກວ່າທີ່ຈະຮັກສາຄວາມລັບຂອງການມີຢູ່ຂອງ. ຂໍ້ມູນຫຼາຍກວ່າທີ່ຈະສູນເສຍຂໍ້ມູນນີ້).

ໃນຄວາມເປັນຈິງ, 15 Shufflecake partitions ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນສະເຫມີ - ລະຫັດຜ່ານຂອງຜູ້ໃຊ້ຖືກຕິດກັບພາທິຊັນທີ່ໃຊ້ແລ້ວ, ແລະພາທິຊັນທີ່ບໍ່ໄດ້ໃຊ້ໄດ້ຖືກສະຫນອງດ້ວຍລະຫັດຜ່ານທີ່ສ້າງຂຶ້ນແບບສຸ່ມ (ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະເຂົ້າໃຈວ່າມີຈໍານວນພາທິຊັນທີ່ໃຊ້ຕົວຈິງ). ເມື່ອການແບ່ງພາທິຊັນ Shufflecake ຖືກເລີ່ມຕົ້ນ, ແຜ່ນ, ການແບ່ງສ່ວນ, ຫຼືອຸປະກອນບລັອກ virtual ທີ່ຈັດສັນສໍາລັບການບັນຈຸເຂົ້າຮຽນຂອງພວກເຂົາແມ່ນເຕັມໄປດ້ວຍຂໍ້ມູນແບບສຸ່ມ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ສາມາດລະບຸ metadata ຂອງ Shufflecake ແລະຂໍ້ມູນຕໍ່ກັບພື້ນຫລັງທົ່ວໄປ.

ການປະຕິບັດ Shufflecake ມີປະສິດທິພາບສູງພໍສົມຄວນ, ແຕ່ເນື່ອງຈາກມີ overhead, ມັນຊ້າກວ່າການສົ່ງຜ່ານປະມານສອງເທົ່າເມື່ອທຽບກັບການເຂົ້າລະຫັດແຜ່ນໂດຍອີງໃສ່ລະບົບຍ່ອຍ LUKS. ການນໍາໃຊ້ Shufflecake ຍັງເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມເຕີມສໍາລັບ RAM ແລະພື້ນທີ່ດິດສໍາລັບການເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນການບໍລິການ. ການ​ບໍ​ລິ​ໂພກ​ຫນ່ວຍ​ຄວາມ​ຈໍາ​ແມ່ນ​ຄາດ​ຄະ​ເນ​ຢູ່​ທີ່ 60 MB ຕໍ່​ການ​ແບ່ງ​ປັນ​, ແລະ​ຊ່ອງ​ແຜ່ນ​ທີ່ 1​% ຂອງ​ຂະ​ຫນາດ​ທັງ​ຫມົດ​. ສໍາລັບການປຽບທຽບ, ເຕັກນິກ WORAM, ຄ້າຍຄືກັນໃນຈຸດປະສົງ, ນໍາໄປສູ່ການຊ້າລົງຈາກ 5 ຫາ 200 ຄັ້ງກັບການສູນເສຍພື້ນທີ່ດິດ 75%.

ຊຸດເຄື່ອງມື ແລະໂມດູນ kernel ໄດ້ຮັບການທົດສອບພຽງແຕ່ໃນ Debian ແລະ Ubuntu ກັບ kernels 5.13 ແລະ 5.15 (ຮອງຮັບໃນ Ubuntu 22.04). ມັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນວ່າໂຄງການຍັງຄວນຈະຖືກພິຈາລະນາເປັນຕົວແບບທີ່ເຮັດວຽກ, ເຊິ່ງບໍ່ຄວນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບຂໍ້ມູນທີ່ສໍາຄັນ. ໃນອະນາຄົດ, ພວກເຮົາວາງແຜນທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ການເພີ່ມປະສິດທິພາບເພີ່ມເຕີມສໍາລັບການປະຕິບັດ, ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະຄວາມປອດໄພ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການບູດຈາກພາທິຊັນ Shufflecake.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: opennet.ru