content/vortraege/bis2018/crypto_fs.html


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<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
<head>
<title>Kryptographische Dateisysteme</title>
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=iso-8859-1">
</head>
<body>
<!-- BEGIN Content //-->
<div id="content">
<h1 align="CENTER">
Kryptographische Dateisysteme
</h1>
<p align="CENTER"><strong>Achim D. Brucker
<br><tt>brucker@freiburg.linux.de</tt></strong></p>
<br><p align="CENTER">21. April 2000</p>
<p align="LEFT"></p>
<br>
<h2><a name="SECTION000100000000000000000">
Inhalt</a>
</h2>
<!--Table of Contents-->
<ul>
<li><a name="tex2html23"
  href="crypto_fs.html">Inhalt</a>
<li><a name="tex2html24"
  href="crypto_fs.html#SECTION000200000000000000000">Einf&uuml;hrung</a>
<ul>
<li><a name="tex2html25"
  href="crypto_fs.html#SECTION000210000000000000000">Gr&uuml;nde f&uuml;r kryptographischen Dateisystemen</a>
</ul>
<li><a name="tex2html26"
  href="crypto_fs.html#SECTION000300000000000000000">Verschiedenen Implementierungen</a>
<ul>
<li><a name="tex2html27"
  href="crypto_fs.html#SECTION000310000000000000000">L&ouml;sungen</a>
<li><a name="tex2html28"
  href="crypto_fs.html#SECTION000320000000000000000">Loopback Block device</a>
<li><a name="tex2html29"
  href="crypto_fs.html#SECTION000330000000000000000">CFS</a>
<li><a name="tex2html30"
  href="crypto_fs.html#SECTION000340000000000000000">TCFS</a>
</ul>
<li><a name="tex2html31"
  href="crypto_fs.html#SECTION000400000000000000000">Laufzeitverhalten</a>
<li><a name="tex2html32"
  href="crypto_fs.html#SECTION000500000000000000000">Erkentnisse</a>
<li><a name="tex2html33"
  href="crypto_fs.html#SECTION000600000000000000000">Referenzen</a>
<li><a name="tex2html34"
  href="crypto_fs.html#SECTION000700000000000000000">&Uuml;ber dieses Dokument ...</a>
</ul>
<!--End of Table of Contents-->
<h3>Zusammenfassung:</h3>
<div>Sollen private Daten (sicher) vor fremden Zugriffen gesch&uuml;tzt werden, reichen
die Zugriffsrechte des Dateisystems meist nicht mehr aus - hier bietet sich
der Einsatz (starker) Kryptographie an. In diesem Artikel werden Methoden
vorgestellt, die ein m&ouml;glichst komfortables Arbeiten mit verschl&uuml;sselten Daten
erm&ouml;glichen sollen. Da sich die Arbeitsweise f&uuml;r den Anwender nicht von dem
Arbeteiten mit unverschl&uuml;sselten Programmen unterscheiden soll, werden diese
Verfahren als <i>kryptographische Dateisysteme</i> bezeichnet.</div>
<p>
<h1><a name="SECTION000200000000000000000">
Einf&uuml;hrung</a>
</h1>
<blockquote>
<div align="CENTER">
<i>Kryptographische Dateisysteme</i> stellen eine Schnittstelle zwischen dem
Anwender und dem ,,normalen`` Dateisystem dar. Sie erm&ouml;glichen es,
auf einfache Weise, Daten verschl&uuml;sselt zu sichern.
</div>
</blockquote>
<h2><a name="SECTION000210000000000000000">
Gr&uuml;nde f&uuml;r kryptographischen Dateisystemen</a>
</h2>
<ol>
<li>Diebstahlschutz (,,offline``)
</li>
<li>Schutz der Daten vor Eindringlingen mit <tt>root</tt>-Rechten
</li>
<li>,,Erweiterte`` Zugriffsrechte
</li>
<li>verschl&uuml;sselter Netzwerkverkehr
</li>
</ol>
<h1><a name="SECTION000300000000000000000">
Verschiedenen Implementierungen</a>
</h1>
<ul>
<li>Verschl&uuml;sselung einzelner Dateien, z.B. mit <tt>crypt</tt> oder
</li>
<li>gnupg.
</li>
<li>Verschl&uuml;sselung mit Hilfe des Loopback-Devices.
</li>
<li>Verschl&uuml;sselung mit Hilfe eines Daemon, &auml;hnlich wie
      <tt>nfs</tt>, z.B. <tt>cfs</tt> oder <tt>tcfs</tt>.
</li>
<li>Verschl&uuml;sselung durch File-System-Treiber, z.B. <tt>StegFS</tt>.
</li>
</ul>
<h2><a name="SECTION000310000000000000000">
L&ouml;sungen</a>
</h2>
<ul>
<li>The Kernel Loopback Block device
</li>
<li>ppdd - Pratical Privacy Driver
</li>
<li>CFS
</li>
<li>TCFS
</li>
<li>StegFS
</li>
</ul>
<h2><a name="SECTION000320000000000000000">
Loopback Block device</a>
</h2>
<ul>
<li>Benutzt die Kernel-Crypto-API
</li>
<li>Modifiziertes <tt>losetup</tt> notwendig.
</li>
<li>Kann durch den ,,Encrypted Home Directory``-Patch zum
verschl&uuml;sseln des ganzen Home-Verzeichnis verwendet werden.
</li>
<li>Verschiedene Kryptoalgorithmen stehen zur Auswahl.
</li>
<li>Eignet sich zum verschl&uuml;sseln von ,,Partitionen`` um
      Zugriffe bei Diebstahl und Booten von ,,Bootmedium``
      zu verhindern.
</li>
</ul>
Anlegen des leeren Dateisystems:
<pre>
dd if=/dev/zero of=/etc/cryptfile bs=1k count=1000
</pre>
Einrichten des loop-Devices:
<pre>
losetup -e idea /dev/loop0 /etc/cryptfile
</pre>
Datei-System anlegen:
<pre>
mkfs -t ext2 /dev/loop0 100000
</pre>
Abmelden des loop-Devices:
<pre>
umount /dev/loop0
losetup -d /dev/loop0
</pre>
Arbeiten mit den verschl&uuml;sselten Daten:
<pre>
losetup -e serpent /dev/idea /etc/cryptfile
mount -t ext2 /dev/loop0 /mnt/crypt
</pre>
Abmelden des Verzeichnisses:
<pre>
umount /dev/loop0
losetup -d /dev/loop0
</pre>
<blockquote>
Im Verzeichnis <code>/mnt/crypt</code> kann mit den &uuml;blichen Befehlen zur
Dateiverwaltung gearbeitet werden.
</blockquote>
<h2><a name="SECTION000330000000000000000">
CFS</a>
</h2>
<ul>
<li>Erste freie Implementierung von Matt Blaze (AT&amp;T Research).
</li>
<li>Benutzt einen ,,modifizieten`` <tt>nfs</tt>-Daemon.
</li>
<li>Auch <tt>root</tt> kann nicht ohne grossen Aufwand die entschl&uuml;sselten
     Daten (Arbeitsverzeichnis) lesen.
</li>
<li>L&auml;uft vollst&auml;ndig im User-Space, dadurch langsam und portabel
</li>
<li>F&uuml;r viele Unixe verf&uuml;gbar.
</li>
<li>Prinzipiell erfolgt das Entschl&uuml;sseln auf dem Server, aber
,,<tt>cfs</tt> over <tt>nfs</tt>`` m&ouml;glich.
</li>
</ul>
Das Verzeichnis <code>crypted_data</code> soll die verschl&uuml;sselten Daten enthalten.
Der Schl&uuml;ssel muss mindestens 16 Zeichen lang sein:
<pre>
cmkdir crypted_data
Key:
</pre>
Das Verzeichnis enth&auml;lt nun einige interne Dateien:
<pre>
fujikawa$ ls -la crypted_data
drwxr-xr-x    2 brucker  users        1024 Apr 21 12:52 ./
drwxr-xr-x    3 brucker  users        1024 Apr 21 12:51 ../
-rw-r--r--    1 brucker  users           8 Apr 21 12:51 ...
-rw-r--r--    1 brucker  users           1 Apr 21 12:51 ..c
-rw-r--r--    1 brucker  users          32 Apr 21 12:51 ..k
-rw-r--r--    1 brucker  users           7 Apr 21 12:51 ..s
</pre>
Um mit den verschl&uuml;sselten Daten Arbeiten zu k&ouml;nnen, muss das Verzeichnis
angemeldet werden:
<pre>
cattach crypted_data brucker
</pre>
Anschliesend kann im Verzeichnis <code>/crypt/brucker</code> mit den Daten
gearbeitet werden. Dateien in diesem Verzeichnis k&ouml;nnen <i>nicht</i> von anderen Benutzern
(auch nicht <tt>root</tt>) gelesen werden.
<br>
Abgemeldet wird das Verzeichnis mit:
<pre>
cdettach brucker
</pre>
<h2><a name="SECTION000340000000000000000">
TCFS</a>
</h2>
<blockquote>
<tt>TCFS</tt> ist eine ,,Weiterentwicklung`` von <tt>CFS</tt> der
Universit&auml;t Salerno.
</blockquote>
<ul>
<li>Bessere Integration von Verschl&uuml;sselung und Dateisystem (kernel modul)
</li>
<li>Nur unter Linux und BSD lauff&auml;hig.
</li>
<li>Ziel scheint das Ersetzen von <tt>nfs</tt> zu sein.
</li>
<li>Entschl&uuml;sseln findet auf dem Client statt.
</li>
</ul>
<h1><a name="SECTION000400000000000000000">
Laufzeitverhalten</a>
</h1>
<ul>
<li><b>Laufzeit:</b> Bei reinen Softwarel&ouml;sungen werden Zugriffe
      etwa um den Faktor 1#1 bis 2#2 langsamer.
</li>
<li><b>Platzbedarf</b> Bei kryptographischen Dateisystemen ist zur
Datensicherung kein zus&auml;tzlicher Speicherplatz notwendig. Je nach System
wird aber zu Laufzeit der doppelte Festplattenplatz ben&ouml;tigt, um die
Arbeitskopie bereit zu halten.
</li>
<li><b>Steganographie:</b> Verfahren die zus&auml;tzlich zur Verschl&uuml;sselung
versuchen die Daten zu verstecken, ben&ouml;tigen um ein Vielfaches mehr
Speicherplatz und Laufzeit.
</li>
</ul>
<h1><a name="SECTION000500000000000000000">
Erkentnisse</a>
</h1>
<div align="CENTER">
Kryptographische Dateisysteme erm&ouml;glichen es auf einfache Art und Weise mit
verschl&uuml;sselten Daten zu arbeiten. Sie k&ouml;nnen aber kein umfassenders
Sicherheitskonzept ersetzen.
</div>
<ul>
<li>Tempr&auml;re Dateien und Sicherheitskopien die von Andwendungen im
      <code>/tmp</code>-Verzeichnis angelegt werden.
</li>
<li>Sicherheitskopien, prinzipiell sind verschl&uuml;sselte Backups notwendig.
</li>
<li>Netzwerkverbindungen
</li>
<li>Arbeitskopie der Daten ist eventuell nur durch Dateirechte gesch&uuml;tzt.
</li>
</ul>
<h1><a name="SECTION000600000000000000000">
Referenzen</a>
</h1>
<ul>
<li>International Kernel Patches
<br><tt><a name="tex2html1"
  href="http://www.kerneli.org">http://www.kerneli.org</a></tt>
</li>
<li>The Kernel Loopback Block device
<br><tt><a name="tex2html2"
  href="http://www.kerneli.org/loopback-encrypted-filesystem.html">http://www.kerneli.org/loopback-encrypted-filesystem.html</a></tt>
</li>
<li>Encrypted Home Directorys Patch
<tt><a name="tex2html3"
  href="http://members.home.net/id-est/ehd.html">http://members.home.net/id-est/ehd.html</a></tt>
</li>
<li>Encrypted CDROM patch
<br><tt><a name="tex2html4"
  href="http://members.home.net/id-est/ecd.html">http://members.home.net/id-est/ecd.html</a></tt>
</li>
<li>ppdd - Pratical Privacy Driver
<br><tt><a name="tex2html5"
  href="http://linux01.gwdg.de/~alatham/ppdd.html">http://linux01.gwdg.de/~alatham/ppdd.html</a></tt>
<br><tt><a name="tex2html6"
  href="ftp://ftp.gwdg.de/pub/linux/misc/ppdd/">ftp://ftp.gwdg.de/pub/linux/misc/ppdd/</a></tt>
</li>
<li>CFS - Cryptographic File System
<br><tt><a name="tex2html7"
  href="ftp://ftp.funet.fi/pub/crypt/utilities/file/">ftp://ftp.funet.fi/pub/crypt/utilities/file/</a></tt>
</li>
<li>TCFS - Transparent Cryptographic File System
<br><tt><a name="tex2html8"
  href="http://tcfs.dia.unisa.it/">http://tcfs.dia.unisa.it/</a></tt>
</li>
<li>StegFS - A Steganographic File System for Linux
<tt><a name="tex2html9"
  href="http://ban.joh.cam.ac.uk/~adm36/StegFS/">http://ban.joh.cam.ac.uk/~adm36/StegFS/</a></tt>
</li>
<li>Filesystems HOWTO
<tt><a name="tex2html10"
  href="ftp://ftp.penguin.cz/pub/users/mhi/Filesystems-HOWTO/">ftp://ftp.penguin.cz/pub/users/mhi/Filesystems-HOWTO/</a></tt>
</li>
</ul>
</div>
<!-- END Content //-->
<hr style="display:none">
<!-- BEGIN Footer //-->
<div id="footer" align="right">
  Seite erstellt/aktualisiert: 2000-04-30
    durch <em>&lt;<acronym title='Ersetze ":at:" durch "@"'>br&#x0075;ck&#x0065;r:&#x0061;t:fr&#x0065;&#x0069;b&#x0075;rg&#46;l&#x0069;n&#x0075;x&#46;d&#x0065;</acronym>&gt;</em>
  <br>
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2010-05-16
</div>
<!-- END Footer //-->
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