一篇學(xué)會 Kvm 虛擬機(jī)磁盤使用 Luks 加密

作者：wanger 2022-06-06 08:00:59

如果標(biāo)頭丟失或損壞，設(shè)備將不再可解密。LUKS （Linux Unified Key Setup）為提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的磁盤加密格式，使得它不僅兼容性高，能通用于不同的 Linux 發(fā)行版本，還支持多用戶/口令，并且由于它的加密密鑰獨(dú)立于口令，所以即使口令失密，我們也無需重新加密整個硬盤，只需要及時的改變口令即可重獲安全。

kvm qcow2磁盤加密

關(guān)于luks加密

LUKS 實(shí)現(xiàn)了一種獨(dú)立于平臺的標(biāo)準(zhǔn)磁盤格式，用于各種工具。LUKS 用于加密塊設(shè)備。加密設(shè)備的內(nèi)容是任意的，因此可以加密任何文件系統(tǒng)，包括交換分區(qū)。加密卷的開頭有一個未加密的標(biāo)頭，它允許存儲多達(dá) 8 個 (LUKS1) 或 32 個 (LUKS2)加密密鑰以及密碼類型和密鑰大小等加密參數(shù)。此標(biāo)頭的存在是 LUKS 和普通 dm-crypt 之間的主要區(qū)別，因?yàn)闃?biāo)頭允許使用多個不同的密碼短語，并且能夠輕松更改和刪除它們。但是，如果標(biāo)頭丟失或損壞，設(shè)備將不再可解密。LUKS （Linux Unified Key Setup）為提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的磁盤加密格式，使得它不僅兼容性高，能通用于不同的 Linux 發(fā)行版本，還支持多用戶/口令，并且由于它的加密密鑰獨(dú)立于口令，所以即使口令失密，我們也無需重新加密整個硬盤，只需要及時的改變口令即可重獲安全。

luks加密kvm虛擬機(jī)磁盤的實(shí)現(xiàn)

在libvirt 4.5版本之前，除了luks加密之外，還支持qcow加密的。qcow磁盤加密。

qemu-img convert -O qcow2 --object secret,id=sec0,data=123456 -o encryption=on,encrypt.key-secret=sec0 -f qcow2 test.qcow2 fw-encry.qcow2

加密格式default和qcow可能不再用于創(chuàng)建加密卷。在 QEMU 中使用 qcow 加密卷在 QEMU 2.3 中開始逐步淘汰。

下面還是主要來介紹怎么使用luks來實(shí)現(xiàn)磁盤加密吧將現(xiàn)有的虛擬機(jī)磁盤轉(zhuǎn)為加密的磁盤，如果直接創(chuàng)建加密磁盤的新虛擬機(jī)不需要執(zhí)行第二步轉(zhuǎn)換磁盤的操作。

創(chuàng)建大小為20G的luks空磁盤。

qemu-img create -f luks --object secret,data=123,id=sec0      -o key-secret=sec0 fw.luks  20G

將要加密的qcow2磁盤轉(zhuǎn)換為luks磁盤，目標(biāo)磁盤不存在將無法轉(zhuǎn)換。

qemu-img convert --target-image-opts \
>     --object secret,data=123,id=sec0 -f qcow2 fw.qcow2 -n \
>     driver=luks,file.filename=fw.luks,key-secret=sec0

創(chuàng)建一個secret xml文件，不添加UUID會自動生成。

vim volume-secret.xml
<secret ephemeral='no' private='yes'>
  <uuid>92f35b9e-c845-47e1-b5a6-f2036a706866</uuid>
  <description>Super secret name of my first puppy</description>
  <usage type='volume'>
    <volume>/home/kvm/images/fw.luks</volume>
  </usage>
</secret>

定義secret

產(chǎn)生的secret以及base64的密碼在/etc/libvirt/secrets/中存在。

virsh secret-define volume-secret.xml

給secret設(shè)置密碼值。

# MYSECRET=`printf %s "123" | base64`
# virsh secret-set-value dc057b2b-6a7d-4dba-b76e-37a458448765 $MYSECRET
Secret value set

編輯虛擬機(jī)disk段加入secret的字段。

<disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <source file='/home/kvm/images/fw.luks'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <encryption format='luks'>
        <secret type='passphrase' uuid='dc057b2b-6a7d-4dba-b76e-37a458448765'/>
      </encryption>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x08' function='0x0'/>
</disk>

對于卷創(chuàng)建，可以指定用于加密 luks 卷的加密算法。可以為此目的提供以下兩個可選元素cipher和ivgen。支持哪些算法取決于管理程序。使用 qemu-img 創(chuàng)建卷時，存儲驅(qū)動后端使用的默認(rèn)算法是 'aes-256-cbc'，使用 'essiv' 生成初始化向量，使用 'sha256' 哈希算法生成密碼和初始化向量。官網(wǎng)例子，只做參考。

<volume>
  <name>twofish.luks</name>
  <capacity unit='G'>5</capacity>
  <target>
    <path>/var/lib/libvirt/images/demo.luks</path>
    <format type='raw'/>
    <encryption format='luks'>
       <secret type='passphrase' uuid='f52a81b2-424e-490c-823d-6bd4235bc572'/>
       <cipher name='twofish' size='256' mode='cbc' hash='sha256'/>
       <ivgen name='plain64' hash='sha256'/>
    </encryption>
  </target>
</volume>

之后啟動虛擬機(jī)就可以了。

virsh start vm

如果想把加密的磁盤拷貝到其他宿主機(jī)上使用，直接執(zhí)行上面的創(chuàng)建secret之后的操作就可以了。

注意：設(shè)置的密碼一定要與之前宿主機(jī)定義的密碼一樣。

如果我們把虛擬機(jī)加密引導(dǎo)磁盤的encryption字段去掉，不在虛擬化層進(jìn)行解密，會怎么樣呢，會找不到磁盤引導(dǎo)。

<encryption format='luks'>
        <secret type='passphrase' uuid='dc057b2b-6a7d-4dba-b76e-37a458448765'/>
</encryption>

如果數(shù)據(jù)盤不在虛擬化層解密，將不能直接掛載。

加密后不能直接掛載
加密后硬盤丟失也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)被盜
加密后必須做映射才能掛載

LUKS 也是一種基于 device mapper（dm）機(jī)制的加密方案。如果要使用加密后的分區(qū)，就必須對加密后的分區(qū)做一個映射，映射到 /dev/mapper 這個目錄下。映射完成之后，我們也只能掛載這個映射來進(jìn)行使用，并且在做映射的時候還需要輸入加密分區(qū)的加密密碼。我們使用Cryptsetup工具對數(shù)據(jù)盤做映射，映射文件將放到 /dev/mapper 目錄中。需要輸入之前磁盤加密的密碼。

cryptsetup luksOpen /dev/vdb fw

kvm使用ceph rbd磁盤加密

定義secret

生成secret

所有ceph節(jié)點(diǎn)都要執(zhí)行生成secret。

cd /etc/libvirt/qemu
cat > secret.xml <<EOF
<secret ephemeral='no' private='no'>
        <usage type='ceph'>
                <name>client.libvirt secret</name>
        </usage>
</secret>
EOF

定義secret，生成的id號要記下來。

root@node1:/etc/libvirt/qemu# virsh secret-define --file secret.xml
Secret 01a0ba00-f277-48bb-b937-9001ec91f53e created
root@node2:/etc/libvirt/qemu# virsh secret-define --file secret.xml
Secret 533b5d06-0525-4da3-bddf-907f70c0a31b created
root@node3:/etc/libvirt/qemu# virsh secret-define --file secret.xml
Secret 1740698e-abb9-4502-b801-1ede074f1ce1 created

獲取client.libvirt密鑰并將密鑰字符串保存到文件中。

三臺都執(zhí)行下面的命令。

ceph auth get-key client.libvirt | tee client.libvirt.key

設(shè)置secret的密碼。

root@node1:/etc/libvirt/qemu# virsh secret-set-value --secret  01a0ba00-f277-48bb-b937-9001ec91f53e --base64 $(cat client.libvirt.key) 
Secret value set
root@node2:/etc/libvirt/qemu# virsh secret-set-value --secret 533b5d06-0525-4da3-bddf-907f70c0a31b --base64 $(cat client.libvirt.key) 
Secret value set
root@node3:/etc/libvirt/qemu# virsh secret-set-value --secret 1740698e-abb9-4502-b801-1ede074f1ce1 --base64 $(cat client.libvirt.key) 
Secret value set

編輯虛擬機(jī)配置文件。

<devices>
    <emulator>/usr/bin/kvm-spice</emulator>
    <disk type='network' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <auth username='libvirt'>
        <secret type='ceph' uuid='01a0ba00-f277-48bb-b937-9001ec91f53e'/>
      </auth>
      <source protocol='rbd' name='libvirt-pool/fw-system'>
        <host name='node1' port='6789'/>
        <host name='node2' port='6789'/>
        <host name='node3' port='6789'/>
      </source>
      <target dev='vdb' bus='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x07' function='0x0'/>
    </disk>

啟動虛擬機(jī)

定義并啟動虛擬機(jī)

virsh define vm.xml
virsh start vm

責(zé)任編輯：武曉燕來源：運(yùn)維開發(fā)故事

Kvm 虛擬機(jī)磁盤