Clevis

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clevis は TPM を使用してキーの作成と暗号化をすることにより、LUKS ボリュームのシステムへのバインディングを可能にします。そして、Clevis の pin を作成したときのシステムの状態を表現する PCR の値を使用してキーを閉じ込めます。

暗号化された LUKS パーティションの解錠に、ユーザーによるパスワードの入力を使うというのは伝統的で広く使われる方法ですが、デメリットも存在します:

• 手動で入力する必要があるため、自動的に起動したい場合には使えません (例: 巨大なサーバーファーム)。
• 普通の人間が覚えられるパスワードの長さには限界があり (エントロピーにして ~20-30 ビット)、近代的なブロック暗号に使う鍵としては弱すぎます (128/256 ビット)。

解決策としては強固な鍵を別のどこかに保持しておくという方法があります。例えば TPM チップや Yubikey、あるいは他のネットワークサービスなどが考えられます。Clevis はこのアイデアを実現するフレームワークです。抜き差し可能な pin を使ってデータを暗号化します (clevis の用語では bind)。現在 clevis には3つの pin が存在します:

• TPM2 データバインディング (コンピュータに Trusted Platform Module チップがある場合にのみ動作します)
• ネットワークサービス (別名 Tang) データバインディング
• シャミア秘密分散で他の pin を組み合わせる
• 外部プラグイン を使った YubiKey バインディング

警告: この方法をルートボリュームで使用すると、上記で述べたいくつかの条件を満たす限り、コンピュータは起動時に、暗号化パスワードを入力することなく 自動的にアンロック されます。

• これは、ハードウェアが盗まれた場合には、データへのアクセスが保護されないことを意味します。
• この方法は コールドブートアタック に対してより脆弱になることに注意してください。なぜなら、コンピュータの電源が長い間切られて (メモリが完全にクリアされて) いたとしても、攻撃者は単に電源を入れて TPM が自動的にキーを読み込むのを待てばよいからです。これは価値の高い対象にとっては懸念事項となるでしょう。

インストール

clevis を使うには clevis パッケージを インストール します。

データをバインドする

TPM2 のデータバインディングの例です。

$ clevis encrypt tpm2 '{}' <<< 'hello, world'

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..1P2Emag_4k-GlhyY.MuQQYPa8QHrysZ74uA.0ddDxfZA3R-cCmaKu5yUZA

この長い base64 でエンコードされたメッセージは、内部の TPM キーで暗号化されたテキストです。これは現在のコンピュータのみで復号できます。他のコンピュータから (あるいは他の TPM チップを用いて) 復号しようとするとエラーが返されます。

$ clevis decrypt tpm2 '{}' <<< 'eyJhbGciOiJkaXIiLCJjbGV2aXMiOnsicGluIjoidHBtMiIsInRwbTIiOnsiaGFzaCI6InNoYTI1NiIsImp3a19wcml2IjoiQU80QUlJQkxxT3FVenVDU1FmWkprNmdDN2wzMW43V3M2Y2FZd0VZS1BSR3Q0OHJEQUJBV2Z4M3pTUUNUTmtHZE9BM2FZd2RTZk9GcXZWdnVlQ3lPamFsWldCT2R4RlJKSzl5ZVRCM0pkNFktcF9HalhhNmlnLWxxNmtmMHZTWWkzOWMxVEpES1RYRVZTdnlXSlpEbGdxQ0JPMVNxeGJBd2tfSnIyRlRNY3hvNGtpSmNtMEVjbWd5dFdyME00QmcySlg4aVo3MEt1MTVjNzFORU5Ra3RjdGMtREhBVGFQcHJ2VzI2Z3d1YmUxckRfX19aV2tHaG9mX053M0M1OHlOcXF2RUpPZUwzNTZHNXJHNVVtYmUtWWV4Ujl2SEppZWlua3ZaNTJoMFVRYWVNSm9LYjJuNjlVTGZHb2J1NElTN20iLCJqd2tfcHViIjoiQUM0QUNBQUxBQUFFMGdBQUFCQUFJQ2poWDBVeTJKZVpSNU9pRU0ySktSeEtnUElYQ3dGNnRNR09NTDZ0ZnE5aiIsImtleSI6ImVjYyJ9fSwiZW5jIjoiQTI1NkdDTSJ9..1P2Emag_4k-GlhyY.MuQQYPa8QHrysZ74uA.0ddDxfZA3R-cCmaKu5yUZA'

hello, world

Bind a LUKS volume

警告: TPM による開錠に失敗したときのために、以下のコマンドで強いバックアップパスワードを設定しておいてください。

# cryptsetup luksAddKey /dev/sdX

To bind a LUKS volume to the TPM, use:

# clevis luks bind -d /dev/sdX tpm2 '{}'

where '{}' contains the configuration: even with no parameters the drive cannot be decrypted from another computer, unless the attacker knows the backup password.

ノート: To seal the LUKS key against the UEFI settings and the Secure Boot policy, use:

'{"pcr_ids":"1,7"}'

If the UEFI or Secure Boot settings are modified, the TPM will compute different PCR values and decryption will fail. This gives protection against evil maid attacks.

For a list of parameters, see clevis-encrypt-tpm2(1) § CONFIG.

For a full explanation of the meanings of PCRs, see the TCG specification (§ 2.3.4).

If this fails with ERROR: pcr-input-file filesize does not match pcr set-list, you should specify a different pcr bank:

'{"pcr_bank":"sha256","pcr_ids":"1,7"}'

As of August 2022 Clevis only supports sha1 (default) and sha256 banks, so naturally the only different option is sha256 - you can look up available and used banks using # tpm2_pcrread.

To generate a new Clevis pin after changes in system configuration that result in different PCR values, for example updating the UEFI when PCR 0 is used, run

# cryptsetup luksDump /dev/sdX

Tokens:
  token slot: clevis
        Keyslot:  keyslot

to find the slot used for the Clevis pin, then

# clevis luks regen -d /dev/sdX -s keyslot

To remove the Clevis binding, run:

# clevis luks unbind -d /dev/sdX -s keyslot 

警告: Double check you have chosen the right slot, or you might lose access to your volume.

You can unlock a TPM-bound volume using:

# clevis luks unlock -d /dev/sdX

For automated decryption of volumes in /etc/crypttab, enable clevis-luks-askpass.path.

For automated decryption of the root volume, we should make some changes to our Initramfs generators:

Mkinitcpio hook

Install the mkinitcpio-clevis-hook^AUR package. Then enable the clevis hook editing mkinitcpio.conf:

/etc/mkinitcpio.conf

# Edit the hooks and add clevis before the 'encrypt' hook. Eg:
HOOKS=(.. clevis encrypt ..)

ノート: If you are using plymouth, replace the plymouth-encrypt hook with encrypt. plymouth-encrypt is reported to be buggy when the device is already unlocked. More info.

At the end regenerate the initramfs.

Booster

Luckily Booster automatically decrypts LUKS volumes bound using Clevis out of the box!

Booster is also able to read the LUKS tokens, decode clevis information, reconstruct the password and unlock the partition automatically.

Tang (network binding) pin requires network enabled. Please refer to Booster#Configuration section for more information on network configuration with booster.

Dracut

Dracut needs the following extra packages:

• libpwquality
• luksmeta
• nmap

Followed by an initramfs regeneration:

# dracut -f

Tips and tricks

YubiKey binding

Clevis allows binding a LUKS partition using YubiKey's challenge-response mode. To bind a LUKS partition, run

# clevis luks bind -d /dev/sdX yubikey '{"slot":1}'

Install yubikey-personalization. Edit the configuration file and add following option:

/etc/booster.yaml

extra_files: ykchalresp

Regenerate the booster images. Booster will detect this configuration during boot and use the present YubiKey to unlock the drive.

See also

• Project homepage
• mkinitcpio-clevis-hook's homepage