Linux分卷怎样实现数据加密
小樊
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2025-12-12 01:35:43
Linux 分卷加密的实用方案
一、方案总览
- 块级加密优先：对整块设备/分区/逻辑卷做加密，再在其上创建文件系统，天然支持任意大小文件，性能与可靠性更好。典型做法是使用 LUKS/dm-crypt，适合系统盘、数据盘、云盘等场景。
- 文件级加密分卷：先对数据整体加密，再用分卷工具切割，便于分发与离线传输。常见组合是 GPG（对称或公私钥）或 7-Zip（AES-256）加密，配合 split 做分卷。
二、块级加密 LUKS 分卷流程（推荐）
- 准备设备：如 /dev/sdb1（分区）或 /dev/vg0/encvol（LVM 逻辑卷）。
- 创建加密容器：cryptsetup luksFormat /dev/sdb1（设置强口令/密钥文件）。
- 打开并映射：cryptsetup luksOpen /dev/sdb1 encdisk → 得到 /dev/mapper/encdisk。
- 创建文件系统：mkfs.ext4 /dev/mapper/encdisk（或 xfs/btrfs 等）。
- 挂载使用：mount /dev/mapper/encdisk /mnt/enc。
- 开机自动解锁与挂载：
- /etc/crypttab：encdisk /dev/sdb1 none（或密钥文件路径）
- /etc/fstab：/dev/mapper/encdisk /mnt/enc ext4 defaults 0 0
- 关闭锁定：umount /mnt/enc && cryptsetup luksClose encdisk。
- 说明：LUKS 是 Linux 统一密钥设置 标准，提供设备级加密；/etc/crypttab 与 /etc/fstab 配合可实现启动期解锁与自动挂载。
三、文件级加密分卷流程（便于传输/分发）
- 方案 A（GPG 加密 + split 分卷）
- 加密：gpg -c --cipher-algo AES256 bigdata.tar（生成 bigdata.tar.gpg）
- 分卷：split -b 200M -d -a 1 bigdata.tar.gpg bigdata.tar.gpg.
- 还原：cat bigdata.tar.gpg.* | gpg -d > bigdata.tar && tar xf bigdata.tar
- 方案 B（7-Zip 分卷加密）
- 7z a -mhe=on -p -v200m archive.7z /path/to/data
- 解压：7z x archive.7z（按提示输入密码）
- 说明：GPG 适合对单个归档做强加密；7-Zip 支持 AES-256 且可一键分卷，跨平台友好。分卷仅为切分文件，真正的安全性来自加密本身。
四、方案对比与选型建议
| 维度 |
块级 LUKS |
文件级 GPG/7-Zip |
| 保护范围 |
整块设备/分区/逻辑卷 |
单个或多个文件/目录 |
| 透明性 |
挂载后对应用透明 |
需先解密/解压 |
| 分卷能力 |
文件系统层面不限大小 |
需借助 split/7z 分卷 |
| 性能 |
高（内核 dm-crypt） |
中（取决于工具与压缩） |
| 适用场景 |
系统盘、数据盘、长期挂载 |
传输、备份、离线交付 |
| 启动自动解锁 |
支持（/etc/crypttab） |
不支持 |
- 选型建议：需要长期挂载与高性能选 LUKS；需要便捷分发与跨平台选 GPG/7-Zip。
五、安全与运维要点
- 口令与密钥：使用高熵口令或密钥文件；密钥文件权限设为 600，妥善保管；必要时用 cryptsetup luksAddKey 管理多密钥。
- 自动解锁权衡：/etc/crypttab 支持密钥文件实现无人值守，但会降低安全性；涉及高敏数据建议保留交互式输入口令。
- 网络与存储：远程块存储（如 iSCSI）默认明文，建议在存储侧或传输侧启用 IPsec/TLS；iSCSI 挂载在 /etc/fstab 中使用 _netdev 选项以避免启动顺序问题。
- 备份与恢复：加密卷务必定期备份（含 LUKS 头部：cryptsetup luksHeaderBackup），并演练恢复流程；分卷文件在合并前先做完整性校验（如 sha256sum）。
