使用Luks2对Ceph Rbd进行加密，你会了吗？

背景

多个行业（例如金融行业）越来越需要在主机上使用租户/用户提供的使用加密密钥以卷粒度加密数据。这是进行加密由国家法规和对安全性的日益重视所推动的。迄今为止，使用Ceph RBD 不提供任何此类解决方案，进行加密现有的使用替代方案是在 libRBD 之前添加一个加密层。此类解决方案的进行加密示例是使用 QEMU LUKS 加密或依赖 DM-Crypt。但是使用，在与 RBD 层中实现的进行加密存储功能接口时，使用 RBD 之上的使用加密层有局限性。当我们进行镜像克隆时，进行加密只有在父子节点使用相同的使用加密密钥加密时才会起作用。通过将加密向下移动到 libRBD，进行加密就可以灵活地使用 Ceph RBD 克隆了。使用

关于luks加密

还是进行加密再介绍下luks吧，虽然上篇文章已经介绍过，使用但还是没有刨根问底。LUKS 有两个版本，LUKS2 具有对标头损坏的弹性等功能，并且默认使用Argon2加密算法，服务器托管而 LUKS1 使用PBKDF2。LUKS2支持4KB 加密块大小，而QEMU 中的luks1加密以加密单元扇区为 512 字节的加密块粒度工作，效率较低。目前libvirt只支持luks1和luks2格式的磁盘加密，从qemu4.5版本开始已经不支持qcow的磁盘加密。

加密标签支持可选的引擎标签，当前定义的引擎值是qemu和librbd。qemu和librbd都 需要使用 qemu 驱动程序。librbd引擎要求qemu版本>=6.1.0， ceph集群和librbd1>=16.1.0，仅适用于RBD network disk。如果未指定引擎标签，则默认使用qemu引擎。luks2格式目前只有librbd引擎支持，只能应用于RBD network disk（RBD镜像）。 

我们现在使用的是Ubuntu20.04系统，对应的qemu版本为4.2，libvirt版本为6.0版本，这个版本只能使用luks格式加密，如果想要使用luks2格式进行加密，那就必须把qemu版本升级至6.1以上，libvirt版本升级至7.9以上，服务器租用升级目前只能通过编译升级，但是很可惜，没升级成功，不过Ubuntu22.04的libvirt版本是8.0，qemu版本是6.2，这里我安装了一个Ubuntu22.04的系统对rbd镜像加密进行验证。

# virsh version

Compiled against library: libvirt 8.0.0

Using library: libvirt 8.0.0

Using API: QEMU 8.0.0

Running hypervisor: QEMU 6.2.0

查阅libvirt版本列表，发现从2021.11.1发布的7.9版本开始支持librbd加密引擎。

加密格式

默认情况下，RBD 图像不会加密。要加密 RBD 镜像，需要将其格式化为受支持的加密格式之一（luks1或者luks2）。格式化操作会将加密的元数据写到rbd镜像中。加密元数据通常包括加密格式和版本、密码算法和模式规范等信息，以及用于保护加密密钥的信息。

目前只能格式化图像。加密图像的克隆本质上使用相同的格式和密码进行加密。在格式化之前写入图像的任何数据都可能变得不可读，尽管它仍可能占用存储资源。目前，站群服务器仅支持 AES-128 和 AES-256 加密算法。此外，xts-plain64 是目前唯一支持的加密模式。

不过可以导入在 RBD 之外的现有 LUKS 镜像。

使用luks2格式对rbd镜像加密

使用luks对ceph rbd加密我就不介绍了，上篇文章已经介绍过了，这里介绍使用luks2对rbd进行加密

格式化镜像rbd encryption format { pool-name}/{ image-name} { luks1|luks2} { passphrase-file} [–cipher-alg { aes-128 | aes-256}]

例如

root@node1:/yyds# rbd encryption format libvirt-pool/288 luks2 passphrase-file

root@node1:/yyds# cat passphrase-file

123456

加密格式操作生成一个 LUKS 头并将其写入图像的开头。标头附加了一个包含随机生成的加密密钥的密钥槽，并受从 passphrase-file读取的密码保护。默认情况下，将使用 xts-plain64 模式下的 AES-256，格式化操作也允许选择 AES-128。

定义secret# vim secret.xml

548dff81-a251-4702-90c0-0fc7d0c7754e

# virsh secret-define luks-secret.xml

Secret 548dff81-a251-4702-90c0-0fc7d0c7754e created设置密码virsh secret-set-value 548dff81-a251-4702-90c0-0fc7d0c7754e --interactive

#下面输入磁盘加密的密码，要与上面格式化镜像的密码相同

Enter new value for secret:

Secret value set

编辑虚拟机disk字段，添加encryption

</disk>启动虚拟机virsh start vm

加密rbd镜像克隆后子镜像挂载root@node1:~# rbd snap create libvirt-pool/288@snapshot_61

Creating snap: 100% complete...done.

root@node1:~# rbd snap protect libvirt-pool/288@snapshot_61

root@node1:~# rbd clone libvirt-pool/288@snapshot_61 libvirt-pool/388

root@node1:~# rbd info libvirt-pool/388

rbd image 388:

size 100 GiB in 25600 objects

order 22 (4 MiB objects)

snapshot_count: 0

id: 2c2aea7815e969

block_name_prefix: rbd_data.2c2aea7815e969

format: 2

features: layering, exclusive-lock, object-map, fast-diff, deep-flatten

op_features:

flags:

create_timestamp: Wed Jun 1 08:56:37 2022

access_timestamp: Wed Jun 1 08:56:37 2022

modify_timestamp: Wed Jun 1 08:56:37 2022

parent: libvirt-pool/288@snapshot_61

overlap: 100 GiB

这里我将镜像名称换成克隆后的388，encryption字段去掉，发现不能挂载了，克隆的子镜像说明也是加密的。

克隆的镜像不支持luks加密root@node1:~# rbd encryption format libvirt-pool/388 luks2 passphrase-file

rbd: encryption format error: 2022-06-01T06:39:32.691+0000 7fc65aba7340 -1 librbd::api::Image: encryption_format: cannot format a cloned image

(95) Operation not supported