Sahibi olmadığınız bir makinede disk şifreleme

Gizlilik satan her sağlayıcı, disklerin şifrelendiğini söyler. Bu genellikle doğrudur ve genellikle kimsenin sormadığı bir soruyu yanıtlar. Şifrelemenin üzerinde durulması gereken üç hâli vardır; bir sunucu ise çalışma hayatının tamamını, tam disk şifrelemenin kapsamadığı o hâlde geçirir. Bu rehber, sınırın gerçekte nerede geçtiğini, bu sınırın iki yanında nelerin durduğunu ve aynı «diskler şifrelidir» sözü altında satılan iki düzenlemeden hangisinde anahtarın sizde olduğunu ele alır.

Üç hâl, bir de kimsenin şifrelemediği hâl

Veri, üç hâlden birinde bulunur ve sektör bunlardan ikisini ikna edici biçimde çözmüştür. Beklemedeki veri, şu anda hiç kimsenin okumadığı bir diskte duran veridir: tam disk şifreleme ve bunun üzerine eklenen veritabanı ya da nesne deposu şifrelemesiyle çözülür. Aktarımdaki veri, ağ üzerinden geçen veridir: TLS ile çözülür, hem de öyle ki hatalı verilmiş bir sertifika artık haber olur. Kullanımdaki veri ise çalışan bir sürecin belleğine yüklenmiş veridir — sunucunuzun sunduğu her baytın, sunulabilmek için ne kadar kısa süreliğine olsa da mutlaka içinde bulunması gereken hâl budur.

Beklemede şifreleme ifadesi tam yerinde bir ifadedir; hem de gözden kolayca kaçacak kadar tam yerinde. Bu ifade, verinizin makine kapalıyken içinde bulunduğu hâli anlatır. Oysa bir sunucunun bütün işi kapalı olmamaktır. Ayakta kaldığı aylar boyunca birimleri açıktır, veritabanı dosyaları doğru kullanıcı olarak çalışan her sürece okunabilir durumdadır ve şifreleme, bir elektrik kesintisini beklemek dışında hiçbir şey yapmaz.

Bu dört kelimenin gizlediği ikinci şey ise anahtarın kime ait olduğudur. Aynı sözün altında birbirinden tamamen farklı iki düzenleme satılır. Bir sağlayıcı, depolama katmanını kendi yönettiği anahtarlarla şifreleyebilir: bu, sağlayıcının hizmetten kaldırma sürecini korur ve kendi ihlal riskini küçültür; sizi de binadan çıkan bir sürücüye karşı gerçekten korur — ama anahtarı elinde tutan taraf, zaten sorduğunuz taraftır. Ya da birim, kendi makinenizin içinde, yalnızca sizin kafanızda ve çalışan bir çekirdeğin belleğinde var olan bir anahtarla şifrelenebilir. Yalnızca ikinci düzenleme, bir üçüncü tarafın elde edebileceklerini değiştirir; bu rehberin geri kalanının kastettiği de yalnızca odur.

Bunların hiçbiri diskleri şifrelememek için bir gerekçe değildir. Asıl mesele, aşağıdaki sekiz senaryodan hangilerini kapattığınızı ve hangilerini kapatmadığınızı bilmektir. Tek bir gerçek şeyi durduran şifreleme değerlidir; sekiz şeyi durdurduğuna inandığınız şifreleme ise hiç şifreleme olmamasından daha kötüdür, çünkü bu inanç konuşmayı orada bitirir.

Makine çalışırken anahtar nerede durur

Bir LUKS biriminin kilidini açtığınızda, yazdığınız parola anahtarın kendisi değildir. Bu parola, birim başlığında saklanan bir ana anahtarın şifresini çözer; bu ana anahtar da birim kapanana ya da makine gücünü kaybedene kadar çekirdek belleğinde tutulur. Her okuma ve her yazma ondan geçer. Çalışan bir şifreli diskin, disk kullanımdayken anahtarın başka bir yerde durduğu hiçbir yapılandırması yoktur — bu, birinin düzeltebileceği bir uygulama ayrıntısı değildir; şifreli bir disk kullanmanın anlamı zaten budur.

Kendi donanımınızda bu bellek, kontrolünüzdeki bir odada bir kasanın içindedir ve ona karşı yapılacak saldırı sıra dışıdır: fiziksel olarak orada bulunmak, ve güç kesildikten sonra bellek yongalarında birkaç saniye kalan kalıntı. Sanal bir sunucuda ise durum derece olarak değil, türü itibarıyla farklıdır. Çekirdeğinizin belleği, host’un belleğinin bir bölgesidir. Hipervizör onu tanımı gereği adresleyebilir, çünkü size bu belleği veren şey zaten onu adresleyebilmesidir. Onu okuyan üç tamamen sıradan işlem vardır:

• Canlı taşıma. Çalışan bir sanal makineyi fiziksel host’lar arasında taşımak, çalışırken belleğini de karşıya kopyalar. Bu bir özelliktir — bir host’un sizi yeniden başlatmadan bakımdan geçirilme yoludur — ve ana anahtarınız da kopyalanan sayfaların içindedir.
• Belleği de içeren bir anlık görüntü. Kendi şifrelediğiniz bir birimin yalnızca diski kapsayan anlık görüntüsü, şifreli metinden başka hiçbir şey içermez. Ama makinenin kaldığı yerden tam olarak devam etmesini sağlayan bir anlık görüntü, anahtarı da içerir; çünkü «tam olarak kaldığı yer» dediğimiz şeyin bir parçası da anahtardır.
• Bir bellek dökümü. Guest’inizin belleği, host üzerindeki bir sürecin adres alanı içinde yaşar. O sürecin belleğini okumak sıradan bir hata ayıklama işlemidir ve bunu yapan araçlar gizlice sokulması gereken bir şey değil, sanallaştırma yığınıyla birlikte gelir.

Bunların hiçbiri sağlayıcınızın bunlardan birini yaptığını iddia etmez. İddia ettiği şey, bu işlemlerin sizden hiçbir işbirliği gerektirmediği, görebileceğiniz hiçbir yerde iz bırakmadığı ve sıradan platform bakımından ayırt edilemediğidir. Bir tehdit modeline yazılmaya değer tek özellik de budur: birinin ne yaptığı değil, siz fark etmeden neyi yapabilecek durumda olduğu. Aynı mantık bir katman daha dışarıda da geçerlidir; önünüzdeki registry ve proxy’nin de host’la aynı listede yer almasının nedeni budur.

Yeniden başlatma sorunu ve bunu boşa çıkaran kestirme yol

Şifreli bir root birimi, sistem bir SSH bağlantısı kabul edecek kadar açılmadan önce kilidinin açılması gerekir. Bir dizüstü bilgisayarda parolayı klavyeden yazarsınız. İki bin kilometre uzaktaki, hiç adım atmadığınız bir binadaki bir makinede ise, tam gerektiği anda erişebileceğiniz bir klavye yoktur. Buna verilebilecek her pratik cevap bir ödünleşimdir — aşağıdaki dördünden biri ise aslında hiç ödünleşim değildir, yalnızca ödünleşim yapılmış gibi görünmenin bir yoludur.

Uzaktaki bir makinede şifreli bir root birimin kilidini açmanın dört yolu

Yöntem	Gözetimsiz yeniden başlatma	Çalınan bir diski durdurur mu	Size maliyeti
Önyükleme imajına SSH ile bağlanma	Hayır	Evet	initramfs içindeki asgari bir SSH sunucusu, bağlanıp parolayı yazmanıza imkân verir. Bir insan uyanıp ulaşılabilir olana kadar makine kapalı kalır. Bu dürüst seçenektir ve maliyeti gerçektir: sabahın dördündeki bir yeniden başlatma, biri fark edene kadar bir kesintidir.
Ağa bağlı anahtar	Evet	Kısmen	Makine, kilit açma anahtarını önyükleme sırasında başka bir yerde çalıştırdığınız bir sunucudan alır; yer değiştirmiş ya da siz yeniden başlatmamış bir makineye anahtar vermeyi reddedebilirsiniz. Anahtar sunucusunun ayakta kalması ve aynı kararın ulaşamayacağı bir yerde durması gerekir — aksi hâlde anahtarı tek bir kilitle iki kapıya bölmüş olursunuz.
Önyükleme imajındaki anahtar dosyası	Evet	Hayır	Anahtar initramfs içindedir, initramfs şifresiz bir önyükleme bölümündedir ve o önyükleme bölümü de korumaya çalıştığınız diskin üzerindedir. Diski kim alırsa anahtarı da beraberinde alır. Bu yapılandırma yaygındır, kusursuz biçimde açılır ve hiçbir şeye karşı korumaz.
Bir TPM’e mühürlenmiş	Evet	Kısmen	Kendi donanımınızda, gerçek bir güvenlik yongası anahtarı yalnızca değiştirilmemiş bir önyükleme zincirine verir. Sanal bir sunucuda ise o yonga host tarafından emüle edilir; dolayısıyla anahtarı ona mühürlemek, anahtarı tam olarak ondan saklamaya çalıştığınız tarafa teslim etmek anlamına gelir.

Üçüncü satır uzun uzun bakmayı hak ediyor. Gereksinim diskler şifrelenmelidir diye yazılıp kimse ne amaçla olduğunu sormadığında varılan yer burasıdır. Denetim geçer. Blok aygıtı gerçekten şifrelidir. Anahtar da aynı parça donanımın üzerinde, bir kurtarma kabuğunun dört saniye içinde okuyacağı bir dosyada yolculuk eder.

Bu, kiralık bir sanal makine ile kendi makineniz arasındaki en somut pratik farktır da aynı zamanda. Özel donanımda bant dışı yönetim arayüzü, bir yeniden başlatmadan sağ çıkan bir konsol verir; böylece ilk satırdaki kesinti, iki dakikalık bir aksamaya dönüşür — ve dördüncü satırdaki emüle yonga sorunu da ortadan kalkar, çünkü yonga artık kendisinden korunmaya çalıştığınız tarafın yazılımı değil, karta lehimlenmiş bir parçadır.

Tam disk şifreleme gerçekte ne kazandırır

Aynı soru, sekiz farklı biçimde soruluyor. Önemli olan sütun sonuncusu; çünkü şifrelemenin işe yaramadığı her satırda işe yarayan başka bir şey vardır — ve bu alıştırmanın bütün değeri, o şeyi adlandırabilmekten gelir.

Sekiz senaryo, ve tam disk şifrelemenin sonucu değiştirip değiştirmediği

Senaryo	Şifreleme yardımcı olur mu	Sonucu gerçekte ne belirler
Bir sürücü hizmetten kaldırılır, yeniden satılır ya da garanti kapsamında iade edilir	Evet	Bunu başka hiçbir şey kapsamaz. Sürücüler veri merkezlerinden sürekli çıkar, temizleme bir süreçtir ve süreçler sessizce başarısız olur. Tam disk şifreleme tam olarak bu senaryo için icat edilmiştir ve buna karşı tam olarak reklamı gibi çalışır.
Makine kapatılır ve disk çıkarılır	Evet	Aynı koruma, aynı sınırla; ve bu sınır kapalı kelimesidir. Çalışırken alınan bir makine, kilidi açık, birimleri açık ve anahtarı yerinde alınmış bir makinedir.
Bir yedek kopya başka bir yerde durur	Kısmen	Kaynak birim üzerindeki şifreleme, verinin bir kopyası için hiçbir şey yapmaz. Bunu belirleyen şey, yedeğin, yedeklenen makinede tutulmayan bir anahtarla, daha oradan çıkmadan önce şifrelenip şifrelenmediğidir.
Platform bir anlık görüntü alır	Kısmen	Kendi şifrelediğiniz bir birimin yalnızca diski kapsayan anlık görüntüsü şifreli metindir ve parolanız olmayan hiç kimseye bir işe yaramaz. Bellek durumunu da yakalayan bir anlık görüntü ise anahtarı da beraberinde yakalar. İkisine de anlık görüntü denir.
Biri çalışan makinede bir kabuk erişimi elde eder	Hayır	Birim zaten açıktır ve bir saldırgan bloklar yerine dosyalar okur. Bu satırı yama uygulamak, en az yetki ilkesi ve hizmetler arasında tekrar kullanılmayan kimlik bilgileri belirler; şifrelemenin buna hiçbir katkısı yoktur.
Host operatörü, ya da host operatörünün erişimine sahip olan herkes	Hayır	Yalnızca anahtarı makineye hiç girmeyen bir şifreleme bunu değiştirir. Donanımsal bellek şifreleme bunun tek istisnasıdır ve her yerde varsayılan olarak kapalıdır; bu konu bir sonraki bölümde ele alınır.
Sağlayıcıya bir karar tebliğ edilir	Kısmen	Kimin sorabileceğine ve hangi gerekçeyle sorabileceğine yargı yetkisi karar verir; bir cevabın ne içerebileceğine ise şifreleme karar verir. Kendi yayımladığımız pozisyonumuz iki ayrı cümledir ve ikisi de önemlidir: müşteri anahtarlarını tutmayız ve bunları üretemeyiz; sanal bir sunucudaki şifrelenmemiş bir birim için de yine o hizmeti adıyla belirten bir karar gerekir.
Bir ihlali bildirmek zorunda kalırsınız	Kısmen	Kullanıcılarınız AB’deyse, GDPR’in 32. maddesi şifrelemeyi sizden beklenen önlemler arasında adıyla sayar; 34. madde ise verinin anlaşılmaz hâle getirildiği durumlarda bireyleri bilgilendirme yükümlülüğünü kaldırır — düzenleyici kurumu asla. Bunun geçerli olup olmadığı, tamamen verinin çıktığı anda anahtarın nerede olduğuna bağlıdır.

Diskin ötesinde: düşman bir host’ta neler hayatta kalır

Şimdiye kadar anlatılan her şey, blok aygıtta sona eren bir katmanla ilgilidir. Onun üzerinde üç şey durur ve bu tablodaki beşinci, altıncı ve yedinci satırlara verilebilecek tek cevaplar birlikte bunlardır.

Uygulamanın üstünde şifreleyin, altında değil

Alan düzeyinde şifreleme, uygulamanın bir değeri veritabanına ulaşmadan önce şifrelemesi ve geri okurken şifresini çözmesi demektir. Veritabanının bir dökümü, dökümü kim almış olursa olsun ve hangi yoldan alınmış olursa olsun, şifreli metin verir. Bunun bedeli, şifreli sütunlarda arama ya da indeksleme yapamamaktır; bu yüzden bu yöntem her şeye değil, bunu hak eden birkaç alana uygulanır — mesaj gövdeleri, yüklenen belgeler, üçüncü taraf token’ları. Bu yolun sonu uçtan uca şifrelemedir: anahtar kullanıcıya aittir, sunucu asla düz metni elinde tutmaz ve düşman bir host hiçbir şey elde edemez, çünkü elde edilecek hiçbir şey orada yoktur. Bu sayfadaki, donanımı kimin işlettiğine gerçekten kayıtsız kalan tek mimari budur; bu bir altyapı kararından çok önce bir ürün kararıdır.

Yedekler bir sonuç değil, ayrı bir karardır

Verinin şifreli bir makineden çıkmasının en yaygın yolu bir yedektir. Nesne depolamaya gönderilen bir anlık görüntü, ikinci bir sağlayıcıyla eşitlenen bir veritabanı dökümü, bir iş istasyonuna indirilen bir arşiv — bunların hiçbiri geldikleri birimden hiçbir şey miras almaz. Veriyi, yedeğe yazıldığı anda, makinenin kendisinin erişemeyeceği bir yerde tutulan bir anahtarla şifreleyin; böylece ele geçirilmiş bir sunucu kendi geçmişinin şifresini çözemez. Sonra da ihtiyacınız olmadan önce, başka bir makinede bir tanesini geri yükleyin: açamadığınız şifreli bir yedek, her şeyi tek seferde kaybetmenin alışılmadık derecede düzenli bir yoludur. Başka bir ülkedeki bir kopya, aynı zamanda başka bir kurallar bütünü altındaki bir kopyadır; bu da fark etmeden seçtiğiniz ikinci bir yargı yetkisidir.

Bellek şifreleme: muhtemelen neden sizde yok

Kimsenin şifrelemediği bu hâlin bir donanım çözümü de vardır. Gizli bilgi işlem uzantıları — AMD’nin SEV-SNP’si, Intel’in TDX’i — bir guest’in bellek ve yazmaç durumunu, hipervizör tarafından değil ayrı bir güvenlik işlemcisi tarafından tutulan bir anahtarla şifreler; böylece belleği dökümleyen bir host geriye şifreli metin alır. Bu gerçektir ve fiilen kullanılmaktadır. Ama aynı zamanda dardır: SEV-SNP, üçüncü nesil ya da daha yeni bir EPYC donanımı gerektirir, host’un bunun için kasıtlı olarak yapılandırılması gerekir ve guest’in buna sahip olduğunu doğrulayabilmesi gerekir. Genel amaçlı sanal sunucuların neredeyse hiçbiri bunu sunmaz, sunanlar da bunu sessizce sunmaz. Bir sağlayıcı yazılı olarak buna sahip olduğunuzu söylemiyor ve bu doğrulamayı kendinizin nasıl kontrol edeceğini anlatmıyorsa, buna sahip olmadığınızı varsayın.

Sınırları konusunda dürüst bir kurulum

Bunların hiçbiri boşuna uğraşmayın sonucuna varmaz. Varılan sonuç, sınırlarını göz kırpmadan yüksek sesle söyleyebileceğiniz bir yapılandırmadır.

1. Karşısında durduğunuz tek senaryoyu yazın (5 dk). Hizmetten kaldırılmış bir sürücü, çalışırken el konulmuş bir makine, düşman bir host, bir mahkeme kararı, bildirmeniz gereken bir ihlal. Bunların cevapları farklıdır ve beşine birden yönelik bir kurulum, güvenilir biçimde hiçbirini başaramaz.
2. Şifrelemeyi anahtarınızın olduğu yere koyun (karar). Anahtarı sağlayıcı tutuyorsa, yalnızca binadan çıkan bir sürücüye karşı koruma satın almışsınızdır, ötesine karşı hiçbir şey değil. Bundan fazlasını istiyorsanız, birimin, platformun asla görmediği bir şeyle, sizin tarafınızdan ve guest’in içinden açılması gerekir.
3. Root yerine veri birimini şifreleyin (kurulum). Şifreli bir root, her yeniden başlatmanın sizi beklemesi demektir. Veritabanı dizinini, yüklemeleri ve gizli bilgileri tutan ayrı, şifreli bir birim ise, hassas kısım siz açana kadar kapalı kalırken makinenin kendi kendine geri gelmesine izin verir. Çoğu küçük platformun yapması gereken ödünleşim budur ve neredeyse kimse bunu yazıya dökmez.
4. Anahtar dosyasını asla şifresiz önyükleme bölümünde bırakmayın (kural). Makine, bir anahtar sunucusu ve bir konsol olmadan gözetimsiz açılıyorsa, anahtar diskin üzerindedir; üçüncü bir ihtimal yoktur. Çalınan bir sürücü gerçekten bütün tehdit modelinizse bu iyi bir ödünleşimdir; diğer her durumda ise kendi kendinizi kandırmaktır.
5. Yedekleri yazıldıkları anda, başka bir yerde tutulan bir anahtarla şifreleyin (kurulum). Sonra da hiçbir şeyin alevler içinde olmadığı bir günde, bir tanesini başka bir makineye geri yükleyin.
6. Neyi kapattığınızı tek bir cümleyle söyleyin (5 dk). Şuna yakın bir şey: bu diski raftan çeken bir saldırgan hiçbir şey elde etmez, çalışan makinede ya da onun host’unda root yetkisi olan herkes ise her şeyi elde eder. Bu cümleyi yazmak rahatsız ediciyse, bunun sebebi doğru olmasıdır.

Bu altı maddeden ikisi karar, dördü ise yapılandırmadır. Kararlar bir öğleden sonra alır, yapılandırma bir saat alır; ama o öğleden sonra olmadan o saatin hiçbir değeri yoktur. Sırayı tersine çevirmek, insanların denetimi geçen ama kimseden korumayan bir makineyle ilk tablonun üçüncü satırında bulmasının yoludur.

Karşınızda hangi senaryonun durduğu, bir şifreleme sorusundan önce bir tehdit modelleme sorusudur; bu çalışmanın bir saatlik hâli altıncı adımdaki cümleyi neredeyse bir yan ürün olarak üretir. Cevap bir sürücü değil de bir mahkeme kararıysa, sonucu belirleyen katman diskinizde hiç değildir — sağlayıcınıza hangi hukukun ulaştığıdır, ve güvenmeden önce bunu nasıl kontrol edeceğinizdir.

Platformu işleten mühendisler tarafından yazılmıştır ve bugün tarihinde yeniden gözden geçirilmiştir. Burada yanlış olan veya güncelliğini yitirmiş bir şey varsa, panelden bildirin — bunların yaklaşık yarısı zaten böyle geldi.