Chiffrer un disque avec LUKS et cryptsetup

LUKS (Linux Unified Key Setup) chiffre un disque entier au niveau bloc : sans la passphrase, les données sont illisibles, même si le disque est volé. L'outil standard est cryptsetup. Ce guide montre comment chiffrer un volume avec LUKS2, gérer plusieurs passphrases, sauvegarder l'en-tête (vital), et déverrouiller au démarrage via /etc/crypttab ou un serveur réseau (NBDE). Pour administrateurs intermédiaires à avancés, sur Debian, Ubuntu ou RHEL. Commandes testées sur AlmaLinux 10.

Ce que vous allez apprendre

• Chiffrer un volume avec cryptsetup luksFormat (LUKS2)
• Ouvrir, formater et monter le volume déchiffré
• Gérer les passphrases et sauvegarder l'en-tête
• Déverrouiller au boot avec crypttab, et automatiquement avec Clevis/Tang

Prérequis

• Un serveur Linux avec sudo et le paquet cryptsetup
• Un disque, une partition ou un fichier conteneur dédié (le chiffrement écrase son contenu)
• Savoir identifier un disque et le monter

Compétence visée (RHCSA / LFCS)

« Chiffrer et déchiffrer des périphériques bloc avec LUKS » est un objectif du RHCSA. Le déverrouillage réseau (NBDE, Clevis/Tang) est couvert par la documentation de durcissement RHEL.

LUKS1 ou LUKS2

Depuis cryptsetup 2.1, le format par défaut est LUKS2, et c'est celui à utiliser. Il apporte un en-tête redondant (stocké en double, donc plus résistant à la corruption) et la dérivation de clé Argon2id, conçue pour résister au cassage par GPU, là où LUKS1 se limite à PBKDF2. LUKS2 porte aussi jusqu'à 32 emplacements de clé (key slots) contre 8 pour LUKS1.

Chiffrer un volume

L'ordre est immuable : formater, ouvrir, créer le système de fichiers sur le mapping, monter. Le système de fichiers se met toujours sur /dev/mapper/..., jamais sur le disque brut.

1. Formater le volume en LUKS2. L'opération demande une confirmation (YES) et la passphrase.

   sudo cryptsetup luksFormat --type luks2 /dev/sdX

   Les valeurs par défaut sont sûres et confirmées par luksDump ci-dessous : chiffrement aes-xts-plain64, clé de 512 bits (soit AES-256, la clé XTS étant doublée), dérivation Argon2id.

2. Inspecter l'en-tête pour vérifier le format.

   sudo cryptsetup luksDump /dev/sdX

   Version:        2
   Keyslots:
     0: luks2
        Cipher:     aes-xts-plain64
        Cipher key: 512 bits
        PBKDF:      argon2id

3. Ouvrir le volume : il apparaît sous /dev/mapper/.

   sudo cryptsetup open /dev/sdX coffre

4. Créer le système de fichiers et monter le mapping.

   sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/coffre
   sudo mkdir -p /mnt/coffre
   sudo mount /dev/mapper/coffre /mnt/coffre

Pour fermer le volume après démontage : sudo umount /mnt/coffre && sudo cryptsetup close coffre. Les données redeviennent illisibles sans la passphrase.

Chiffrer un fichier conteneur (sans disque dédié)

Pas de disque libre ? Chiffrez un fichier : cryptsetup le gère via un loop device interne.

sudo dd if=/dev/zero of=/srv/coffre.img bs=1M count=1024 status=none
sudo cryptsetup luksFormat --type luks2 /srv/coffre.img
sudo cryptsetup open /srv/coffre.img coffre

Gérer les passphrases

LUKS2 stocke jusqu'à 32 passphrases indépendantes dans des key slots : pratique pour donner un accès personnel à plusieurs administrateurs, puis révoquer l'un d'eux sans changer les autres.

sudo cryptsetup luksAddKey    /dev/sdX        # ajouter une passphrase (une passphrase valide est demandée)
sudo cryptsetup luksChangeKey /dev/sdX        # remplacer une passphrase
sudo cryptsetup luksRemoveKey /dev/sdX        # supprimer la passphrase saisie
sudo cryptsetup luksKillSlot  /dev/sdX 2      # supprimer le slot numéro 2 (autre passphrase requise)
sudo cryptsetup luksDump      /dev/sdX        # voir les slots occupés

Pour un déverrouillage automatisé, on peut enrôler un fichier-clé plutôt qu'une passphrase :

sudo dd if=/dev/urandom of=/root/luks.key bs=512 count=4
sudo chmod 0400 /root/luks.key
sudo cryptsetup luksAddKey /dev/sdX /root/luks.key

Sauvegarder l'en-tête (vital)

L'en-tête LUKS contient les clés chiffrées : s'il est corrompu, toutes les données sont perdues, même avec la bonne passphrase. Une écriture accidentelle sur le début du disque (un mkfs malheureux) suffit. Sauvegardez-le hors-ligne :

sudo cryptsetup luksHeaderBackup /dev/sdX --header-backup-file /secours/header.img

Sur LUKS2, ce fichier fait 16 Mio. Restauration : cryptsetup luksHeaderRestore.

Une sauvegarde d'en-tête est aussi sensible que les données

La sauvegarde d'en-tête, combinée à une passphrase valide au moment de la sauvegarde, permet de déchiffrer les données, même si cette passphrase a été supprimée depuis. Stockez-la chiffrée et hors-ligne ; un luksRemoveKey ne protège pas contre un ancien backup.

Déverrouiller au démarrage : /etc/crypttab

Pour qu'un volume chiffré soit disponible au boot, déclarez-le dans /etc/crypttab, qui crée le mapping /dev/mapper/, puis montez ce mapping via /etc/fstab (jamais le disque brut).

Récupérez l'UUID du volume chiffré, puis ajoutez la ligne (quatre champs : nom, périphérique, clé, options) :

sudo cryptsetup luksUUID /dev/sdX

/etc/crypttab

coffre UUID=5cda3d09-88cd-4c5e-941f-347749dd8025 none luks

La clé none demande la passphrase interactivement au démarrage ; remplacez-la par un chemin de fichier-clé pour un déverrouillage sans saisie. Le côté /etc/fstab monte ensuite le mapping :

/etc/fstab

/dev/mapper/coffre /mnt/coffre ext4 defaults,nofail 0 2

Après modification, régénérez l'initramfs pour que le déverrouillage fonctionne tôt au boot :

Debian / Ubuntu

sudo update-initramfs -u

RHEL / AlmaLinux

sudo dracut --force

Swap chiffré

Le swap peut écrire des secrets en clair. Une entrée crypttab à clé éphémère le chiffre avec une clé jetée à chaque reboot : cryptswap /dev/sdY /dev/urandom swap,cipher=aes-xts-plain64,size=256. Référencez ensuite /dev/mapper/cryptswap dans fstab. Incompatible avec l'hibernation. Voir le guide du swap.

Déverrouillage réseau automatique (NBDE)

Saisir une passphrase à chaque démarrage est impraticable sur un parc de serveurs. Le NBDE (Network-Bound Disk Encryption) déverrouille automatiquement un volume tant que la machine atteint un serveur Tang sur le réseau, sans jamais transmettre la clé. Le client est Clevis, le serveur Tang ; l'état est stocké dans l'en-tête LUKS2.

Sur le serveur, Tang s'active comme un service :

sudo systemctl enable tangd.socket --now

Sur la machine à chiffrer, liez le volume au Tang. Au prochain boot, il s'ouvrira seul s'il joint le serveur :

sudo clevis luks bind -d /dev/sdX tang '{"url":"http://tang.interne.lan"}'
sudo clevis luks list -d /dev/sdX

Variante sans réseau : lier le volume à la puce TPM2 de la machine (clevis luks bind -d /dev/sdX tpm2 '{"pcr_ids":"7"}'). On peut même exiger Tang ET TPM2 simultanément via la pin sss. La sécurité du NBDE repose sur le fait qu'un attaquant a besoin du disque physique et de l'accès au réseau du Tang.

Procédure de référence à valider sur votre parc

La liaison Clevis/Tang et l'intégration au boot (paquets clevis-luks, clevis-dracut/clevis-initramfs, tpm2-tools) dépendent de la distribution et nécessitent un serveur Tang fonctionnel. Déroulez-la d'abord sur des machines de test.

Performance et TRIM

Avec l'accélération AES-NI présente sur tout CPU moderne, le surcoût du chiffrement est négligeable devant la vitesse d'un disque. Mesurez-le sur votre matériel :

cryptsetup benchmark

Par défaut, le TRIM/discard est désactivé sur les volumes chiffrés. L'activer (cryptsetup open --allow-discards ou l'option discard dans crypttab) améliore les performances et la longévité d'un SSD, mais révèle au niveau physique quels blocs sont utilisés (type de système de fichiers, espace occupé). Sur un système sensible, laissez-le désactivé ; activez-le en connaissance de cause.

Pièges à éviter

• Perte de l'en-tête = perte totale : sauvegardez-le hors-ligne, c'est non négociable.
• LUKS protège au repos seulement : une fois le volume déverrouillé et monté, les fichiers sont en clair pour tout processus autorisé. LUKS protège contre le vol du disque, pas contre un accès au système en marche.
• Système de fichiers sur le mauvais device : toujours mkfs sur /dev/mapper/..., jamais sur le disque chiffré brut (cela détruirait l'en-tête).
• Bloc contre fichier : LUKS chiffre tout le volume (idéal disque, partition, swap). Pour chiffrer un sous-dossier synchronisé dans un cloud, un outil par fichier comme gocryptfs est plus adapté. Évitez eCryptfs, déprécié.
• /boot chiffré et GRUB : un ancien GRUB ne gère pas Argon2id ; pour une racine chiffrée, validez le couple bootloader / version sur votre distribution.

Dépannage

Symptôme	Cause probable	Solution
No key available with this passphrase	Mauvaise passphrase ou mauvais slot	Essayer une autre passphrase, vérifier luksDump
Volume non déverrouillé au boot	crypttab/initramfs non régénéré	Corriger crypttab, update-initramfs/dracut
Device coffre already exists	Mapping déjà ouvert	cryptsetup close coffre avant de réouvrir
Données illisibles après incident	En-tête corrompu	cryptsetup luksHeaderRestore depuis la sauvegarde
Lenteur à l'ouverture	Argon2id consomme RAM/CPU	Normal (anti-brute-force) ; ajuster --pbkdf-memory à la création

Glissez pour voir

Matériel recommandé

Pour renforcer l'authentification au-delà de la passphrase, une YubiKey 5C NFC apporte un second facteur matériel (FIDO2) et peut servir à déverrouiller un volume chiffré, en complément de LUKS.

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À retenir

• LUKS2 est le format par défaut (Argon2id, en-tête redondant, 32 slots) : utilisez-le.
• L'ordre est format → open → mkfs sur le mapping → mount → close.
• Les défauts sont sûrs : aes-xts-plain64, clé 512 bits (AES-256), Argon2id.
• Sauvegardez l'en-tête (luksHeaderBackup, 16 Mio) hors-ligne : sa perte = perte totale.
• Déverrouillage au boot via /etc/crypttab (par UUID) + fstab + initramfs ; automatique avec Clevis/Tang (NBDE) ou TPM2.
• LUKS protège au repos : une fois monté, les données sont en clair pour le système.

Prochaines étapes

Le parcours stockage Linux Revenir au hub : du disque vierge au tuning

Gérer le swap Chiffrer aussi le swap à clé éphémère

Gérer le stockage avec LVM Chiffrer un volume logique LVM

RAID logiciel (mdadm) Empiler LUKS au-dessus d'un array redondant

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