LUKS2 vs LUKS1: 차이점, 확인 방법, 변환 방법

짧은 답변: LUKS2는 Linux 디스크 암호화의 현재 온디스크 형식이며 cryptsetup 2.1부터 기본값입니다. LUKS1과 비교해 체크섬이 있는 중복 JSON 메타데이터 헤더, PBKDF2 대신 메모리 집약적인 Argon2id 키 유도, 8개 대신 32개의 키슬롯, TPM2·FIDO2 잠금 해제를 위한 토큰, 선택적 인증 암호화를 추가합니다. 오래된 GRUB이 직접 `/boot`를 복호화해야 하는 경우가 아니라면 LUKS2를 사용하세요.

두 형식 모두 데이터는 같은 방식(보통 AES-XTS)으로 암호화합니다. 다른 것은 헤더입니다. 키를 저장하는 방식, 패스프레이즈를 무차별 대입하기가 얼마나 어려운지, 어떤 도구가 읽을 수 있는지가 다릅니다. 이 가이드는 차이점, 어떤 형식을 쓰고 있는지 확인하는 방법, 그리고 디스크를 잃지 않고 `cryptsetup convert`로 변환하는 방법을 다룹니다. 소형 VPS의 셀프호스팅 스택을 위해 새 서버를 암호화한다면 LUKS2를 선택하세요.

LUKS2 vs LUKS1 한눈에 보기

헤더 형식과 키슬롯

LUKS1 헤더는 고정된 바이너리 구조 뒤에 8개의 키슬롯 영역이 이어집니다. 실수로 실행한 `mkfs`나 파티션 도구 등으로 장치의 첫 섹터가 덮어써지면 모든 키슬롯이 사라지고, 헤더 백업이 없다면 데이터를 잃게 됩니다.

LUKS2는 바이너리 헤더와 JSON 메타데이터 영역을 저장하고 둘 다 두 번째 사본을 유지합니다. 각 사본에는 체크섬이 있어 `cryptsetup`이 손상을 감지하고 다른 사본으로 대체할 수 있습니다. JSON 영역은 키슬롯, 세그먼트, 다이제스트, 토큰을 기술하며, 덕분에 형식을 다시 바꾸지 않고도 새 기능을 추가할 수 있습니다. 그래도 중복성이 헤더 백업을 대체하지는 않습니다. 첫 몇 메가바이트를 완전히 덮어쓰면 두 사본이 모두 파괴됩니다.

Argon2id vs PBKDF2

패스프레이즈는 절대 키로 직접 사용되지 않습니다. 키 유도 함수가 패스프레이즈를 늘려 각 추측에 비용이 들게 만듭니다. LUKS1은 GPU와 ASIC에서 저렴하게 실행되는 PBKDF2만 사용할 수 있으므로, 헤더를 복사한 공격자는 패스프레이즈를 고속으로 병렬 테스트할 수 있습니다.

LUKS2의 기본값은 Argon2id로, 추측마다 설정 가능한 양의 메모리(기본 최대 1 GiB, 포맷 시점의 가용 RAM으로 제한)가 필요하고 병렬화 비용이 훨씬 큽니다. 강력한 패스프레이즈가 여전히 주된 방어책이지만, Argon2id는 각 추측의 비용을 크게 높입니다.

소형 서버에서는 메모리 비용에 유의하세요. RAM이 많은 머신에서 만든 키슬롯은 NoctisNode Wisp 요금제 같은 1 GB VPS가 initramfs 안에서 감당할 수 있는 것보다 많은 메모리를 잠금 해제에 요구할 수 있습니다. 큰 머신에서 작은 머신용으로 포맷하거나 키를 추가할 때는 `--pbkdf-memory`(KiB 단위)로 명시적으로 설정하세요.

# Inspect PBKDF parameters of each keyslot
cryptsetup luksDump /dev/vda3 | grep -A6 '^  [0-9]*: luks2'

# Re-derive keyslot 0 with Argon2id and 512 MiB memory cost
cryptsetup luksConvertKey /dev/vda3 --key-slot 0 \
  --pbkdf argon2id --pbkdf-memory 524288

토큰, 무결성, GRUB 관련 주의 사항

토큰은 LUKS2 헤더 안의 JSON 객체로, 도구에 키를 자동으로 얻는 방법을 알려 줍니다. `systemd-cryptenroll`은 토큰을 이용해 키슬롯을 TPM2 칩, FIDO2 보안 키, PKCS#11 스마트카드에 바인딩하고, Clevis는 Tang 서버를 이용한 네트워크 바인딩 잠금 해제에 사용합니다. LUKS1에는 이 중 어느 것도 없습니다.

무결성 모드(`cryptsetup luksFormat --integrity hmac-sha256`)는 암호화와 dm-integrity를 결합해, 변조된 섹터가 조용히 변경된 데이터 대신 읽기 오류를 내게 합니다. 디스크 공간과 쓰기 속도를 희생하고, 포맷 시 전체 초기화가 필요하며, 아직 실험적 기능으로 표시되어 있습니다. 대부분의 서버는 사용하지 않습니다.

사람들이 아직 LUKS1을 마주치는 주된 이유는 GRUB입니다. 업스트림 GRUB 2.06 이상은 LUKS2를 열 수 있지만, Argon2 지원이 업스트림 GRUB에 포함되지 않아 PBKDF2를 사용하는 키슬롯만 가능합니다. GRUB이 직접 암호화된 `/boot`를 복호화해야 한다면 LUKS1이나 `--pbkdf pbkdf2` 키슬롯을 가진 LUKS2를 사용하세요. Debian과 Ubuntu 설치 프로그램은 `/boot`를 암호화하지 않으므로 커널과 initramfs가 잠금 해제를 담당하며, SSH를 통한 원격 잠금 해제를 포함해 Argon2id가 작동합니다.

볼륨이 LUKS1인지 LUKS2인지 확인하는 방법

실행 중인 시스템에서 root로 다음 중 어느 것이든 사용할 수 있습니다. `cryptsetup luksDump`의 `Version:` 줄이 확실한 답이며, 덤프에는 키슬롯, PBKDF 유형, 토큰도 표시됩니다.

# Find encrypted partitions (FSVER column shows 1 or 2)
lsblk -f

# Authoritative: header version
cryptsetup luksDump /dev/vda3 | grep -E '^Version'
# Version:        2

# Exit code 0 only if the device is LUKS2
cryptsetup isLuks --type luks2 /dev/vda3 && echo LUKS2

cryptsetup convert로 변환하기

`cryptsetup convert`는 헤더를 제자리에서 다시 쓰며, 암호화된 데이터는 건드리지 않습니다. 장치가 닫혀 있어야 하므로 루트 파일 시스템이라면 복구 시스템이나 라이브 시스템에서 실행합니다. 변환 도중의 실패나 전원 차단은 헤더를 사용할 수 없게 만들 수 있으므로 백업 단계는 선택 사항이 아닙니다.

1. 01.복구 시스템이나 라이브 시스템으로 부팅하고 LUKS 장치가 열려 있지 않은지 확인하세요(필요하면 `cryptsetup close`).
2. 02.`cryptsetup luksHeaderBackup`으로 헤더를 백업하고 파일을 서버 밖으로 복사하세요. 이 파일과 이전 패스프레이즈를 가진 사람은 누구나 디스크를 잠금 해제할 수 있으므로 암호화해서 보관하세요.
3. 03.`cryptsetup convert --type luks2`로 LUKS1을 LUKS2로 변환하세요. 기존 키슬롯은 PBKDF2로 남습니다.
4. 04.GRUB이 읽어야 하는 경우가 아니라면 `cryptsetup luksConvertKey --pbkdf argon2id`로 각 키슬롯을 Argon2id로 업그레이드하세요.
5. 05.장치가 열리는지 테스트한 다음 `update-initramfs -u`로 initramfs를 재생성하고 재부팅하세요.
6. 06.LUKS2에서 LUKS1로 되돌리려면 먼저 모든 키슬롯을 PBKDF2로 변환하고 토큰과 LUKS2 전용 기능을 제거하세요. 그렇지 않으면 `cryptsetup convert --type luks1`이 거부합니다.

# From a rescue system, device closed
cryptsetup luksHeaderBackup /dev/vda3 --header-backup-file /root/vda3-luks-header.img

cryptsetup convert --type luks2 /dev/vda3
cryptsetup luksConvertKey /dev/vda3 --key-slot 0 --pbkdf argon2id

cryptsetup open /dev/vda3 cryptroot && cryptsetup close cryptroot

# Emergency restore (overwrites the current header!)
# cryptsetup luksHeaderRestore /dev/vda3 --header-backup-file /root/vda3-luks-header.img

Note · 헤더를 복원하면 백업 시점에 유효했던 패스프레이즈가 다시 작동하며, 나중에 제거한 것도 포함됩니다. 패스프레이즈를 교체할 때는 이전 헤더 백업을 삭제하세요. 현재 백업은 restic 백업 가이드에서 설명하는 저장소처럼 별도의 장소에 보관하세요.

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