我很好奇加密/解密任务何时真正开始，以便更好地了解 luks 的内部工作原理。我开始怀疑这一点，当使用分离的标头时，我尝试（故意）使用错误的标头来解密磁盘。运行 luksOpen 时，它是成功的，但在 /dev/mapper 路径上运行 mount 时，它失败，并出现有关可能坏的 fs 或子块的错误。使用正确的标头时，它是成功的。我看到，当运行 luksFormat 时，使用直接指向标头文件的路径，它说它将覆盖该文件并想知道这是否可行（通过输入大写的 yes），而不是说它将覆盖驱动器本身。
那么为什么当 luks 设备的标头错误时，luksOpen 会成功，尽管密码正确？ luksOpen 是否仅执行标头的解密，将加密密钥放在 RAM 中，并且只有使用正确的主密钥解密时，mount 命令才会成功？
谢谢
答案1
我自己也想知道，如果替换标题是否可以完成我认为你正在测试的任务，并且发现它有助于彻底理解解锁或解密方法发生的过程，这有助于我获得你可能正在寻求的必要清晰度。Darell Tan 撰写的文章从更广义上很好地解释：
- 用户提供的密码经过标准的基于密码的密钥派生函数 2（PBKDF2），并使用 LUKS 标头中指定的参数。
- 这样就形成了一个密钥，然后该密钥用于解密（使用指定的分组密码和模式）存储在防取证 (AF) 条带中的加密主密钥 (MK)。AF 条带导致密钥存储在大量磁盘空间中，因此擦除单个条带会导致密钥无法恢复。
- 一旦主密钥（MK）被解密，就可以使用它来解密存储在卷中的数据。
- LUKS 提供了一种通过存储 MK 摘要来验证主密钥的方法。此摘要也是使用 PBKDF2 计算的，但使用一组不同的参数。通过将计算出的 MK 摘要与存储在标头中的摘要进行比较，可以验证 MK（以及用户密码）的正确性。
这种解释或多或少概括了整个过程，并基于TKS1，一种反取证、两级、迭代密钥设置方案虽然 LUKS 实际上是 TKS2 的实现，是 TKS1 的变体，但它仍然被认为是一个概念证明，有助于理解所应用的基本加密方法，这有助于打破LUKS1 规格更容易，如果你有机会阅读它，但如果没有，那么这里有一个简化的回答尝试给你：
那么为什么当 luks 设备的标题错误但密码正确时 luksOpen 仍会成功？
首先我们要明确一点，“成功“luksOpen 只是接受用户为该特定标题输入的密码，但由于驱动器上的标题是错误的，因此它不会成功（不会）给你访问数据受 LUKS 加密保护。
这是因为 LUKS 设备卷上的数据由主密钥加密，而主密钥并非来自 LUKS 密码。这就是 Darell Tan 在第 2 点的解释可能被误解的地方，因为他提到“这构成了解密主密钥的密钥”，但它众所周知密码本身不是主密钥，也不能用于导出主密钥。（Cryptsetup 常见问题解答，第 1.2 节警告第 11 段）
可以肯定的是，我不会交替使用“密码短语”和“主密钥”（或“密钥短语”）。但是，我会交替使用“密码短语”和“密码”。
因此，当您说 luksOpen 成功时，这仅表示您输入了正确的标头密码。这就是为什么它可以与...好吧，“正确”的密码一起使用。
luksOpen 是否仅执行标头的解密，将加密密钥放在 RAM 中，并且只有使用正确的主密钥解密，mount 命令才会成功？
简单而概括的答案是肯定的，并且除了次要的语义之外，概念化是正确的。
在其布局中，LUKS 分区从标题开始，后面跟着 8 个“密钥材料”槽，这些“密钥材料”与 8 个可用的“密钥”槽相关联，或者代表可以使用的 8 个可能的密码，在“密钥材料”之后，您将找到由主密钥加密的大量数据。
大多数人只使用一个“密钥槽”，也就是说只使用一个密码。但对于每个处于活动状态的“密钥槽”，也就是每个用给定密码填充的槽，都会在其密钥材料部分。而该加密副本则由用户密码锁定。当您提供正确的密码时，它会解锁密钥材料的解密，该密钥材料存储主密钥。主密钥反过来会解锁批量数据。对于密钥槽，所有参数如何解密它是密钥材料具有给定用户密码的密码盐，迭代深度）。
答案2
您之所以能够成功打开带有错误分离标头的 LUKS 卷，可能是因为您的密码不会解密卷上的实际数据，它只会解密标头中包含的主密钥，而主密钥又用于解密卷。LUKS1 中的主密钥长度为 256 位，比人类可以记住的普通密码强得多。
因此，当您执行 luksOpen 时，它实际上只检查密码是否正确（或是否存在于某个密钥槽中），然后使用它来解密主密钥。据我所知，实际数据量只是以“纯文本”模式加密，主密钥作为密码。这意味着它“不知道”用于解密的密钥是否正确。
这就是为什么覆盖标题部分通常足以销毁 LUKS 加密卷的原因，因为使用 256 位密码几乎不可能对其进行暴力破解。
你可能已经找到了，但是这里是一些关于 LUKS 如何工作的有价值的信息。