- Сообщения
- 944
- Реакции
- 1.355
В данной статье я опишу все доступные файловые системы, которые могут использовать в качестве основной файловой системы Linux.
Начнем с того, какие файловые системы подерживаются в Linux на уровне ядра: EXT4, XFS ,F2FS, BTRFS и ZFS (OpenZFS)
Рассмотрим каждую из этих файловых систем по отдельности, но без технических подробностей, иначе это выйдет на отдельную статью по каждой файловой системе
EXT4 (fourth extended filesystem) - Файловая система ext4 является файловой системой по умолчанию для большинства дистрибутивов Linux. Это надежная, стабильная и высокопроизводительная файловая система, поддерживающая большие размеры файлов и разделов. Она использует журналирование для обеспечения целостности файловой системы даже в случае отключения питания или сбоя системы. EXT4 также поддерживает шифрование файлов и обратно совместима с файловыми системами ext2 и ext3.
XFS - файловая система XFS была первоначально разработана компанией Silicon Graphics для использования в операционной системе IRIX, а затем перенесена в Linux. XFS предназначена для использования с крупномасштабными системами хранения данных, обеспечивая высокую пропускную способность и низкую задержку. Она известна своей масштабируемостью, способностью работать с большими файлами и каталогами, а также эффективным использованием дискового пространства.
BTRFS (B-tree File System) - это относительно новая файловая система, разработанная для предоставления расширенных возможностей, таких как моментальные снимки, копирование при записи и дедупликация данных. Btrfs также включает встроенную поддержку RAID и возможность изменения размера томов "на лету". Btrfs показывает более высокую производительность по сравнению с EXT4, так же, она поддерживает прозрачное сжатие, т.е. сжатие файлов без потери производительности.
ZFS (Zettabyte File System) - это файловая система, изначально разработанная компанией Sun Microsystems для использования в операционной системе Solaris, но доступна в Linux и FreeBSD благодаря проекту OpeZFS. ZFS известна своими возможностями, такими как сжатие данных, моментальные снимки при записи, дедупликацию данных, Z-RAID и нативное шифрование, о котором будет написано далее
F2FS (Flash-Friendly File System) - это файловая система, разработанная специально для использования с твердотельными накопителями (SSD). Она разработана для эффективного использования дикового пространства, сохранения ресурса твердотельного накопителя и увеличения скорости работы. F2FS также включает такие функции, как встроенное сжатие данных и поддержка моментальных снимков.
Из всего этого списка я бы выделил всего 2 файловые системы - BTRFS и ZFS, поскольку они показывают весьма неплохую производительность и предоставляют современные функции.
Рассмотрим эти файловые системы с точки зрения безопасности, здесь преимущество будет на стороне ZFS, поскольку ZFS поддерживает шифрование на уровне файловой системы, в то время как BTRFS поддерживает только шифрование LUKS (ZFS тоже можно использовать в LUKS контейнерах). Ниже я приведу преимущества шифрования на уровне файловой системы ZFS по сравнению с LUKS:
1. Встроенное шифрование ZFS интегрировано непосредственно в файловую систему ZFS, что означает, что оно тесно интегрировано с другими функциями ZFS, такими как моментальные снимки, клоны и репликация. Это может упростить управление зашифрованными пулами ZFS, поскольку вам не нужно управлять шифрованием отдельно от файловой системы.
2. Встроенное шифрование ZFS может быть быстрее, чем шифрование LUKS в некоторых сценариях, поскольку оно оптимизировано для рабочих нагрузок ZFS. В частности, шифрование ZFS разработано для использования преимуществ параллелизма и функций сжатия файловой системы.
3. Шифрование ZFS имеет встроенную поддержку управления ключами, что может упростить процесс управления ключами шифрования. ZFS поддерживает ротацию ключей и уведомления о смене ключей, что может помочь повысить безопасность за счет снижения риска компрометации ключей.
4. ZFS имеет встроенный механизм проверки целостности данных, которые могут гарантировать, что зашифрованные данные остаются целыми. ZFS использует контрольные суммы для обнаружения и исправления ошибок в данных, что может помочь предотвратить повреждение данных и другие проблемы.
5. Встроенное шифрование ZFS проще в использовании, чем шифрование LUKS, поскольку оно интегрировано в файловую систему и не требует отдельной настройки. Это может упростить управление зашифрованными пулами ZFS.
6. Несмотря на использование не самой надежной функции деривации ключей (PBKDF2), шифрование ZFS более стойкое к атакам грубой силы из-за использования функции обертвывания ключа, которая добавляет дополнительный уровень защиты от атак методом перебора. Когда пользователь расшифровавывает данные, ZFS сначала расшифровывает обернутый ключ шифрования, используя ключевую фразу или файл ключей, предоставленный пользователем. Если расшифровка прошла успешно, ZFS использует развернутый ключ шифрования для расшифровки данных. Это добавляет дополнительный уровень безопасности, поскольку злоумышленник должен угадать не только правильный ключ шифрования, но и правильную ключевую фразу или ключевой файл, используемый для разворачивания ключа.
Стоит заметить, что использовать ZFS в качестве корневой файловой системы не всегда так же легко, как BTRFS, по-умолчанию ZFS можно использовать в Ubuntu, на данный момент эта функция является экспериментальной. Наиболее хорошую поддержку ZFS можно получить если собрать Gentoo с поддержкой ZFS (наиболее сложный, но самый приемлемый вариант), так же, ZFS можно использовать в Arch Linux, но из-за проблем со стабильностью я бы не рекомендовал этот вариант.
Подробнее про ZFS можно почитать в другой моей статье -
Подробнее про BTRFS можно почитать в другой моей статье -
Делая вывод из всего вышенаписанного я бы рекомендовал ПО ВОЗМОЖНОСТИ использовать ZFS со встроенным шифрованием в качестве корневой файловой системы, если такой возможности нет, то используйте BTRFS
Начнем с того, какие файловые системы подерживаются в Linux на уровне ядра: EXT4, XFS ,F2FS, BTRFS и ZFS (OpenZFS)
Рассмотрим каждую из этих файловых систем по отдельности, но без технических подробностей, иначе это выйдет на отдельную статью по каждой файловой системе
EXT4 (fourth extended filesystem) - Файловая система ext4 является файловой системой по умолчанию для большинства дистрибутивов Linux. Это надежная, стабильная и высокопроизводительная файловая система, поддерживающая большие размеры файлов и разделов. Она использует журналирование для обеспечения целостности файловой системы даже в случае отключения питания или сбоя системы. EXT4 также поддерживает шифрование файлов и обратно совместима с файловыми системами ext2 и ext3.
XFS - файловая система XFS была первоначально разработана компанией Silicon Graphics для использования в операционной системе IRIX, а затем перенесена в Linux. XFS предназначена для использования с крупномасштабными системами хранения данных, обеспечивая высокую пропускную способность и низкую задержку. Она известна своей масштабируемостью, способностью работать с большими файлами и каталогами, а также эффективным использованием дискового пространства.
BTRFS (B-tree File System) - это относительно новая файловая система, разработанная для предоставления расширенных возможностей, таких как моментальные снимки, копирование при записи и дедупликация данных. Btrfs также включает встроенную поддержку RAID и возможность изменения размера томов "на лету". Btrfs показывает более высокую производительность по сравнению с EXT4, так же, она поддерживает прозрачное сжатие, т.е. сжатие файлов без потери производительности.
ZFS (Zettabyte File System) - это файловая система, изначально разработанная компанией Sun Microsystems для использования в операционной системе Solaris, но доступна в Linux и FreeBSD благодаря проекту OpeZFS. ZFS известна своими возможностями, такими как сжатие данных, моментальные снимки при записи, дедупликацию данных, Z-RAID и нативное шифрование, о котором будет написано далее
F2FS (Flash-Friendly File System) - это файловая система, разработанная специально для использования с твердотельными накопителями (SSD). Она разработана для эффективного использования дикового пространства, сохранения ресурса твердотельного накопителя и увеличения скорости работы. F2FS также включает такие функции, как встроенное сжатие данных и поддержка моментальных снимков.
Из всего этого списка я бы выделил всего 2 файловые системы - BTRFS и ZFS, поскольку они показывают весьма неплохую производительность и предоставляют современные функции.
Рассмотрим эти файловые системы с точки зрения безопасности, здесь преимущество будет на стороне ZFS, поскольку ZFS поддерживает шифрование на уровне файловой системы, в то время как BTRFS поддерживает только шифрование LUKS (ZFS тоже можно использовать в LUKS контейнерах). Ниже я приведу преимущества шифрования на уровне файловой системы ZFS по сравнению с LUKS:
1. Встроенное шифрование ZFS интегрировано непосредственно в файловую систему ZFS, что означает, что оно тесно интегрировано с другими функциями ZFS, такими как моментальные снимки, клоны и репликация. Это может упростить управление зашифрованными пулами ZFS, поскольку вам не нужно управлять шифрованием отдельно от файловой системы.
2. Встроенное шифрование ZFS может быть быстрее, чем шифрование LUKS в некоторых сценариях, поскольку оно оптимизировано для рабочих нагрузок ZFS. В частности, шифрование ZFS разработано для использования преимуществ параллелизма и функций сжатия файловой системы.
3. Шифрование ZFS имеет встроенную поддержку управления ключами, что может упростить процесс управления ключами шифрования. ZFS поддерживает ротацию ключей и уведомления о смене ключей, что может помочь повысить безопасность за счет снижения риска компрометации ключей.
4. ZFS имеет встроенный механизм проверки целостности данных, которые могут гарантировать, что зашифрованные данные остаются целыми. ZFS использует контрольные суммы для обнаружения и исправления ошибок в данных, что может помочь предотвратить повреждение данных и другие проблемы.
5. Встроенное шифрование ZFS проще в использовании, чем шифрование LUKS, поскольку оно интегрировано в файловую систему и не требует отдельной настройки. Это может упростить управление зашифрованными пулами ZFS.
6. Несмотря на использование не самой надежной функции деривации ключей (PBKDF2), шифрование ZFS более стойкое к атакам грубой силы из-за использования функции обертвывания ключа, которая добавляет дополнительный уровень защиты от атак методом перебора. Когда пользователь расшифровавывает данные, ZFS сначала расшифровывает обернутый ключ шифрования, используя ключевую фразу или файл ключей, предоставленный пользователем. Если расшифровка прошла успешно, ZFS использует развернутый ключ шифрования для расшифровки данных. Это добавляет дополнительный уровень безопасности, поскольку злоумышленник должен угадать не только правильный ключ шифрования, но и правильную ключевую фразу или ключевой файл, используемый для разворачивания ключа.
Стоит заметить, что использовать ZFS в качестве корневой файловой системы не всегда так же легко, как BTRFS, по-умолчанию ZFS можно использовать в Ubuntu, на данный момент эта функция является экспериментальной. Наиболее хорошую поддержку ZFS можно получить если собрать Gentoo с поддержкой ZFS (наиболее сложный, но самый приемлемый вариант), так же, ZFS можно использовать в Arch Linux, но из-за проблем со стабильностью я бы не рекомендовал этот вариант.
Подробнее про ZFS можно почитать в другой моей статье -
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Подробнее про BTRFS можно почитать в другой моей статье -
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Делая вывод из всего вышенаписанного я бы рекомендовал ПО ВОЗМОЖНОСТИ использовать ZFS со встроенным шифрованием в качестве корневой файловой системы, если такой возможности нет, то используйте BTRFS
Последнее редактирование:
