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实训背景
你是一家金融科技公司的系统架构师，需为敏感数据设计一套安全备份系统，满足以下需求：
- 加密存储：自动解密插入的LUKS加密USB设备，挂载到安全目录。
- 备份验证：备份完成后校验文件完整性，并发送加密邮件通知。
- 冲突规避：禁用Ubuntu默认USB挂载，确保自定义流程独占控制。
- 自清洁流程：备份完成后自动卸载并安全移除USB设备。
环境准备
- 操作系统：Ubuntu 22.04 LTS。
- 工具安装：
sudo apt install cryptsetup ssmtp mailutils shasum # LUKS工具、邮件客户端、校验工具 - LUKS加密USB：
- 设备路径：
/dev/sdb1（根据实际情况修改）。 - 加密密码文件：
/etc/backup.key（权限600）。
- 设备路径：
实训步骤
任务1：禁用系统默认USB挂载
目标：阻止GNOME自动挂载USB到 /media 目录。
操作步骤：
- 屏蔽
udisks2服务：sudo systemctl mask udisks2.service # 完全禁用自动挂载 - 创建UDEV规则覆盖默认行为：
内容：sudo nano /etc/udev/rules.d/99-no-automount.rulesENV{UDISKS_IGNORE}="1" # 标记设备由自定义服务处理 - 重启UDEV服务：
sudo udevadm control --reload && sudo udevadm trigger
任务2：配置LUKS加密设备自动解密
目标：插入加密USB时自动解密并挂载到 /secure/backup。
操作步骤：
-
创建解密挂载脚本：
sudo nano /opt/scripts/luks_mount.sh内容：
#!/bin/bash DEVICE="/dev/sdb1" MOUNT_DIR="/secure/backup" KEYFILE="/etc/backup.key"# 解密设备 cryptsetup open --key-file $KEYFILE $DEVICE backup_volume mkdir -p $MOUNT_DIR mount /dev/mapper/backup_volume $MOUNT_DIR赋予执行权限：
sudo chmod 700 /opt/scripts/luks_mount.sh -
创建解密挂载服务：
sudo nano /etc/systemd/system/luks-mount.service内容：
[Unit] Description=Mount LUKS Encrypted USB BindsTo=dev-sdb1.device # 绑定到特定设备[Service] Type=oneshot ExecStart=/opt/scripts/luks_mount.sh
任务3：实现安全备份与校验
目标：备份数据并生成SHA256校验文件。
操作步骤：
-
创建备份校验脚本：
sudo nano /opt/scripts/secure_backup.sh内容：
#!/bin/bash SRC="/data" DEST="/secure/backup" LOG="/var/log/secure_backup.log"# 执行增量备份 rsync -av --delete $SRC/ $DEST/ >> $LOG # 生成校验文件 find $DEST -type f -exec sha256sum {} \; > $DEST/checksum.sha赋予执行权限：
sudo chmod +x /opt/scripts/secure_backup.sh -
创建备份服务：
sudo nano /etc/systemd/system/secure-backup.service内容：
[Unit] Description=Secure Data Backup After=luks-mount.service Requires=luks-mount.service[Service] Type=oneshot ExecStart=/opt/scripts/secure_backup.sh
任务4：配置PGP加密邮件通知
目标：备份完成后发送加密邮件，避免敏感信息泄露。
操作步骤：
-
生成GPG密钥对：
gpg --full-generate-key # 选择RSA 4096，不设过期 gpg --export -a "Backup Admin" > backup.pub -
创建邮件发送脚本：
sudo nano /opt/scripts/send_alert.sh内容：
#!/bin/bash RECIPIENT="admin@company.com" BACKUP_LOG="/var/log/secure_backup.log"# 加密日志文件 gpg --encrypt --recipient "$RECIPIENT" $BACKUP_LOG echo "Backup completed at $(date)" | mail -s "Secure Backup Report" $RECIPIENT -A $BACKUP_LOG.gpg赋予执行权限：
sudo chmod +x /opt/scripts/send_alert.sh -
创建通知服务：
sudo nano /etc/systemd/system/backup-notify.service内容：
[Unit] Description=Send Encrypted Backup Notification After=secure-backup.service[Service] Type=oneshot ExecStart=/opt/scripts/send_alert.sh
任务5：构建完整生命周期链
目标：实现插入USB → 解密挂载 → 备份 → 发送通知 → 卸载的完整流程。
操作步骤：
-
创建卸载服务：
sudo nano /etc/systemd/system/luks-umount.service内容：
[Unit] Description=Unmount LUKS Device After=backup-notify.service[Service] Type=oneshot ExecStart=/bin/sh -c "umount /secure/backup && cryptsetup close backup_volume" -
定义流程Target：
sudo nano /etc/systemd/system/secure-backup.target内容：
[Unit] Description=Secure Backup Pipeline Requires=luks-mount.service secure-backup.service backup-notify.service luks-umount.service After=luks-mount.service secure-backup.service backup-notify.service luks-umount.service -
触发全流程：
sudo systemctl start secure-backup.target journalctl -f -u luks-mount.service -u secure-backup.service # 监控日志
实训总结
通过本次实训，你实现了以下功能：
- 安全存储：LUKS加密设备的自动化管理。
- 完整性保障：通过SHA256校验确保备份数据可信。
- 零冲突挂载：完全接管USB设备控制权，避免系统干扰。
- 合规通知：PGP加密邮件满足金融数据安全要求。
知识要点
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LUKS设备管理：
cryptsetup open/close：加解密卷操作。- 密钥文件安全：
chmod 600 /etc/backup.key。
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服务依赖设计：
BindsTo=dev-sdb1.device：设备插入时触发服务。After和Requires：严格定义执行顺序。
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邮件安全实践：
- GPG非对称加密：公钥加密、私钥解密。
- 避免SMTP密码泄露：使用应用专用密码。
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日志审计技巧：
journalctl -u secure-backup.service --since "1 hour ago" --output json # 结构化日志分析
扩展挑战：
- 添加USB设备指纹识别：仅允许特定厂商ID的设备触发备份。
- 实现备份失败熔断：连续3次失败后锁定系统并发送警报。
- 集成Prometheus监控：实时展示备份状态和存储容量。