Bitlocker 加密格式規範

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1.1.1。Windows Vista

1.1.2。Windows 7的

1.1.3。BitLocker TO GO

卷主密鑰（VMK）的大小為256位，存儲在多個FVE卷主密鑰（VMK）結構中。VMK使用恢復密鑰，外部密鑰或TPM加密存儲。

VMK也可以未加密存儲，這被稱為清除密鑰。

全卷加密密鑰（FVEK）使用卷主密鑰（VMK）加密存儲。FVEK的大小取決於使用的​​加密方法：

• 對於AES 128位，密鑰是128位大小

• 對於AES 256位，密鑰的大小為256位

當使用Elephant Diffuser時，保存FKEV的結構的關鍵數據總是512位大小。第一個256位保留用於FVEK，另一個256位保留用於TWEAK鍵。當加密方法是AES 128位時，僅使用128位的256位。

TWEAK使用卷主密鑰（VMK）加密存儲。TWEAK密鑰的大小取決於使用的​​加密方法：

• 對於AES 128位，密鑰是128位大小

• 對於AES 256位，密鑰的大小為256位

TWEAK鍵僅在使用Elephant Diffuser時出現。TWEAK密鑰存儲在保持全卷加密密鑰（FVEK）始終為512位大小的結構的密鑰數據中。第一個256位保留用於FVEK，另一個256位保留用於TWEAK鍵。當加密方法是AES 128位時，僅使用128位的256位。

BitLocker提供恢復（或數字）密碼來解鎖加密數據。恢復密碼用於確定恢復密鑰。

恢復密碼示例：

有效的恢復密碼由48位數字組成，其中每個數字可以被11整除，餘數為0. 11的除數結果是16位值。各個16位值組成一個128位密鑰。

使用以下方法計算相應的恢復密鑰，部分用偽C編寫：

Initialize a structure consisting of:
uint8_t last_sha256[ 32 ];
uint8_t initial_sha256[ 32 ];
uint8_t salt[ 16 ];
uint64_t count;

將最後一個SHA256和計數初始化為0。

計算128位密鑰的SHA256並更新初始SHA256值。

鹽存儲在彈出鍵中的磁盤上，該彈出鍵存儲在受恢復密鑰保護的捲主密鑰（VMK）中。

循環為1048576（0x100000）次：

• 計算結構的SHA256並更新最後的SHA256值

• 將計數增加1

最後一個SHA256值包含256位密鑰，該密鑰是可以解鎖受恢復密鑰保護的捲主密鑰（VMK）的恢復密鑰。

清除密鑰是存儲在卷上的未受保護的256位密鑰，用於解密VMK。在解密加密卷時使用它。

啟動密鑰（或外部密鑰）存儲在名為{％GUID％}的文件中.BEK。文件名中的GUID等於BitLocker元數據中的密鑰標識符。

單個BitLocker卷可以有多個啟動密鑰。每個密鑰由不同的密鑰標識符標識。

BitLocker To Go提供用戶密碼（或密碼）來解鎖加密數據。用戶密碼用於確定用戶密鑰。

檢查一下：密碼最大可達49個字符。

將用戶密碼轉換為UTF16 little-endian字符串。

初始化包含以下內容的結構：

uint8_t last_sha256[ 32 ];
uint8_t initial_sha256[ 32 ];
uint8_t salt[ 16 ];
uint64_t count;

將最後一個SHA256和計數初始化為0。

計算用戶密碼的SHA256。

計算用戶密碼的SHA256的SHA256，並將其設置為初始SHA256值。

鹽存儲在彈出鍵中的磁盤上，該彈出鍵存儲在受用戶密鑰（或密碼）保護的捲主密鑰（VMK）中。

循環為1048576（0x100000）次：

• 計算結構的SHA256並更新最後的SHA256值

• 將計數增加1

最後一個SHA256值包含256位密鑰，該密鑰是用戶密鑰，可以解鎖受用戶密鑰（或密碼）保護的捲主密鑰（VMK）。

加密和解密都使用：

• AES-CBC，FVEK解密扇區數據

AES-CBC的初始化向量是用FVEK加密的扇區偏移AES-ECB，存儲為16字節的小端值。扇區偏移是扇區相對於卷開始的偏移量。

加密：

• 與扇區密鑰的XOR

• 擴散器A.

• 擴散器B.

• 帶有FVEK的AES-CBC

解密：

• 帶有FVEK的AES-CBC

• 擴散器B.

• 擴散器A.

• 與扇區密鑰的XOR

AES-CBC的初始化向量是用FVEK加密的扇區偏移AES-ECB，存儲為16字節的小端值。扇區偏移是扇區相對於卷開始的偏移量。

扇區鍵大小為32字節，包含：

• 較低的16字節包含扇區偏移的小端版本，相對於卷的開頭，使用TWEAK密鑰加密的AES-ECB

• 高16字節包含扇區偏移量的16字節little-endian版本，相對於卷的起始位置，最高位設置（或高位字節設置為0x80）AES-ECB使用TWEAK加密鍵

密鑰數據使用AES-CCM加密，初始化向量為0。

FKEV包含兩個XTS密鑰。

加密和解密都使用：

• AES-XTS與扇區數據的FVEK解密

AES-XTS的初始化向量是存儲為16字節小端值的扇區號。扇區號是扇區相對於體積開始的偏移量除以扇區大小。

擴散器A和B變體描述於[FERGUSON06]。

在BitLocker中，以特定方式處理加密存儲介質的某些扇區。這些是要存儲的行業：

• 未加密的捲標題

• BitLocker元數據

3.6.1。BitLocker Windows Vista

3.6.2。BitLocker Windows 7和To Go

3.6.3。BitLocker Windows 10

BitLocker Windows Vista卷標頭類似於NTFS卷標頭。這些差異以粗體強調。卷標頭大小為512字節，包括：

BitLocker Windows 7（及更高版本）卷標題與BitLocker Windows Vista卷標題類似於NTFS卷標題。版本之間的差異以粗體強調。卷標頭大小為512字節，包括：

TODO檢查突出顯示的值

NTL卷上的BitLocker To Go類似於BitLocker Windows 7. FAT卷的BitLocker Windows To Go卷標題類似於FAT32卷標題。這些差異以粗體強調。卷標頭大小為512字節，包括：

TODO檢查突出顯示的值

5.1.1。FVE元數據塊標題版本1 – Windows Vista

5.1.2。 FVE元數據塊標題版本2 – Windows 7和更高版本

FVE元數據頭（版本1）的大小為48字節，包括：

5.2.1。 加密方法

FVE元數據條目（版本1）的大小可變，包括：

5.3.1。FVE元數據條目類型

5.3.2。FVE元數據值類型

FVE Stretch加密密鑰的值類型為0x0001。它的大小可變，包括：

FVE Stretch加密密鑰的值類型為0x0003。它的大小可變，包括：

FVE AES-CCM加密密鑰的值類型為0x0005。它的大小可變，包括：

5.6.1。未加密的數據

FVE TPM編碼密鑰的值類型為0x0006。它的大小可變，包括：

TODO – 此結構尚未分析

FVE驗證的值類型為0x0007。它的大小可變，包括：

TODO – 此結構尚未分析

FVE卷主密鑰的值類型為0x0008。它的大小可變，包括：

可用屬性取決於VMK類型。

清除密鑰保護的VMK包括：

• 密鑰（具有256位密鑰數據）

• AES-CCM加密密鑰

受保護的恢復密鑰VMK包括：

• 包含“DiskPassword \ x00”的可選描述字符串

• 拉伸鍵

• AES-CCM加密密鑰

受啟動密鑰保護的VMK包括：

• 包含“ExternalKey \ x00”的可選描述字符串

• 拉伸鍵

• AES-CCM加密密鑰

受密碼保護的VMK包括：

• 包含“ExternalKey \ x00”的可選描述字符串

• 拉伸鍵

• AES-CCM加密密鑰

5.9.1。 關鍵保護類型

由GetKeyProtectorType函數文檔定義的密鑰保護程序類型

0未知或其他保護類型
1可信平台模塊（TPM）
2外部密鑰
3數字密碼
4 TPM和PIN
5 TPM和啟動密鑰
6 TPM和PIN和啟動密鑰
7公鑰
8密碼短語
9 TPM證書
10 CryptoAPI新一代（CNG）保護器

FVE外鍵的值類型為0x0009。它的大小可變，包括：

可用的屬性：

• 包含“ExternalKey \ x00”的可選描述字符串

• 鍵

FVE卷標頭塊的值類型為0x000f。它的大小為16或52字節，包括：

FVE卷標頭塊似乎已在Windows 7中引入。它指定加密卷中存儲未加密卷標頭的位置。

對於Windows 7，FVE卷標頭塊的大小通常為8192字節，對於BitLocker To Go，通常為5365760字節。

BEK文件頭類似於FVE元數據頭（版本1）。BEK文件頭（版本1）的大小為48字節，包括：

文件中的密鑰標識符必須與FVE卷主密鑰（VMK）中的密鑰標識符匹配。

BEK元數據條目（版本1）的格式類似於FVE元數據條目（版本1）的格式。

BEK文件中的元數據由FVE外部密鑰組成，該外部密鑰包含256位未受保護的密鑰數據。

VMK的標識符應與BEK文件頭中的標識符匹配。