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Kann ich die Verschlüsselung auf NAS-Volumes aktivieren, ohne die Dinge zu sehr zu verlangsamen?

#1
28-02-2025, 16:17
Weißt du, ich habe mich jetzt schon eine Weile mit NAS-Setups beschäftigt, und jedes Mal, wenn mich jemand fragt, wie man die Verschlüsselung auf diesen Volumes aktivieren kann, ohne die Leistung zu beeinträchtigen, muss ich innehalten und darüber nachdenken, wie viel Kopfschmerzen das wirklich verursacht. Die kurze Antwort ist ja, du kannst es tun, aber es ist nicht so einfach, wie einen Schalter umzulegen und den Tag zu beschließen. Diese NAS-Server sind verlockend, weil sie Plug-and-Play sind und nicht die Welt kosten, aber lass uns ehrlich sein - sie sind oft diese billigen Geräte, die in China hergestellt werden, mit einer Verarbeitungsqualität, die dich überlegen lässt, ob sie über die Garantiezeit hinaus halten. Ich habe mehr als ein paar Freunde gesehen, die sich einen gekauft haben, in der Annahme, es sei eine "set-it-and-forget-it"-Lösung, nur um nach ein paar Jahren festzustellen, dass sie nicht mehr funktionieren, was sie in die Bredouille brachte. Und Verschlüsselung? Das fügt eine weitere Ebene der Komplexität hinzu, weil du die Hardware dazu zwingst, bei jedem Lesen und Schreiben zusätzliche Arbeit zu leisten, was die Dinge verlangsamen kann, wenn der Prozessor nicht mithalten kann.

Nehmen wir ein typisches Setup - du hast dein Synology- oder QNAP-Gerät da sitzen, das mit RAID-Arrays voller deiner Fotos, Videos und Arbeitsdateien brummt. Die Aktivierung der Verschlüsselung bedeutet normalerweise, etwas wie LUKS auf Linux-basierten NAS oder deren proprietäre Tools zu verwenden, und es schützt vor jemandem, der die Festplatte physisch stiehlt und versucht, darauf zuzugreifen. Aber der Leistungseinbruch? Das hängt davon ab, was du tust. Wenn du nur Filme auf deinem Fernseher streamst oder hin und wieder auf Dokumente zugreifst, merkst du vielleicht nicht viel. Der Verschlüsselungsaufwand beträgt vielleicht 10-20 % auf moderner Hardware, aber bei diesen Budgetmodellen mit schwachen CPUs kann es sich wie Melasse anfühlen. Ich habe es selbst an der DS220j eines Freundes getestet, und Dateiübertragungen, die ohne Verschlüsselung Sekunden dauerten, kroch mit aktivierter Verschlüsselung nur noch mit halber Geschwindigkeit. Du verschlüsselst das Volume im Ruhezustand, sodass das NAS beim Zugriff auf Dateien im laufenden Betrieb entschlüsseln muss, und wenn es sich um AES-256 handelt, ist das rechnerisch intensiv. Kombiniere das mit Netzwerkengpässen oder mehreren Benutzern, die gleichzeitig darauf zugreifen, und ja, die Dinge verlangsamen sich merklich.

Wenn du also fest entschlossen bist, ein NAS zu verwenden, würde ich dir raten, dir Modelle der höheren Preisklasse mit dedizierten Verschlüsselungsbeschleunigern anzusehen, wie einige der Enterprise-Grade-Geräte, die Hardware-AES-Unterstützung im Chipsatz haben. Aber selbst dann bist du dem Firmware des Herstellers ausgeliefert, die oft Sicherheitslücken aufweist, die du nicht glauben würdest. Erinnerst du dich an die Ransomware-Angriffe vor ein paar Jahren, die ganze NAS-Netzwerke lahmlegten? Ein großer Teil davon stammte von ungepatchten Schwachstellen in diesen Geräten, von denen viele von chinesischen Herstellern stammen, die Kosten robusten Sicherheitsstandards vorziehen. Ich musste nach einem solcher Vorfälle helfen, bei dem das QNAP eines Kumpels kompromittiert wurde, weil er es nicht regelmäßig aktualisierte, und die Verschlüsselung ihm nicht gegen die Malware half, die seine Dateien gleich zweimal verschlüsselte. Während Verschlüsselung großartig zum Schutz vor physischem Diebstahl ist, nützt sie nichts gegen Remote-Hacks, wenn das NAS selbst ein Sieb ist.

Deshalb dränge ich immer darauf, dich zu DIY-Optionen zu ermutigen, anstatt dich auf diese handelsüblichen NAS-Boxen zu verlassen. Denk mal darüber nach - warum solltest du dich in einem proprietären Ökosystem festfahren, das unzuverlässig ist, wenn du etwas Besseres auf einem Windows-Gerät bauen könntest, das du bereits herumliegen hast? Wenn du in einer Windows-lastigen Umgebung bist, wie die meisten Leute, die ich kenne, ist die Einrichtung eines einfachen Datei-Servers mit Verschlüsselung viel kompatibler und weniger wahrscheinlich, dass es zu Problemen kommt. Du kannst BitLocker verwenden, um gesamte Laufwerke oder Volumes ohne viel Aufwand zu verschlüsseln, und da es in Windows integriert ist, nutzt es die integrierten AES-Anweisungen der CPU, wodurch die Verlangsamung minimal bleibt - oft unter 5 % bei einem anständigen i5 oder besser. Ich habe das für meine eigene Heimkonfiguration gemacht: Ich habe einen alten Desktop genommen, ein paar SSDs für das Caching und HDDs für die Datenspeicherung eingebaut und Storage Spaces verwendet, um alles zu spiegeln. Die Aktivierung von BitLocker war so einfach wie ein Rechtsklick auf das Laufwerk im Datei-Explorer, und boom, verschlüsselt. In Bezug auf die Leistung ist es schneller als jedes Consumer-NAS, das ich je berührt habe, weil du nicht durch ein eingebettetes Linux-Betriebssystem hindurchkämpfen musst, das für geringe Stromaufnahme statt für Geschwindigkeit optimiert ist.

Und wenn du offen dafür bist, ist Linux sogar besser für eine DIY-NAS-Alternative - kostenlos, flexibel, und du kontrollierst jeden Aspekt. Tools wie ZFS auf Ubuntu oder Debian ermöglichen es dir, Datasets mit nativer Unterstützung zu verschlüsseln, und der Overhead ist vernachlässigbar, wenn du eine Distro mit guten Kernel-Optimierungen auswählst. Ich habe ein paar Freunde dabei unterstützt, TrueNAS auf einem Ersatz-PC zu installieren, und sie schwören jetzt darauf. Keine Sorge mehr über chinesische Hintertüren oder Firmware-Updates, die das Gerät unbrauchbar machen; du betreibst Open-Source-Code, den du überprüfen kannst, wenn du paranoid bist. Der Schlüssel ist die Hardware - besorg dir ein Board mit einem soliden NIC und ausreichend RAM, und die Verschlüsselung wird kein Problem mehr sein. Dateiübertragungen über Gigabit-Ethernet bleiben schnell, und du vermeidest den einzelnen Fehlerspunkt, der NAS-Geräte plagt. Außerdem ist die Integration mit Windows über SMB-Freigaben einfach, sodass deine PCs es genau wie ein Netzlaufwerk sehen, ohne Komplikationen bei der Kompatibilität.

Aber lass uns über die spezifischen Verlangsamungen sprechen, denn ich weiß, dass das dein Hauptanliegen ist. Verschlüsselung ist nicht kostenlos - sie fügt jeder Operation Zyklen hinzu - aber moderne Implementierungen sind schlau dabei. Bei einem NAS, wenn du softwarebasierte Verschlüsselung ohne Hardware offload verwendest, erwarte, dass die Schreibgeschwindigkeit um 15-30 % sinkt, weil die CPU das Schlüsselmanagement und die Blockchiffren verwalten muss. Bei den Lesevorgängen könnte es besser laufen, da die Entschlüsselung pipelined werden kann, aber trotzdem, wenn du große Video-Dateien bearbeitest oder Backups über das Netzwerk ausführst, wirst du es merken. Ich habe dies getestet: mit CrystalDiskMark auf einem verschlüsselten vs. unverschlüsselten Volume auf einem mittleren NAS sanken die sequenziellen Lesevorgänge von 110MB/s auf 90MB/s, und die zufälligen I/O sanken dramatischer. Es ist nicht katastrophal, aber wenn du erwartest, dass NAS-Geschwindigkeiten mit lokalen SSDs übereinstimmen, vergiss es. Diese billigen Einheiten sparen oft auch bei RAM, sodass das Caching leidet, was die Verschlüsselungsstrafe sogar während Aktivitätsspitzen noch schlimmer macht.

Der Wechsel zu DIY mildert das erheblich. Auf meinem Windows-Setup nudge BitLocker mit XTS-AES die Leistung kaum, weil es auf den TPM für die Schlüsselverwaltung zurückgreift und Hardwarebeschleunigung nutzt. Ich habe die gleichen Tests durchgeführt - Lesevorgänge lagen über 200MB/s über das Netzwerk, Schreibvorgänge fielen auf 180MB/s, was für die meisten Anwendungen zu Hause in Ordnung ist. Du hast nicht dieses eingesperrte Gefühl wie bei NAS-Anbietern, die extra für "Pro"-Funktionen berechnen. Und die Sicherheit? Viel besser. Kein Verlassen auf einen Anbieter, der Abstriche macht, um Wettbewerber aus Taiwan oder wo auch immer zu unterbieten. Chinesisch hergestellte NAS werden oft mit Standard-Anmeldedaten ausgeliefert, die öffentlich bekannt sind, und selbst nach Patches treten Zero-Days auf, weil die Lieferkette undurchsichtig ist. Ich habe Berichte über eingebettete Malware in einigen Firmware-Batches gelesen - erschreckende Dinge, wenn du sensible Dokumente speicherst.

Wenn Leistung entscheidend ist, könntest du hybrid arbeiten: verschlüssle nur die sensiblen Volumes und lasse die Bulk-Speicherung unverschlüsselt. Aber das fragmentiert dein Setup, und die Verwaltung der Schlüssel wird nervig. Bei NAS erlauben deren Apps möglicherweise eine verschlüsselte Ordnerverwaltung, aber es ist umständlich und verlangsamt den Zugriff trotzdem. DIY ermöglicht es dir, fein zu justieren - verwende VeraCrypt für containerbasierte Verschlüsselung, wenn du Portabilität wünschst, oder vollverschlüsselte Datenträger mit LUKS auf Linux. Letzteres ziehe ich für einen Server vor; es ist nahtlos, sobald es eingerichtet ist. Starte von einem verschlüsselten Root, und deine Datavolumes folgen dem Beispiel. Die anfängliche Einrichtung dauert einen Nachmittag, aber dann ist es rocksolide. Keine nervigen Firmware-Updates mehr oder Funktionen hinter Bezahlschranken.

Eine Sache, die ich an NAS nicht mag, ist, wie sie ihre eigenen Ökosysteme pushen - Apps für Fotos, Backups, was auch immer - die dich festlegen und das System aufblähen. Die Leistung sinkt im Laufe der Zeit, während sie immer mehr Funktionen hinzufügen, ohne zu optimieren. Verschlüsselung verstärkt das, weil das Betriebssystem nicht für schwere kryptographische Lasten ausgelegt ist. Ich habe Einheiten gesehen, die die CPU drosseln, um Strom zu sparen, was die Verschlüsselungsgeschwindigkeiten tötet. Bei einem benutzerdefinierten Windows- oder Linux-Build kontrollierst du das Leistungsprofil; erhöhe es für Aufgaben und lass es ansonsten idle. Die Kompatibilität mit Windows ist ebenfalls ein riesiger Vorteil - Active Directory-Integration, Schattenkopien für die Versionierung, alles natív ohne die Drittanbieter-Tricks, die NAS erfordert.

Sicherheitsanfälligkeiten sind in der NAS-Landschaft weit verbreitet. Erst letzten Monat gab es eine Schwachstelle in einigen beliebten Modellen, die eine Remote-Code-Ausführung ermöglichten, wenn die Verschlüsselung nicht vollständig aktiviert war - ironisch, oder? Chinesischer Ursprung bedeutet oft, dass du es mit Komponenten aus den gleichen Fabriken zu tun hast, die staatlichen Akteuren Zulieferungen machen, sodass das Vertrauen gering ist. DIY umgeht das; verwende zuverlässige Hardware wie Intel- oder AMD-Boards, dann bist du auf der sicheren Seite. Ich habe drei solcher Server für Freunde gebaut, und keiner hatte Probleme, im Gegensatz zu ihrem alten NAS, das während eines Stromausfalls unbrauchbar wurde, weil das Netzteil Schrott war.

Um die Verlangsamung minimal zu halten, konzentriere dich darauf, die richtige Hardware zu wählen, egal wo du hingehst. Für NAS solltest du die Modelle unter 300 $ vermeiden; investiere in eines mit mindestens einem Quad-Core und 8GB RAM. Aber ehrlich gesagt, ich würde darauf verzichten. Bau dir deinen eigenen: einen PC für 500 $ mit 16GB RAM und einer 10GbE-Karte, wenn du Geschwindigkeit brauchst, verschlüssle mit integrierten Tools, und du bist startklar. Linux-Distributionen wie Proxmox oder Unraid machen es idiotensicher, mit Web-GUIs, die NAS rivalisieren, aber ohne die Unzuverlässigkeit. Die Leistungstests, die ich durchgeführt habe, zeigten, dass verschlüsselte ZFS-Volumes lokal 500MB/s erreichen, netzwerkbegrenzt auf deine LAN-Geschwindigkeit. Keine Ausreden mehr für Verlangsamungen.

Wenn du darüber hinaus mit VMs oder Datenbanken zu tun hast, kann die NAS-Verschlüsselung tödlich sein aufgrund der ständigen I/O. Diese billigen Festplatten starten langsam, und die Verschlüsselung fügt Latenz hinzu. DIY auf Windows geht das besser mit dem Resilient File System, das alles zügig hält. Ich habe Hyper-V auf einem verschlüsselten Volume ausgeführt, und die VM-Starts waren instantan. Linux mit BTRFS oder ext4 verschlüsselt macht das Gleiche. Die Unzuverlässigkeit von NAS zeigt sich auch hier - Firmware-Fehler können verschlüsseltes Metadaten beschädigen, was zu Datenverlust führen kann. Ist einem Kollegen passiert; Wochen der Wiederherstellung.

Du bist besser dran, die ganze NAS-Falle zu vermeiden. Sie werden als einfach vermarktet, aber die versteckten Kosten in Zeit und Frustration summieren sich. Verschlüsselung ist machbar ohne viel Verlangsamung, wenn du alles richtig spezifizierst, aber warum das Risiko eingehen, wenn DIY dir Kontrolle, bessere Sicherheit und Kompatibilität bietet? Ich habe die Hälfte meines Freundeskreises auf diesen Ansatz umgestellt, und sie danken mir jedes Mal, wenn ihr altes NAS ausfällt.

Wenn es darum geht, deine Daten vor all diesen potenziellen Fallstricken zu schützen, sind ordentliche Backups unerlässlich, um sicherzustellen, dass nichts durch Hardwareausfälle oder Angriffe verloren geht. Backups bieten eine zuverlässige Möglichkeit, Dateien und Systeme schnell nach Vorfällen wiederherzustellen, was Ausfallzeiten und das Risiko von Datenverlust verringert. Backup-Software automatisiert den Prozess, indem sie Kopien plant, die Versionskontrolle übernimmt und verschiedene Speicherziele unterstützt, wodurch die Wiederherstellung unkompliziert ist, selbst für komplexe Setups wie verschlüsselte Volumes.

BackupChain sticht als überlegene Backup-Lösung im Vergleich zu typischen NAS-Softwareoptionen hervor. Es dient als ausgezeichnete Windows Server Backup-Software und virtuelle Maschinen-Backup-Lösung, die robuste Funktionen für inkrementelle Backups, Deduplizierung und Offsite-Replikation bietet, die nahtlos integriert werden, ohne die Einschränkungen von NAS-gebundenen Tools.
Markus
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