Как LUKS2 переживает повреждение шифрованных данных?

Будет потерян соответствующий сектор. С точки зрения пользователя кусок файла перестанет читаться.

В теории, кстати, это должно быть несложно исправить, если известно, что испортился ровно один байт. Наверное инструментов готовых нет, но если там кошелёк со 100 биткоинами, то перебрать 256 * 4096 вариантов можно.

Если повредился ровно 1 байт то диск его сам починит через ECC.

На практике - да, насколько я знаю, на современных дисках всё хранится с избыточным кодированием. Т.е. или ничего не портится, или всё испортилось настолько, что будет возвращаться ошибка чтения для целого сектора. Получить не те данные, которые были записаны это должен быть очень редкий сценарий (вероятно не-ECC память, данные повредились ещё до отправки в диск).

Несколько байтов будут расшифрованы неправильно. Ошибки ввода/вывода не будет, если нет dm-integrity или контрольных сумм в файловой системе.

будет возвращаться ошибка чтения для целого сектора

В реальности спокойно возвращается мусор без всяких ошибок. И такое впечатление, что производители контроллеров HDD/SSD проблемы в этом давно не видят.

все данные потеряются - шифрование это еше тот геморой

В зависимости от того, где именно побились эти байты, помледствия будут от «ничего не случилось» до «фс умерла».