Во-первых, вы можете довольно легко загрузить «живую» систему, подобную этой, с жесткого диска или другого постоянного хранилища. Просто запишите образ, который вы поместите на флэш-накопитель USB в любое хранилище, и загрузитесь с него. Многие системы типа киосков делают это, как и многие тонкие клиенты.
Тем не менее, это, вероятно, не самый лучший вариант для вашего случая использования. Я бы очень посоветовал взглянуть на то, как Android и ChromeOS обрабатывают свои корневые файловые системы. Оба устройства разработаны с учетом максимальной устойчивости к повреждениям, вызванным неожиданным отключением питания, и оба также обеспечивают защиту от несанкционированного доступа по умолчанию (IOW, вы будете знать, если кто-то изменил данные, когда устройство было выключено). Подобные настройки могут быть достигнуты без особых проблем с пользовательской корневой файловой системой, созданной Buildroot. .
В качестве альтернативы этому вы могли бы рассмотреть возможность взглянуть на Alpine Linux . Он предназначен для работы с носителя только для чтения, хотя я не уверен, насколько хорошо он поддерживает вещи, отличные от 64-битных систем x86.