Em princípio, é possível executar um sistema unix a partir do disco com a partição raiz montada como somente leitura. Começando com uma distribuição típica, você terá que montar um sistema de arquivos tmpfs, e criar vários links simbólicos de arquivos e diretórios em tmpfs, e ajustar os scripts init para preencher o tmpfs no momento certo. Eu não tenho uma lista de arquivos para oferecer a você, mas deve ser razoavelmente fácil examinar um sistema em execução e encontrar o que foi modificado desde a inicialização.
Eu acho que personalizar um CD ao vivo será mais fácil a curto prazo (claro, você não faz um iso até que esteja satisfeito com sua configuração). Suponho que você já tenha lido as páginas da comunidade Ubuntu na personalização do Live CD e live CD do zero ? Uma distribuição alternativa projetada especificamente para CDs ao vivo é o Knoppix ; veja o Knoppix remasterizando o howto .