crypto/openssl-0.9.7e/doc/crypto/des.pod

   1 =pod
   2
   3 =head1 NAME
   4
   5 DES_random_key, DES_set_key, DES_key_sched, DES_set_key_checked,
   6 DES_set_key_unchecked, DES_set_odd_parity, DES_is_weak_key,
   7 DES_ecb_encrypt, DES_ecb2_encrypt, DES_ecb3_encrypt, DES_ncbc_encrypt,
   8 DES_cfb_encrypt, DES_ofb_encrypt, DES_pcbc_encrypt, DES_cfb64_encrypt,
   9 DES_ofb64_encrypt, DES_xcbc_encrypt, DES_ede2_cbc_encrypt,
  10 DES_ede2_cfb64_encrypt, DES_ede2_ofb64_encrypt, DES_ede3_cbc_encrypt,
  11 DES_ede3_cbcm_encrypt, DES_ede3_cfb64_encrypt, DES_ede3_ofb64_encrypt,
  12 DES_cbc_cksum, DES_quad_cksum, DES_string_to_key, DES_string_to_2keys,
  13 DES_fcrypt, DES_crypt, DES_enc_read, DES_enc_write - DES encryption
  14
  15 =head1 SYNOPSIS
  16
  17  #include <openssl/des.h>
  18
  19  void DES_random_key(DES_cblock *ret);
  20
  21  int DES_set_key(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);
  22  int DES_key_sched(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);
  23  int DES_set_key_checked(const_DES_cblock *key,
  24         DES_key_schedule *schedule);
  25  void DES_set_key_unchecked(const_DES_cblock *key,
  26         DES_key_schedule *schedule);
  27
  28  void DES_set_odd_parity(DES_cblock *key);
  29  int DES_is_weak_key(const_DES_cblock *key);
  30
  31  void DES_ecb_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output,
  32         DES_key_schedule *ks, int enc);
  33  void DES_ecb2_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output,
  34         DES_key_schedule *ks1, DES_key_schedule *ks2, int enc);
  35  void DES_ecb3_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output,
  36         DES_key_schedule *ks1, DES_key_schedule *ks2,
  37         DES_key_schedule *ks3, int enc);
  38
  39  void DES_ncbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  40         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  41         int enc);
  42  void DES_cfb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  43         int numbits, long length, DES_key_schedule *schedule,
  44         DES_cblock *ivec, int enc);
  45  void DES_ofb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  46         int numbits, long length, DES_key_schedule *schedule,
  47         DES_cblock *ivec);
  48  void DES_pcbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  49         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  50         int enc);
  51  void DES_cfb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  52         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  53         int *num, int enc);
  54  void DES_ofb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  55         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  56         int *num);
  57
  58  void DES_xcbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  59         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  60         const_DES_cblock *inw, const_DES_cblock *outw, int enc);
  61
  62  void DES_ede2_cbc_encrypt(const unsigned char *input,
  63         unsigned char *output, long length, DES_key_schedule *ks1,
  64         DES_key_schedule *ks2, DES_cblock *ivec, int enc);
  65  void DES_ede2_cfb64_encrypt(const unsigned char *in,
  66         unsigned char *out, long length, DES_key_schedule *ks1,
  67         DES_key_schedule *ks2, DES_cblock *ivec, int *num, int enc);
  68  void DES_ede2_ofb64_encrypt(const unsigned char *in,
  69         unsigned char *out, long length, DES_key_schedule *ks1,
  70         DES_key_schedule *ks2, DES_cblock *ivec, int *num);
  71
  72  void DES_ede3_cbc_encrypt(const unsigned char *input,
  73         unsigned char *output, long length, DES_key_schedule *ks1,
  74         DES_key_schedule *ks2, DES_key_schedule *ks3, DES_cblock *ivec,
  75         int enc);
  76  void DES_ede3_cbcm_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  77         long length, DES_key_schedule *ks1, DES_key_schedule *ks2,
  78         DES_key_schedule *ks3, DES_cblock *ivec1, DES_cblock *ivec2,
  79         int enc);
  80  void DES_ede3_cfb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  81         long length, DES_key_schedule *ks1, DES_key_schedule *ks2,
  82         DES_key_schedule *ks3, DES_cblock *ivec, int *num, int enc);
  83  void DES_ede3_ofb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  84         long length, DES_key_schedule *ks1,
  85         DES_key_schedule *ks2, DES_key_schedule *ks3,
  86         DES_cblock *ivec, int *num);
  87
  88  DES_LONG DES_cbc_cksum(const unsigned char *input, DES_cblock *output,
  89         long length, DES_key_schedule *schedule,
  90         const_DES_cblock *ivec);
  91  DES_LONG DES_quad_cksum(const unsigned char *input, DES_cblock output[],
  92         long length, int out_count, DES_cblock *seed);
  93  void DES_string_to_key(const char *str, DES_cblock *key);
  94  void DES_string_to_2keys(const char *str, DES_cblock *key1,
  95         DES_cblock *key2);
  96
  97  char *DES_fcrypt(const char *buf, const char *salt, char *ret);
  98  char *DES_crypt(const char *buf, const char *salt);
  99
 100  int DES_enc_read(int fd, void *buf, int len, DES_key_schedule *sched,
 101         DES_cblock *iv);
 102  int DES_enc_write(int fd, const void *buf, int len,
 103         DES_key_schedule *sched, DES_cblock *iv);
 104
 105 =head1 DESCRIPTION
 106
 107 This library contains a fast implementation of the DES encryption
 108 algorithm.
 109
 110 There are two phases to the use of DES encryption.  The first is the
 111 generation of a I<DES_key_schedule> from a key, the second is the
 112 actual encryption.  A DES key is of type I<DES_cblock>. This type is
 113 consists of 8 bytes with odd parity.  The least significant bit in
 114 each byte is the parity bit.  The key schedule is an expanded form of
 115 the key; it is used to speed the encryption process.
 116
 117 DES_random_key() generates a random key.  The PRNG must be seeded
 118 prior to using this function (see L<rand(3)|rand(3)>).  If the PRNG
 119 could not generate a secure key, 0 is returned.
 120
 121 Before a DES key can be used, it must be converted into the
 122 architecture dependent I<DES_key_schedule> via the
 123 DES_set_key_checked() or DES_set_key_unchecked() function.
 124
 125 DES_set_key_checked() will check that the key passed is of odd parity
 126 and is not a week or semi-weak key.  If the parity is wrong, then -1
 127 is returned.  If the key is a weak key, then -2 is returned.  If an
 128 error is returned, the key schedule is not generated.
 129
 130 DES_set_key() works like
 131 DES_set_key_checked() if the I<DES_check_key> flag is non-zero,
 132 otherwise like DES_set_key_unchecked().  These functions are available
 133 for compatibility; it is recommended to use a function that does not
 134 depend on a global variable.
 135
 136 DES_set_odd_parity() sets the parity of the passed I<key> to odd.
 137
 138 DES_is_weak_key() returns 1 is the passed key is a weak key, 0 if it
 139 is ok.  The probability that a randomly generated key is weak is
 140 1/2^52, so it is not really worth checking for them.
 141
 142 The following routines mostly operate on an input and output stream of
 143 I<DES_cblock>s.
 144
 145 DES_ecb_encrypt() is the basic DES encryption routine that encrypts or
 146 decrypts a single 8-byte I<DES_cblock> in I<electronic code book>
 147 (ECB) mode.  It always transforms the input data, pointed to by
 148 I<input>, into the output data, pointed to by the I<output> argument.
 149 If the I<encrypt> argument is non-zero (DES_ENCRYPT), the I<input>
 150 (cleartext) is encrypted in to the I<output> (ciphertext) using the
 151 key_schedule specified by the I<schedule> argument, previously set via
 152 I<DES_set_key>. If I<encrypt> is zero (DES_DECRYPT), the I<input> (now
 153 ciphertext) is decrypted into the I<output> (now cleartext).  Input
 154 and output may overlap.  DES_ecb_encrypt() does not return a value.
 155
 156 DES_ecb3_encrypt() encrypts/decrypts the I<input> block by using
 157 three-key Triple-DES encryption in ECB mode.  This involves encrypting
 158 the input with I<ks1>, decrypting with the key schedule I<ks2>, and
 159 then encrypting with I<ks3>.  This routine greatly reduces the chances
 160 of brute force breaking of DES and has the advantage of if I<ks1>,
 161 I<ks2> and I<ks3> are the same, it is equivalent to just encryption
 162 using ECB mode and I<ks1> as the key.
 163
 164 The macro DES_ecb2_encrypt() is provided to perform two-key Triple-DES
 165 encryption by using I<ks1> for the final encryption.
 166
 167 DES_ncbc_encrypt() encrypts/decrypts using the I<cipher-block-chaining>
 168 (CBC) mode of DES.  If the I<encrypt> argument is non-zero, the
 169 routine cipher-block-chain encrypts the cleartext data pointed to by
 170 the I<input> argument into the ciphertext pointed to by the I<output>
 171 argument, using the key schedule provided by the I<schedule> argument,
 172 and initialization vector provided by the I<ivec> argument.  If the
 173 I<length> argument is not an integral multiple of eight bytes, the
 174 last block is copied to a temporary area and zero filled.  The output
 175 is always an integral multiple of eight bytes.
 176
 177 DES_xcbc_encrypt() is RSA's DESX mode of DES.  It uses I<inw> and
 178 I<outw> to 'whiten' the encryption.  I<inw> and I<outw> are secret
 179 (unlike the iv) and are as such, part of the key.  So the key is sort
 180 of 24 bytes.  This is much better than CBC DES.
 181
 182 DES_ede3_cbc_encrypt() implements outer triple CBC DES encryption with
 183 three keys. This means that each DES operation inside the CBC mode is
 184 really an C<C=E(ks3,D(ks2,E(ks1,M)))>.  This mode is used by SSL.
 185
 186 The DES_ede2_cbc_encrypt() macro implements two-key Triple-DES by
 187 reusing I<ks1> for the final encryption.  C<C=E(ks1,D(ks2,E(ks1,M)))>.
 188 This form of Triple-DES is used by the RSAREF library.
 189
 190 DES_pcbc_encrypt() encrypt/decrypts using the propagating cipher block
 191 chaining mode used by Kerberos v4. Its parameters are the same as
 192 DES_ncbc_encrypt().
 193
 194 DES_cfb_encrypt() encrypt/decrypts using cipher feedback mode.  This
 195 method takes an array of characters as input and outputs and array of
 196 characters.  It does not require any padding to 8 character groups.
 197 Note: the I<ivec> variable is changed and the new changed value needs to
 198 be passed to the next call to this function.  Since this function runs
 199 a complete DES ECB encryption per I<numbits>, this function is only
 200 suggested for use when sending small numbers of characters.
 201
 202 DES_cfb64_encrypt()
 203 implements CFB mode of DES with 64bit feedback.  Why is this
 204 useful you ask?  Because this routine will allow you to encrypt an
 205 arbitrary number of bytes, no 8 byte padding.  Each call to this
 206 routine will encrypt the input bytes to output and then update ivec
 207 and num.  num contains 'how far' we are though ivec.  If this does
 208 not make much sense, read more about cfb mode of DES :-).
 209
 210 DES_ede3_cfb64_encrypt() and DES_ede2_cfb64_encrypt() is the same as
 211 DES_cfb64_encrypt() except that Triple-DES is used.
 212
 213 DES_ofb_encrypt() encrypts using output feedback mode.  This method
 214 takes an array of characters as input and outputs and array of
 215 characters.  It does not require any padding to 8 character groups.
 216 Note: the I<ivec> variable is changed and the new changed value needs to
 217 be passed to the next call to this function.  Since this function runs
 218 a complete DES ECB encryption per numbits, this function is only
 219 suggested for use when sending small numbers of characters.
 220
 221 DES_ofb64_encrypt() is the same as DES_cfb64_encrypt() using Output
 222 Feed Back mode.
 223
 224 DES_ede3_ofb64_encrypt() and DES_ede2_ofb64_encrypt() is the same as
 225 DES_ofb64_encrypt(), using Triple-DES.
 226
 227 The following functions are included in the DES library for
 228 compatibility with the MIT Kerberos library.
 229
 230 DES_cbc_cksum() produces an 8 byte checksum based on the input stream
 231 (via CBC encryption).  The last 4 bytes of the checksum are returned
 232 and the complete 8 bytes are placed in I<output>. This function is
 233 used by Kerberos v4.  Other applications should use
 234 L<EVP_DigestInit(3)|EVP_DigestInit(3)> etc. instead.
 235
 236 DES_quad_cksum() is a Kerberos v4 function.  It returns a 4 byte
 237 checksum from the input bytes.  The algorithm can be iterated over the
 238 input, depending on I<out_count>, 1, 2, 3 or 4 times.  If I<output> is
 239 non-NULL, the 8 bytes generated by each pass are written into
 240 I<output>.
 241
 242 The following are DES-based transformations:
 243
 244 DES_fcrypt() is a fast version of the Unix crypt(3) function.  This
 245 version takes only a small amount of space relative to other fast
 246 crypt() implementations.  This is different to the normal crypt in
 247 that the third parameter is the buffer that the return value is
 248 written into.  It needs to be at least 14 bytes long.  This function
 249 is thread safe, unlike the normal crypt.
 250
 251 DES_crypt() is a faster replacement for the normal system crypt().
 252 This function calls DES_fcrypt() with a static array passed as the
 253 third parameter.  This emulates the normal non-thread safe semantics
 254 of crypt(3).
 255
 256 DES_enc_write() writes I<len> bytes to file descriptor I<fd> from
 257 buffer I<buf>. The data is encrypted via I<pcbc_encrypt> (default)
 258 using I<sched> for the key and I<iv> as a starting vector.  The actual
 259 data send down I<fd> consists of 4 bytes (in network byte order)
 260 containing the length of the following encrypted data.  The encrypted
 261 data then follows, padded with random data out to a multiple of 8
 262 bytes.
 263
 264 DES_enc_read() is used to read I<len> bytes from file descriptor
 265 I<fd> into buffer I<buf>. The data being read from I<fd> is assumed to
 266 have come from DES_enc_write() and is decrypted using I<sched> for
 267 the key schedule and I<iv> for the initial vector.
 268
 269 B<Warning:> The data format used by DES_enc_write() and DES_enc_read()
 270 has a cryptographic weakness: When asked to write more than MAXWRITE
 271 bytes, DES_enc_write() will split the data into several chunks that
 272 are all encrypted using the same IV.  So don't use these functions
 273 unless you are sure you know what you do (in which case you might not
 274 want to use them anyway).  They cannot handle non-blocking sockets.
 275 DES_enc_read() uses an internal state and thus cannot be used on
 276 multiple files.
 277
 278 I<DES_rw_mode> is used to specify the encryption mode to use with
 279 DES_enc_read() and DES_end_write().  If set to I<DES_PCBC_MODE> (the
 280 default), DES_pcbc_encrypt is used.  If set to I<DES_CBC_MODE>
 281 DES_cbc_encrypt is used.
 282
 283 =head1 NOTES
 284
 285 Single-key DES is insecure due to its short key size.  ECB mode is
 286 not suitable for most applications; see L<des_modes(7)|des_modes(7)>.
 287
 288 The L<evp(3)|evp(3)> library provides higher-level encryption functions.
 289
 290 =head1 BUGS
 291
 292 DES_3cbc_encrypt() is flawed and must not be used in applications.
 293
 294 DES_cbc_encrypt() does not modify B<ivec>; use DES_ncbc_encrypt()
 295 instead.
 296
 297 DES_cfb_encrypt() and DES_ofb_encrypt() operates on input of 8 bits.
 298 What this means is that if you set numbits to 12, and length to 2, the
 299 first 12 bits will come from the 1st input byte and the low half of
 300 the second input byte.  The second 12 bits will have the low 8 bits
 301 taken from the 3rd input byte and the top 4 bits taken from the 4th
 302 input byte.  The same holds for output.  This function has been
 303 implemented this way because most people will be using a multiple of 8
 304 and because once you get into pulling bytes input bytes apart things
 305 get ugly!
 306
 307 DES_string_to_key() is available for backward compatibility with the
 308 MIT library.  New applications should use a cryptographic hash function.
 309 The same applies for DES_string_to_2key().
 310
 311 =head1 CONFORMING TO
 312
 313 ANSI X3.106
 314
 315 The B<des> library was written to be source code compatible with
 316 the MIT Kerberos library.
 317
 318 =head1 SEE ALSO
 319
 320 crypt(3), L<des_modes(7)|des_modes(7)>, L<evp(3)|evp(3)>, L<rand(3)|rand(3)>
 321
 322 =head1 HISTORY
 323
 324 In OpenSSL 0.9.7, all des_ functions were renamed to DES_ to avoid
 325 clashes with older versions of libdes.  Compatibility des_ functions
 326 are provided for a short while, as well as crypt().
 327 Declarations for these are in <openssl/des_old.h>. There is no DES_
 328 variant for des_random_seed().
 329 This will happen to other functions
 330 as well if they are deemed redundant (des_random_seed() just calls
 331 RAND_seed() and is present for backward compatibility only), buggy or
 332 already scheduled for removal.
 333
 334 des_cbc_cksum(), des_cbc_encrypt(), des_ecb_encrypt(),
 335 des_is_weak_key(), des_key_sched(), des_pcbc_encrypt(),
 336 des_quad_cksum(), des_random_key() and des_string_to_key()
 337 are available in the MIT Kerberos library;
 338 des_check_key_parity(), des_fixup_key_parity() and des_is_weak_key()
 339 are available in newer versions of that library.
 340
 341 des_set_key_checked() and des_set_key_unchecked() were added in
 342 OpenSSL 0.9.5.
 343
 344 des_generate_random_block(), des_init_random_number_generator(),
 345 des_new_random_key(), des_set_random_generator_seed() and
 346 des_set_sequence_number() and des_rand_data() are used in newer
 347 versions of Kerberos but are not implemented here.
 348
 349 des_random_key() generated cryptographically weak random data in
 350 SSLeay and in OpenSSL prior version 0.9.5, as well as in the original
 351 MIT library.
 352
 353 =head1 AUTHOR
 354
 355 Eric Young (eay@cryptsoft.com). Modified for the OpenSSL project
 356 (http://www.openssl.org).
 357
 358 =cut