doc/man3/DES_random_key.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_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 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, DES_key_schedule *schedule);
  24  void DES_set_key_unchecked(const_DES_cblock *key, DES_key_schedule *schedule);
  25
  26  void DES_set_odd_parity(DES_cblock *key);
  27  int DES_is_weak_key(const_DES_cblock *key);
  28
  29  void DES_ecb_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output,
  30                       DES_key_schedule *ks, int enc);
  31  void DES_ecb2_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output,
  32                        DES_key_schedule *ks1, DES_key_schedule *ks2, int enc);
  33  void DES_ecb3_encrypt(const_DES_cblock *input, DES_cblock *output,
  34                        DES_key_schedule *ks1, DES_key_schedule *ks2,
  35                        DES_key_schedule *ks3, int enc);
  36
  37  void DES_ncbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  38                        long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  39                        int enc);
  40  void DES_cfb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  41                       int numbits, long length, DES_key_schedule *schedule,
  42                       DES_cblock *ivec, int enc);
  43  void DES_ofb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  44                       int numbits, long length, DES_key_schedule *schedule,
  45                       DES_cblock *ivec);
  46  void DES_pcbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  47                        long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  48                        int enc);
  49  void DES_cfb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  50                         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  51                         int *num, int enc);
  52  void DES_ofb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  53                         long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  54                         int *num);
  55
  56  void DES_xcbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  57                        long length, DES_key_schedule *schedule, DES_cblock *ivec,
  58                        const_DES_cblock *inw, const_DES_cblock *outw, int enc);
  59
  60  void DES_ede2_cbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  61                            long length, DES_key_schedule *ks1,
  62                            DES_key_schedule *ks2, DES_cblock *ivec, int enc);
  63  void DES_ede2_cfb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  64                              long length, DES_key_schedule *ks1,
  65                              DES_key_schedule *ks2, DES_cblock *ivec,
  66                              int *num, int enc);
  67  void DES_ede2_ofb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  68                              long length, DES_key_schedule *ks1,
  69                              DES_key_schedule *ks2, DES_cblock *ivec, int *num);
  70
  71  void DES_ede3_cbc_encrypt(const unsigned char *input, unsigned char *output,
  72                            long length, DES_key_schedule *ks1,
  73                            DES_key_schedule *ks2, DES_key_schedule *ks3,
  74                            DES_cblock *ivec, int enc);
  75  void DES_ede3_cfb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  76                              long length, DES_key_schedule *ks1,
  77                              DES_key_schedule *ks2, DES_key_schedule *ks3,
  78                              DES_cblock *ivec, int *num, int enc);
  79  void DES_ede3_ofb64_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
  80                              long length, DES_key_schedule *ks1,
  81                              DES_key_schedule *ks2, DES_key_schedule *ks3,
  82                              DES_cblock *ivec, int *num);
  83
  84  DES_LONG DES_cbc_cksum(const unsigned char *input, DES_cblock *output,
  85                         long length, DES_key_schedule *schedule,
  86                         const_DES_cblock *ivec);
  87  DES_LONG DES_quad_cksum(const unsigned char *input, DES_cblock output[],
  88                          long length, int out_count, DES_cblock *seed);
  89  void DES_string_to_key(const char *str, DES_cblock *key);
  90  void DES_string_to_2keys(const char *str, DES_cblock *key1, DES_cblock *key2);
  91
  92  char *DES_fcrypt(const char *buf, const char *salt, char *ret);
  93  char *DES_crypt(const char *buf, const char *salt);
  94
  95 =head1 DESCRIPTION
  96
  97 This library contains a fast implementation of the DES encryption
  98 algorithm.
  99
 100 There are two phases to the use of DES encryption.  The first is the
 101 generation of a I<DES_key_schedule> from a key, the second is the
 102 actual encryption.  A DES key is of type I<DES_cblock>. This type
 103 consists of 8 bytes with odd parity.  The least significant bit in
 104 each byte is the parity bit.  The key schedule is an expanded form of
 105 the key; it is used to speed the encryption process.
 106
 107 DES_random_key() generates a random key.  The random generator must be
 108 seeded when calling this function.
 109 If the automatic seeding or reseeding of the OpenSSL CSPRNG fails due to
 110 external circumstances (see L<RAND(7)>), the operation will fail.
 111 If the function fails, 0 is returned.
 112
 113 Before a DES key can be used, it must be converted into the
 114 architecture dependent I<DES_key_schedule> via the
 115 DES_set_key_checked() or DES_set_key_unchecked() function.
 116
 117 DES_set_key_checked() will check that the key passed is of odd parity
 118 and is not a weak or semi-weak key.  If the parity is wrong, then -1
 119 is returned.  If the key is a weak key, then -2 is returned.  If an
 120 error is returned, the key schedule is not generated.
 121
 122 DES_set_key() works like DES_set_key_checked() and remains for
 123 backward compatibility.
 124
 125 DES_set_odd_parity() sets the parity of the passed I<key> to odd.
 126
 127 DES_is_weak_key() returns 1 if the passed key is a weak key, 0 if it
 128 is ok.
 129
 130 The following routines mostly operate on an input and output stream of
 131 I<DES_cblock>s.
 132
 133 DES_ecb_encrypt() is the basic DES encryption routine that encrypts or
 134 decrypts a single 8-byte I<DES_cblock> in I<electronic code book>
 135 (ECB) mode.  It always transforms the input data, pointed to by
 136 I<input>, into the output data, pointed to by the I<output> argument.
 137 If the I<encrypt> argument is non-zero (DES_ENCRYPT), the I<input>
 138 (cleartext) is encrypted in to the I<output> (ciphertext) using the
 139 key_schedule specified by the I<schedule> argument, previously set via
 140 I<DES_set_key>. If I<encrypt> is zero (DES_DECRYPT), the I<input> (now
 141 ciphertext) is decrypted into the I<output> (now cleartext).  Input
 142 and output may overlap.  DES_ecb_encrypt() does not return a value.
 143
 144 DES_ecb3_encrypt() encrypts/decrypts the I<input> block by using
 145 three-key Triple-DES encryption in ECB mode.  This involves encrypting
 146 the input with I<ks1>, decrypting with the key schedule I<ks2>, and
 147 then encrypting with I<ks3>.  This routine greatly reduces the chances
 148 of brute force breaking of DES and has the advantage of if I<ks1>,
 149 I<ks2> and I<ks3> are the same, it is equivalent to just encryption
 150 using ECB mode and I<ks1> as the key.
 151
 152 The macro DES_ecb2_encrypt() is provided to perform two-key Triple-DES
 153 encryption by using I<ks1> for the final encryption.
 154
 155 DES_ncbc_encrypt() encrypts/decrypts using the I<cipher-block-chaining>
 156 (CBC) mode of DES.  If the I<encrypt> argument is non-zero, the
 157 routine cipher-block-chain encrypts the cleartext data pointed to by
 158 the I<input> argument into the ciphertext pointed to by the I<output>
 159 argument, using the key schedule provided by the I<schedule> argument,
 160 and initialization vector provided by the I<ivec> argument.  If the
 161 I<length> argument is not an integral multiple of eight bytes, the
 162 last block is copied to a temporary area and zero filled.  The output
 163 is always an integral multiple of eight bytes.
 164
 165 DES_xcbc_encrypt() is RSA's DESX mode of DES.  It uses I<inw> and
 166 I<outw> to 'whiten' the encryption.  I<inw> and I<outw> are secret
 167 (unlike the iv) and are as such, part of the key.  So the key is sort
 168 of 24 bytes.  This is much better than CBC DES.
 169
 170 DES_ede3_cbc_encrypt() implements outer triple CBC DES encryption with
 171 three keys. This means that each DES operation inside the CBC mode is
 172 C<C=E(ks3,D(ks2,E(ks1,M)))>.  This mode is used by SSL.
 173
 174 The DES_ede2_cbc_encrypt() macro implements two-key Triple-DES by
 175 reusing I<ks1> for the final encryption.  C<C=E(ks1,D(ks2,E(ks1,M)))>.
 176 This form of Triple-DES is used by the RSAREF library.
 177
 178 DES_pcbc_encrypt() encrypts/decrypts using the propagating cipher block
 179 chaining mode used by Kerberos v4. Its parameters are the same as
 180 DES_ncbc_encrypt().
 181
 182 DES_cfb_encrypt() encrypts/decrypts using cipher feedback mode.  This
 183 method takes an array of characters as input and outputs an array of
 184 characters.  It does not require any padding to 8 character groups.
 185 Note: the I<ivec> variable is changed and the new changed value needs to
 186 be passed to the next call to this function.  Since this function runs
 187 a complete DES ECB encryption per I<numbits>, this function is only
 188 suggested for use when sending a small number of characters.
 189
 190 DES_cfb64_encrypt()
 191 implements CFB mode of DES with 64-bit feedback.  Why is this
 192 useful you ask?  Because this routine will allow you to encrypt an
 193 arbitrary number of bytes, without 8 byte padding.  Each call to this
 194 routine will encrypt the input bytes to output and then update ivec
 195 and num.  num contains 'how far' we are though ivec.  If this does
 196 not make much sense, read more about CFB mode of DES.
 197
 198 DES_ede3_cfb64_encrypt() and DES_ede2_cfb64_encrypt() is the same as
 199 DES_cfb64_encrypt() except that Triple-DES is used.
 200
 201 DES_ofb_encrypt() encrypts using output feedback mode.  This method
 202 takes an array of characters as input and outputs an array of
 203 characters.  It does not require any padding to 8 character groups.
 204 Note: the I<ivec> variable is changed and the new changed value needs to
 205 be passed to the next call to this function.  Since this function runs
 206 a complete DES ECB encryption per I<numbits>, this function is only
 207 suggested for use when sending a small number of characters.
 208
 209 DES_ofb64_encrypt() is the same as DES_cfb64_encrypt() using Output
 210 Feed Back mode.
 211
 212 DES_ede3_ofb64_encrypt() and DES_ede2_ofb64_encrypt() is the same as
 213 DES_ofb64_encrypt(), using Triple-DES.
 214
 215 The following functions are included in the DES library for
 216 compatibility with the MIT Kerberos library.
 217
 218 DES_cbc_cksum() produces an 8 byte checksum based on the input stream
 219 (via CBC encryption).  The last 4 bytes of the checksum are returned
 220 and the complete 8 bytes are placed in I<output>. This function is
 221 used by Kerberos v4.  Other applications should use
 222 L<EVP_DigestInit(3)> etc. instead.
 223
 224 DES_quad_cksum() is a Kerberos v4 function.  It returns a 4 byte
 225 checksum from the input bytes.  The algorithm can be iterated over the
 226 input, depending on I<out_count>, 1, 2, 3 or 4 times.  If I<output> is
 227 non-NULL, the 8 bytes generated by each pass are written into
 228 I<output>.
 229
 230 The following are DES-based transformations:
 231
 232 DES_fcrypt() is a fast version of the Unix crypt(3) function.  This
 233 version takes only a small amount of space relative to other fast
 234 crypt() implementations.  This is different to the normal crypt() in
 235 that the third parameter is the buffer that the return value is
 236 written into.  It needs to be at least 14 bytes long.  This function
 237 is thread safe, unlike the normal crypt().
 238
 239 DES_crypt() is a faster replacement for the normal system crypt().
 240 This function calls DES_fcrypt() with a static array passed as the
 241 third parameter.  This mostly emulates the normal non-thread-safe semantics
 242 of crypt(3).
 243 The B<salt> must be two ASCII characters.
 244
 245 The values returned by DES_fcrypt() and DES_crypt() are terminated by NUL
 246 character.
 247
 248 DES_enc_write() writes I<len> bytes to file descriptor I<fd> from
 249 buffer I<buf>. The data is encrypted via I<pcbc_encrypt> (default)
 250 using I<sched> for the key and I<iv> as a starting vector.  The actual
 251 data send down I<fd> consists of 4 bytes (in network byte order)
 252 containing the length of the following encrypted data.  The encrypted
 253 data then follows, padded with random data out to a multiple of 8
 254 bytes.
 255
 256 =head1 BUGS
 257
 258 DES_cbc_encrypt() does not modify B<ivec>; use DES_ncbc_encrypt()
 259 instead.
 260
 261 DES_cfb_encrypt() and DES_ofb_encrypt() operates on input of 8 bits.
 262 What this means is that if you set numbits to 12, and length to 2, the
 263 first 12 bits will come from the 1st input byte and the low half of
 264 the second input byte.  The second 12 bits will have the low 8 bits
 265 taken from the 3rd input byte and the top 4 bits taken from the 4th
 266 input byte.  The same holds for output.  This function has been
 267 implemented this way because most people will be using a multiple of 8
 268 and because once you get into pulling bytes input bytes apart things
 269 get ugly!
 270
 271 DES_string_to_key() is available for backward compatibility with the
 272 MIT library.  New applications should use a cryptographic hash function.
 273 The same applies for DES_string_to_2key().
 274
 275 =head1 NOTES
 276
 277 The B<des> library was written to be source code compatible with
 278 the MIT Kerberos library.
 279
 280 Applications should use the higher level functions
 281 L<EVP_EncryptInit(3)> etc. instead of calling these
 282 functions directly.
 283
 284 Single-key DES is insecure due to its short key size.  ECB mode is
 285 not suitable for most applications; see L<des_modes(7)>.
 286
 287 =head1 RETURN VALUES
 288
 289 DES_set_key(), DES_key_sched(), DES_set_key_checked() and DES_is_weak_key()
 290 return 0 on success or negative values on error.
 291
 292 DES_cbc_cksum() and DES_quad_cksum() return 4-byte integer representing the
 293 last 4 bytes of the checksum of the input.
 294
 295 DES_fcrypt() returns a pointer to the caller-provided buffer and DES_crypt() -
 296 to a static buffer on success; otherwise they return NULL.
 297
 298 =head1 SEE ALSO
 299
 300 L<des_modes(7)>,
 301 L<EVP_EncryptInit(3)>
 302
 303 =head1 HISTORY
 304
 305 The requirement that the B<salt> parameter to DES_crypt() and DES_fcrypt()
 306 be two ASCII characters was first enforced in
 307 OpenSSL 1.1.0.  Previous versions tried to use the letter uppercase B<A>
 308 if both character were not present, and could crash when given non-ASCII
 309 on some platforms.
 310
 311 =head1 COPYRIGHT
 312
 313 Copyright 2000-2019 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
 314
 315 Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
 316 this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
 317 in the file LICENSE in the source distribution or at
 318 L<https://www.openssl.org/source/license.html>.
 319
 320 =cut