doc/man7/passphrase-encoding.pod

   1 =pod
   2
   3 =encoding utf8
   4
   5 =head1 NAME
   6
   7 passphrase-encoding
   8 - How diverse parts of OpenSSL treat pass phrases character encoding
   9
  10 =head1 DESCRIPTION
  11
  12 In a modern world with all sorts of character encodings, the treatment of pass
  13 phrases has become increasingly complex.
  14 This manual page attempts to give an overview over how this problem is
  15 currently addressed in different parts of the OpenSSL library.
  16
  17 =head2 The general case
  18
  19 The OpenSSL library doesn't treat pass phrases in any special way as a general
  20 rule, and trusts the application or user to choose a suitable character set
  21 and stick to that throughout the lifetime of affected objects.
  22 This means that for an object that was encrypted using a pass phrase encoded in
  23 ISO-8859-1, that object needs to be decrypted using a pass phrase encoded in
  24 ISO-8859-1.
  25 Using the wrong encoding is expected to cause a decryption failure.
  26
  27 =head2 PKCS#12
  28
  29 PKCS#12 is a bit different regarding pass phrase encoding.
  30 The standard stipulates that the pass phrase shall be encoded as an ASN.1
  31 BMPString, which consists of the code points of the basic multilingual plane,
  32 encoded in big endian (UCS-2 BE).
  33
  34 OpenSSL tries to adapt to this requirements in one of the following manners:
  35
  36 =over 4
  37
  38 =item 1.
  39
  40 Treats the received pass phrase as UTF-8 encoded and tries to re-encode it to
  41 UTF-16 (which is the same as UCS-2 for characters U+0000 to U+D7FF and U+E000
  42 to U+FFFF, but becomes an expansion for any other character), or failing that,
  43 proceeds with step 2.
  44
  45 =item 2.
  46
  47 Assumes that the pass phrase is encoded in ASCII or ISO-8859-1 and
  48 opportunistically prepends each byte with a zero byte to obtain the UCS-2
  49 encoding of the characters, which it stores as a BMPString.
  50
  51 Note that since there is no check of your locale, this may produce UCS-2 /
  52 UTF-16 characters that do not correspond to the original pass phrase characters
  53 for other character sets, such as any ISO-8859-X encoding other than
  54 ISO-8859-1 (or for Windows, CP 1252 with exception for the extra "graphical"
  55 characters in the 0x80-0x9F range).
  56
  57 =back
  58
  59 OpenSSL versions older than 1.1.0 do variant 2 only, and that is the reason why
  60 OpenSSL still does this, to be able to read files produced with older versions.
  61
  62 It should be noted that this approach isn't entirely fault free.
  63
  64 A pass phrase encoded in ISO-8859-2 could very well have a sequence such as
  65 0xC3 0xAF (which is the two characters "LATIN CAPITAL LETTER A WITH BREVE"
  66 and "LATIN CAPITAL LETTER Z WITH DOT ABOVE" in ISO-8859-2 encoding), but would
  67 be misinterpreted as the perfectly valid UTF-8 encoded code point U+00EF (LATIN
  68 SMALL LETTER I WITH DIARESIS) I<if the pass phrase doesn't contain anything that
  69 would be invalid UTF-8>.
  70 A pass phrase that contains this kind of byte sequence will give a different
  71 outcome in OpenSSL 1.1.0 and newer than in OpenSSL older than 1.1.0.
  72
  73  0x00 0xC3 0x00 0xAF                    # OpenSSL older than 1.1.0
  74  0x00 0xEF                              # OpenSSL 1.1.0 and newer
  75
  76 On the same accord, anything encoded in UTF-8 that was given to OpenSSL older
  77 than 1.1.0 was misinterpreted as ISO-8859-1 sequences.
  78
  79 =head2 OSSL_STORE
  80
  81 L<ossl_store(7)> acts as a general interface to access all kinds of objects,
  82 potentially protected with a pass phrase, a PIN or something else.
  83 This API stipulates that pass phrases should be UTF-8 encoded, and that any
  84 other pass phrase encoding may give undefined results.
  85 This API relies on the application to ensure UTF-8 encoding, and doesn't check
  86 that this is the case, so what it gets, it will also pass to the underlying
  87 loader.
  88
  89 =head1 RECOMMENDATIONS
  90
  91 This section assumes that you know what pass phrase was used for encryption,
  92 but that it may have been encoded in a different character encoding than the
  93 one used by your current input method.
  94 For example, the pass phrase may have been used at a time when your default
  95 encoding was ISO-8859-1 (i.e. "naïve" resulting in the byte sequence 0x6E 0x61
  96 0xEF 0x76 0x65), and you're now in an environment where your default encoding
  97 is UTF-8 (i.e. "naïve" resulting in the byte sequence 0x6E 0x61 0xC3 0xAF 0x76
  98 0x65).
  99 Whenever it's mentioned that you should use a certain character encoding, it
 100 should be understood that you either change the input method to use the
 101 mentioned encoding when you type in your pass phrase, or use some suitable tool
 102 to convert your pass phrase from your default encoding to the target encoding.
 103
 104 Also note that the sub-sections below discuss human readable pass phrases.
 105 This is particularly relevant for PKCS#12 objects, where human readable pass
 106 phrases are assumed.
 107 For other objects, it's as legitimate to use any byte sequence (such as a
 108 sequence of bytes from `/dev/urandom` that's been saved away), which makes any
 109 character encoding discussion irrelevant; in such cases, simply use the same
 110 byte sequence as it is.
 111
 112 =head2 Creating new objects
 113
 114 For creating new pass phrase protected objects, make sure the pass phrase is
 115 encoded using UTF-8.
 116 This is default on most modern Unixes, but may involve an effort on other
 117 platforms.
 118 Specifically for Windows, setting the environment variable
 119 C<OPENSSL_WIN32_UTF8> will have anything entered on [Windows] console prompt
 120 converted to UTF-8 (command line and separately prompted pass phrases alike).
 121
 122 =head2 Opening existing objects
 123
 124 For opening pass phrase protected objects where you know what character
 125 encoding was used for the encryption pass phrase, make sure to use the same
 126 encoding again.
 127
 128 For opening pass phrase protected objects where the character encoding that was
 129 used is unknown, or where the producing application is unknown, try one of the
 130 following:
 131
 132 =over 4
 133
 134 =item 1.
 135
 136 Try the pass phrase that you have as it is in the character encoding of your
 137 environment.
 138 It's possible that its byte sequence is exactly right.
 139
 140 =item 2.
 141
 142 Convert the pass phrase to UTF-8 and try with the result.
 143 Specifically with PKCS#12, this should open up any object that was created
 144 according to the specification.
 145
 146 =item 3.
 147
 148 Do a naïve (i.e. purely mathematical) ISO-8859-1 to UTF-8 conversion and try
 149 with the result.
 150 This differs from the previous attempt because ISO-8859-1 maps directly to
 151 U+0000 to U+00FF, which other non-UTF-8 character sets do not.
 152
 153 This also takes care of the case when a UTF-8 encoded string was used with
 154 OpenSSL older than 1.1.0.
 155 (for example, C<ï>, which is 0xC3 0xAF when encoded in UTF-8, would become 0xC3
 156 0x83 0xC2 0xAF when re-encoded in the naïve manner.
 157 The conversion to BMPString would then yield 0x00 0xC3 0x00 0xA4 0x00 0x00, the
 158 erroneous/non-compliant encoding used by OpenSSL older than 1.1.0)
 159
 160 =back
 161
 162 =head1 SEE ALSO
 163
 164 L<evp(7)>,
 165 L<ossl_store(7)>,
 166 L<EVP_BytesToKey(3)>, L<EVP_DecryptInit(3)>,
 167 L<PEM_do_header(3)>,
 168 L<PKCS12_parse(3)>, L<PKCS12_newpass(3)>,
 169 L<d2i_PKCS8PrivateKey_bio(3)>
 170
 171 =head1 COPYRIGHT
 172
 173 Copyright 2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
 174
 175 Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
 176 this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
 177 in the file LICENSE in the source distribution or at
 178 L<https://www.openssl.org/source/license.html>.
 179
 180 =cut