Document the new EVP_CIPHER and EVP_CIPHER_CTX functionality
[openssl.git] / doc / crypto / EVP_EncryptInit.pod
index ea166bf6fbab358cd81ce88c5d2ffe1c55550a53..f064d672a72204be965ec0ab52b907403a7454bc 100644 (file)
@@ -2,11 +2,11 @@
 
 =head1 NAME
 
-EVP_CIPHER_CTX_init, EVP_EncryptInit_ex, EVP_EncryptUpdate,
-EVP_EncryptFinal_ex, EVP_DecryptInit_ex, EVP_DecryptUpdate,
-EVP_DecryptFinal_ex, EVP_CipherInit_ex, EVP_CipherUpdate,
-EVP_CipherFinal_ex, EVP_CIPHER_CTX_set_key_length,
-EVP_CIPHER_CTX_ctrl, EVP_CIPHER_CTX_cleanup, EVP_EncryptInit,
+EVP_CIPHER_CTX_new, EVP_CIPHER_CTX_reset, EVP_CIPHER_CTX_free,
+EVP_EncryptInit_ex, EVP_EncryptUpdate, EVP_EncryptFinal_ex,
+EVP_DecryptInit_ex, EVP_DecryptUpdate, EVP_DecryptFinal_ex,
+EVP_CipherInit_ex, EVP_CipherUpdate, EVP_CipherFinal_ex,
+EVP_CIPHER_CTX_set_key_length, EVP_CIPHER_CTX_ctrl, EVP_EncryptInit,
 EVP_EncryptFinal, EVP_DecryptInit, EVP_DecryptFinal,
 EVP_CipherInit, EVP_CipherFinal, EVP_get_cipherbyname,
 EVP_get_cipherbynid, EVP_get_cipherbyobj, EVP_CIPHER_nid,
@@ -20,7 +20,7 @@ EVP_CIPHER_CTX_set_padding,  EVP_enc_null, EVP_des_cbc, EVP_des_ecb,
 EVP_des_cfb, EVP_des_ofb, EVP_des_ede_cbc, EVP_des_ede, EVP_des_ede_ofb,
 EVP_des_ede_cfb, EVP_des_ede3_cbc, EVP_des_ede3, EVP_des_ede3_ofb,
 EVP_des_ede3_cfb, EVP_desx_cbc, EVP_rc4, EVP_rc4_40, EVP_idea_cbc,
-EVP_idea_ecb, EVP_idea_cfb, EVP_idea_ofb, EVP_idea_cbc, EVP_rc2_cbc,
+EVP_idea_ecb, EVP_idea_cfb, EVP_idea_ofb, EVP_rc2_cbc,
 EVP_rc2_ecb, EVP_rc2_cfb, EVP_rc2_ofb, EVP_rc2_40_cbc, EVP_rc2_64_cbc,
 EVP_bf_cbc, EVP_bf_ecb, EVP_bf_cfb, EVP_bf_ofb, EVP_cast5_cbc,
 EVP_cast5_ecb, EVP_cast5_cfb, EVP_cast5_ofb, EVP_rc5_32_12_16_cbc,
@@ -35,7 +35,9 @@ EVP_aes_128_ccm, EVP_aes_192_ccm, EVP_aes_256_ccm - EVP cipher routines
 
  #include <openssl/evp.h>
 
- void EVP_CIPHER_CTX_init(EVP_CIPHER_CTX *a);
+ EVP_CIPHER_CTX *EVP_CIPHER_CTX_new(void);
+ int EVP_CIPHER_CTX_reset(EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ void EVP_CIPHER_CTX_free(EVP_CIPHER_CTX *ctx);
 
  int EVP_EncryptInit_ex(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const EVP_CIPHER *type,
         ENGINE *impl, unsigned char *key, unsigned char *iv);
@@ -76,7 +78,6 @@ EVP_aes_128_ccm, EVP_aes_192_ccm, EVP_aes_256_ccm - EVP cipher routines
  int EVP_CIPHER_CTX_set_padding(EVP_CIPHER_CTX *x, int padding);
  int EVP_CIPHER_CTX_set_key_length(EVP_CIPHER_CTX *x, int keylen);
  int EVP_CIPHER_CTX_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *ctx, int type, int arg, void *ptr);
- int EVP_CIPHER_CTX_cleanup(EVP_CIPHER_CTX *a);
 
  const EVP_CIPHER *EVP_get_cipherbyname(const char *name);
  #define EVP_get_cipherbynid(a) EVP_get_cipherbyname(OBJ_nid2sn(a))
@@ -90,16 +91,18 @@ EVP_aes_128_ccm, EVP_aes_192_ccm, EVP_aes_256_ccm - EVP cipher routines
  #define EVP_CIPHER_mode(e)            ((e)->flags) & EVP_CIPH_MODE)
  int EVP_CIPHER_type(const EVP_CIPHER *ctx);
 
- #define EVP_CIPHER_CTX_cipher(e)      ((e)->cipher)
- #define EVP_CIPHER_CTX_nid(e)         ((e)->cipher->nid)
- #define EVP_CIPHER_CTX_block_size(e)  ((e)->cipher->block_size)
- #define EVP_CIPHER_CTX_key_length(e)  ((e)->key_len)
- #define EVP_CIPHER_CTX_iv_length(e)   ((e)->cipher->iv_len)
- #define EVP_CIPHER_CTX_get_app_data(e)        ((e)->app_data)
- #define EVP_CIPHER_CTX_set_app_data(e,d) ((e)->app_data=(char *)(d))
- #define EVP_CIPHER_CTX_type(c)         EVP_CIPHER_type(EVP_CIPHER_CTX_cipher(c))
- #define EVP_CIPHER_CTX_flags(e)               ((e)->cipher->flags)
- #define EVP_CIPHER_CTX_mode(e)                ((e)->cipher->flags & EVP_CIPH_MODE)
+ const EVP_CIPHER *EVP_CIPHER_CTX_cipher(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ int EVP_CIPHER_CTX_nid(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ int EVP_CIPHER_CTX_block_size(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ int EVP_CIPHER_CTX_key_length(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ int EVP_CIPHER_CTX_iv_length(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ void *EVP_CIPHER_CTX_get_app_data(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ void EVP_CIPHER_CTX_set_app_data(const EVP_CIPHER_CTX *ctx, void *data);
+ int EVP_CIPHER_CTX_type(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
+ void EVP_CIPHER_CTX_set_flags(const EVP_CIPHER_CTX *ctx, int flags);
+ void EVP_CIPHER_CTX_clear_flags(const EVP_CIPHER_CTX *ctx, int flags);
+ int EVP_CIPHER_CTX_test_flags(const EVP_CIPHER_CTX *ctx, int flags);
+ int EVP_CIPHER_CTX_mode(const EVP_CIPHER_CTX *ctx);
 
  int EVP_CIPHER_param_to_asn1(EVP_CIPHER_CTX *c, ASN1_TYPE *type);
  int EVP_CIPHER_asn1_to_param(EVP_CIPHER_CTX *c, ASN1_TYPE *type);
@@ -109,12 +112,18 @@ EVP_aes_128_ccm, EVP_aes_192_ccm, EVP_aes_256_ccm - EVP cipher routines
 The EVP cipher routines are a high level interface to certain
 symmetric ciphers.
 
-EVP_CIPHER_CTX_init() initializes cipher contex B<ctx>.
+EVP_CIPHER_CTX_new() creates a cipher context.
+
+EVP_CIPHER_CTX_free() clears all information from a cipher context
+and free up any allocated memory associate with it, including B<ctx>
+itself. This function should be called after all operations using a
+cipher are complete so sensitive information does not remain in
+memory.
 
 EVP_EncryptInit_ex() sets up cipher context B<ctx> for encryption
-with cipher B<type> from ENGINE B<impl>. B<ctx> must be initialized
+with cipher B<type> from ENGINE B<impl>. B<ctx> must be created
 before calling this function. B<type> is normally supplied
-by a function such as EVP_des_cbc(). If B<impl> is NULL then the
+by a function such as EVP_aes_256_cbc(). If B<impl> is NULL then the
 default implementation is used. B<key> is the symmetric key to use
 and B<iv> is the IV to use (if necessary), the actual number of bytes
 used for the key and IV depends on the cipher. It is possible to set
@@ -133,7 +142,8 @@ room. The actual number of bytes written is placed in B<outl>.
 
 If padding is enabled (the default) then EVP_EncryptFinal_ex() encrypts
 the "final" data, that is any data that remains in a partial block.
-It uses L<standard block padding|/NOTES> (aka PKCS padding). The encrypted
+It uses standard block padding (aka PKCS padding) as described in
+the NOTES section, below. The encrypted
 final data is written to B<out> which should have sufficient space for
 one cipher block. The number of bytes written is placed in B<outl>. After
 this function is called the encryption operation is finished and no further
@@ -158,10 +168,11 @@ performed depends on the value of the B<enc> parameter. It should be set
 to 1 for encryption, 0 for decryption and -1 to leave the value unchanged
 (the actual value of 'enc' being supplied in a previous call).
 
-EVP_CIPHER_CTX_cleanup() clears all information from a cipher context
-and free up any allocated memory associate with it. It should be called
-after all operations using a cipher are complete so sensitive information
-does not remain in memory.
+EVP_CIPHER_CTX_reset() clears all information from a cipher context
+and free up any allocated memory associate with it, except the B<ctx>
+itself. This function should be called anytime B<ctx> is to be reused
+for another EVP_CipherInit() / EVP_CipherUpdate() / EVP_CipherFinal()
+series of calls.
 
 EVP_EncryptInit(), EVP_DecryptInit() and EVP_CipherInit() behave in a
 similar way to EVP_EncryptInit_ex(), EVP_DecryptInit_ex() and
@@ -249,6 +260,9 @@ and set.
 
 =head1 RETURN VALUES
 
+EVP_CIPHER_CTX_new() returns a pointer to a newly created
+B<EVP_CIPHER_CTX> for success and B<NULL> for failure.
+
 EVP_EncryptInit_ex(), EVP_EncryptUpdate() and EVP_EncryptFinal_ex()
 return 1 for success and 0 for failure.
 
@@ -258,7 +272,7 @@ EVP_DecryptFinal_ex() returns 0 if the decrypt failed or 1 for success.
 EVP_CipherInit_ex() and EVP_CipherUpdate() return 1 for success and 0 for failure.
 EVP_CipherFinal_ex() returns 0 for a decryption failure or 1 for success.
 
-EVP_CIPHER_CTX_cleanup() returns 1 for success and 0 for failure.
+EVP_CIPHER_CTX_reset() returns 1 for success and 0 for failure.
 
 EVP_get_cipherbyname(), EVP_get_cipherbynid() and EVP_get_cipherbyobj()
 return an B<EVP_CIPHER> structure or NULL on error.
@@ -281,8 +295,8 @@ OBJECT IDENTIFIER or NID_undef if it has no defined OBJECT IDENTIFIER.
 
 EVP_CIPHER_CTX_cipher() returns an B<EVP_CIPHER> structure.
 
-EVP_CIPHER_param_to_asn1() and EVP_CIPHER_asn1_to_param() return 1 for
-success or zero for failure.
+EVP_CIPHER_param_to_asn1() and EVP_CIPHER_asn1_to_param() return greater
+than zero for success and zero or a negative number.
 
 =head1 CIPHER LISTING
 
@@ -332,7 +346,7 @@ RC4 stream cipher with 40 bit key length.
 This is obsolete and new code should use EVP_rc4()
 and the EVP_CIPHER_CTX_set_key_length() function.
 
-=item EVP_idea_cbc() EVP_idea_ecb(), EVP_idea_cfb(), EVP_idea_ofb(), EVP_idea_cbc()
+=item EVP_idea_cbc() EVP_idea_ecb(), EVP_idea_cfb(), EVP_idea_ofb()
 
 IDEA encryption algorithm in CBC, ECB, CFB and OFB modes respectively.
 
@@ -368,7 +382,13 @@ bits and 12 rounds.
 
 AES Galois Counter Mode (GCM) for 128, 192 and 256 bit keys respectively.
 These ciphers require additional control operations to function correctly: see
-L<GCM mode> section below for details.
+the L<GCM and OCB modes> section below for details.
+
+=item EVP_aes_128_ocb(void), EVP_aes_192_ocb(void), EVP_aes_256_ocb(void)
+
+Offest Codebook Mode (OCB) for 128, 192 and 256 bit keys respectively.
+These ciphers require additional control operations to function correctly: see
+the L<GCM and OCB modes> section below for details.
 
 =item EVP_aes_128_ccm(), EVP_aes_192_ccm(), EVP_aes_256_ccm()
 
@@ -378,10 +398,10 @@ CCM mode section below for details.
 
 =back
 
-=head1 GCM Mode
+=head1 GCM and OCB Modes
 
-For GCM mode ciphers the behaviour of the EVP interface is subtly altered and
-several GCM specific ctrl operations are supported.
+For GCM and OCB mode ciphers the behaviour of the EVP interface is subtly
+altered and several additional ctrl operations are supported.
 
 To specify any additional authenticated data (AAD) a call to EVP_CipherUpdate(),
 EVP_EncryptUpdate() or EVP_DecryptUpdate() should be made with the output
@@ -392,33 +412,41 @@ indicates if the operation was successful. If it does not indicate success
 the authentication operation has failed and any output data B<MUST NOT>
 be used as it is corrupted.
 
-The following ctrls are supported in GCM mode:
+The following ctrls are supported in both GCM and OCB modes:
 
- EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN, ivlen, NULL);
+ EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_IVLEN, ivlen, NULL);
 
-Sets the GCM IV length: this call can only be made before specifying an IV. If
-not called a default IV length is used (96 bits for AES).
+Sets the IV length: this call can only be made before specifying an IV. If
+not called a default IV length is used. For GCM AES and OCB AES the default is
+12 (i.e. 96 bits). For OCB mode the maximum is 15.
 
- EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_GET_TAG, taglen, tag);
+ EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_AEAD_GET_TAG, taglen, tag);
 
 Writes B<taglen> bytes of the tag value to the buffer indicated by B<tag>.
 This call can only be made when encrypting data and B<after> all data has been
-processed (e.g. after an EVP_EncryptFinal() call).
+processed (e.g. after an EVP_EncryptFinal() call). For OCB mode the taglen must
+either be 16 or the value previously set via EVP_CTRL_OCB_SET_TAGLEN.
 
- EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_GCM_SET_TAG, taglen, tag);
+ EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_TAG, taglen, tag);
 
 Sets the expected tag to B<taglen> bytes from B<tag>. This call is only legal
 when decrypting data and must be made B<before> any data is processed (e.g.
-before any EVP_DecryptUpdate() call).
+before any EVP_DecryptUpdate() call). For OCB mode the taglen must
+either be 16 or the value previously set via EVP_CTRL_AEAD_SET_TAG.
+
+In OCB mode calling this with B<tag> set to NULL sets the tag length. The tag
+length can only be set before specifying an IV. If not called a default tag
+length is used. For OCB AES the default is 16 (i.e. 128 bits). This is also the
+maximum tag length for OCB.
 
 See L<EXAMPLES> below for an example of the use of GCM mode.
 
 =head1 CCM Mode
 
-The behaviour of CCM mode ciphers is similar to CCM mode but with a few
+The behaviour of CCM mode ciphers is similar to GCM mode but with a few
 additional requirements and different ctrl values.
 
-Like GCM mode any additional authenticated data (AAD) is passed by calling
+Like GCM and OCB modes any additional authenticated data (AAD) is passed by calling
 EVP_CipherUpdate(), EVP_EncryptUpdate() or EVP_DecryptUpdate() with the output
 parameter B<out> set to B<NULL>. Additionally the total plaintext or ciphertext
 length B<MUST> be passed to EVP_CipherUpdate(), EVP_EncryptUpdate() or
@@ -427,7 +455,7 @@ set to B<NULL> and the length passed in the B<inl> parameter.
 
 The following ctrls are supported in CCM mode:
 
- EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_CCM_SET_TAG, taglen, tag);
+ EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_TAG, taglen, tag);
 
 This call is made to set the expected B<CCM> tag value when decrypting or
 the length of the tag (with the B<tag> parameter set to NULL) when encrypting.
@@ -438,7 +466,7 @@ used (12 for AES).
 
 Sets the CCM B<L> value. If not set a default is used (8 for AES).
 
- EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_CCM_SET_IVLEN, ivlen, NULL);
+ EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, EVP_CTRL_AEAD_SET_IVLEN, ivlen, NULL);
 
 Sets the CCM nonce (IV) length: this call can only be made before specifying
 an nonce value. The nonce length is given by B<15 - L> so it is 7 by default
@@ -496,7 +524,7 @@ for certain common S/MIME ciphers (RC2, DES, triple DES) in CBC mode.
 Encrypt a string using IDEA:
 
  int do_crypt(char *outfile)
-       {
+       {
        unsigned char outbuf[1024];
        int outlen, tmplen;
        /* Bogus key and IV: we'd normally set these from
@@ -508,10 +536,10 @@ Encrypt a string using IDEA:
        EVP_CIPHER_CTX ctx;
        FILE *out;
 
-       EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
-       EVP_EncryptInit_ex(&ctx, EVP_idea_cbc(), NULL, key, iv);
+       ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
+       EVP_EncryptInit_ex(ctx, EVP_idea_cbc(), NULL, key, iv);
 
-       if(!EVP_EncryptUpdate(&ctx, outbuf, &outlen, intext, strlen(intext)))
+       if(!EVP_EncryptUpdate(ctx, outbuf, &outlen, intext, strlen(intext)))
                {
                /* Error */
                return 0;
@@ -519,13 +547,13 @@ Encrypt a string using IDEA:
        /* Buffer passed to EVP_EncryptFinal() must be after data just
         * encrypted to avoid overwriting it.
         */
-       if(!EVP_EncryptFinal_ex(&ctx, outbuf + outlen, &tmplen))
+       if(!EVP_EncryptFinal_ex(ctx, outbuf + outlen, &tmplen))
                {
                /* Error */
                return 0;
                }
        outlen += tmplen;
-       EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
+       EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
        /* Need binary mode for fopen because encrypted data is
         * binary data. Also cannot use strlen() on it because
          * it wont be null terminated and may contain embedded
@@ -551,7 +579,7 @@ with a 128-bit key:
        /* Allow enough space in output buffer for additional block */
        unsigned char inbuf[1024], outbuf[1024 + EVP_MAX_BLOCK_LENGTH];
        int inlen, outlen;
-       EVP_CIPHER_CTX ctx;
+       EVP_CIPHER_CTX *ctx;
        /* Bogus key and IV: we'd normally set these from
         * another source.
         */
@@ -559,52 +587,51 @@ with a 128-bit key:
        unsigned char iv[] = "1234567887654321";
 
        /* Don't set key or IV right away; we want to check lengths */
-       EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);
+       ctx = EVP_CIPHER_CTX_new();
        EVP_CipherInit_ex(&ctx, EVP_aes_128_cbc(), NULL, NULL, NULL,
                do_encrypt);
-       OPENSSL_assert(EVP_CIPHER_CTX_key_length(&ctx) == 16);
-       OPENSSL_assert(EVP_CIPHER_CTX_iv_length(&ctx) == 16);
+       OPENSSL_assert(EVP_CIPHER_CTX_key_length(ctx) == 16);
+       OPENSSL_assert(EVP_CIPHER_CTX_iv_length(ctx) == 16);
 
        /* Now we can set key and IV */
-       EVP_CipherInit_ex(&ctx, NULL, NULL, key, iv, do_encrypt);
+       EVP_CipherInit_ex(ctx, NULL, NULL, key, iv, do_encrypt);
 
        for(;;)
                {
                inlen = fread(inbuf, 1, 1024, in);
                if(inlen <= 0) break;
-               if(!EVP_CipherUpdate(&ctx, outbuf, &outlen, inbuf, inlen))
+               if(!EVP_CipherUpdate(ctx, outbuf, &outlen, inbuf, inlen))
                        {
                        /* Error */
-                       EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
+                       EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
                        return 0;
                        }
                fwrite(outbuf, 1, outlen, out);
                }
-       if(!EVP_CipherFinal_ex(&ctx, outbuf, &outlen))
+       if(!EVP_CipherFinal_ex(ctx, outbuf, &outlen))
                {
                /* Error */
-               EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
+               EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
                return 0;
                }
        fwrite(outbuf, 1, outlen, out);
 
-       EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);
+       EVP_CIPHER_CTX_free(ctx);
        return 1;
        }
 
 
 =head1 SEE ALSO
 
-L<evp(3)|evp(3)>
+L<evp(3)>
 
 =head1 HISTORY
 
-EVP_CIPHER_CTX_init(), EVP_EncryptInit_ex(), EVP_EncryptFinal_ex(),
-EVP_DecryptInit_ex(), EVP_DecryptFinal_ex(), EVP_CipherInit_ex(),
-EVP_CipherFinal_ex() and EVP_CIPHER_CTX_set_padding() appeared in
-OpenSSL 0.9.7.
+Support for OCB mode was added in OpenSSL 1.1.0
 
-IDEA appeared in OpenSSL 0.9.7 but was often disabled due to
-patent concerns; the last patents expired in 2012.
+B<EVP_CIPHER_CTX> was made opaque in OpenSSL 1.1.0.  As a result,
+EVP_CIPHER_CTX_reset() appeared and EVP_CIPHER_CTX_cleanup()
+disappeared.  EVP_CIPHER_CTX_init() remains as an alias for
+EVP_CIPHER_CTX_reset().
 
 =cut