a1480004e529a6ffe43d678c05d03bd9d79b8507
[openssl.git] / 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
123 DES_set_key_checked() if the I<DES_check_key> flag is non-zero,
124 otherwise like DES_set_key_unchecked().  These functions are available
125 for compatibility; it is recommended to use a function that does not
126 depend on a global variable.
127
128 DES_set_odd_parity() sets the parity of the passed I<key> to odd.
129
130 DES_is_weak_key() returns 1 if the passed key is a weak key, 0 if it
131 is ok.
132
133 The following routines mostly operate on an input and output stream of
134 I<DES_cblock>s.
135
136 DES_ecb_encrypt() is the basic DES encryption routine that encrypts or
137 decrypts a single 8-byte I<DES_cblock> in I<electronic code book>
138 (ECB) mode.  It always transforms the input data, pointed to by
139 I<input>, into the output data, pointed to by the I<output> argument.
140 If the I<encrypt> argument is non-zero (DES_ENCRYPT), the I<input>
141 (cleartext) is encrypted in to the I<output> (ciphertext) using the
142 key_schedule specified by the I<schedule> argument, previously set via
143 I<DES_set_key>. If I<encrypt> is zero (DES_DECRYPT), the I<input> (now
144 ciphertext) is decrypted into the I<output> (now cleartext).  Input
145 and output may overlap.  DES_ecb_encrypt() does not return a value.
146
147 DES_ecb3_encrypt() encrypts/decrypts the I<input> block by using
148 three-key Triple-DES encryption in ECB mode.  This involves encrypting
149 the input with I<ks1>, decrypting with the key schedule I<ks2>, and
150 then encrypting with I<ks3>.  This routine greatly reduces the chances
151 of brute force breaking of DES and has the advantage of if I<ks1>,
152 I<ks2> and I<ks3> are the same, it is equivalent to just encryption
153 using ECB mode and I<ks1> as the key.
154
155 The macro DES_ecb2_encrypt() is provided to perform two-key Triple-DES
156 encryption by using I<ks1> for the final encryption.
157
158 DES_ncbc_encrypt() encrypts/decrypts using the I<cipher-block-chaining>
159 (CBC) mode of DES.  If the I<encrypt> argument is non-zero, the
160 routine cipher-block-chain encrypts the cleartext data pointed to by
161 the I<input> argument into the ciphertext pointed to by the I<output>
162 argument, using the key schedule provided by the I<schedule> argument,
163 and initialization vector provided by the I<ivec> argument.  If the
164 I<length> argument is not an integral multiple of eight bytes, the
165 last block is copied to a temporary area and zero filled.  The output
166 is always an integral multiple of eight bytes.
167
168 DES_xcbc_encrypt() is RSA's DESX mode of DES.  It uses I<inw> and
169 I<outw> to 'whiten' the encryption.  I<inw> and I<outw> are secret
170 (unlike the iv) and are as such, part of the key.  So the key is sort
171 of 24 bytes.  This is much better than CBC DES.
172
173 DES_ede3_cbc_encrypt() implements outer triple CBC DES encryption with
174 three keys. This means that each DES operation inside the CBC mode is
175 C<C=E(ks3,D(ks2,E(ks1,M)))>.  This mode is used by SSL.
176
177 The DES_ede2_cbc_encrypt() macro implements two-key Triple-DES by
178 reusing I<ks1> for the final encryption.  C<C=E(ks1,D(ks2,E(ks1,M)))>.
179 This form of Triple-DES is used by the RSAREF library.
180
181 DES_pcbc_encrypt() encrypts/decrypts using the propagating cipher block
182 chaining mode used by Kerberos v4. Its parameters are the same as
183 DES_ncbc_encrypt().
184
185 DES_cfb_encrypt() encrypts/decrypts using cipher feedback mode.  This
186 method takes an array of characters as input and outputs an array of
187 characters.  It does not require any padding to 8 character groups.
188 Note: the I<ivec> variable is changed and the new changed value needs to
189 be passed to the next call to this function.  Since this function runs
190 a complete DES ECB encryption per I<numbits>, this function is only
191 suggested for use when sending a small number of characters.
192
193 DES_cfb64_encrypt()
194 implements CFB mode of DES with 64-bit feedback.  Why is this
195 useful you ask?  Because this routine will allow you to encrypt an
196 arbitrary number of bytes, without 8 byte padding.  Each call to this
197 routine will encrypt the input bytes to output and then update ivec
198 and num.  num contains 'how far' we are though ivec.  If this does
199 not make much sense, read more about CFB mode of DES.
200
201 DES_ede3_cfb64_encrypt() and DES_ede2_cfb64_encrypt() is the same as
202 DES_cfb64_encrypt() except that Triple-DES is used.
203
204 DES_ofb_encrypt() encrypts using output feedback mode.  This method
205 takes an array of characters as input and outputs an array of
206 characters.  It does not require any padding to 8 character groups.
207 Note: the I<ivec> variable is changed and the new changed value needs to
208 be passed to the next call to this function.  Since this function runs
209 a complete DES ECB encryption per I<numbits>, this function is only
210 suggested for use when sending a small number of characters.
211
212 DES_ofb64_encrypt() is the same as DES_cfb64_encrypt() using Output
213 Feed Back mode.
214
215 DES_ede3_ofb64_encrypt() and DES_ede2_ofb64_encrypt() is the same as
216 DES_ofb64_encrypt(), using Triple-DES.
217
218 The following functions are included in the DES library for
219 compatibility with the MIT Kerberos library.
220
221 DES_cbc_cksum() produces an 8 byte checksum based on the input stream
222 (via CBC encryption).  The last 4 bytes of the checksum are returned
223 and the complete 8 bytes are placed in I<output>. This function is
224 used by Kerberos v4.  Other applications should use
225 L<EVP_DigestInit(3)> etc. instead.
226
227 DES_quad_cksum() is a Kerberos v4 function.  It returns a 4 byte
228 checksum from the input bytes.  The algorithm can be iterated over the
229 input, depending on I<out_count>, 1, 2, 3 or 4 times.  If I<output> is
230 non-NULL, the 8 bytes generated by each pass are written into
231 I<output>.
232
233 The following are DES-based transformations:
234
235 DES_fcrypt() is a fast version of the Unix crypt(3) function.  This
236 version takes only a small amount of space relative to other fast
237 crypt() implementations.  This is different to the normal crypt() in
238 that the third parameter is the buffer that the return value is
239 written into.  It needs to be at least 14 bytes long.  This function
240 is thread safe, unlike the normal crypt().
241
242 DES_crypt() is a faster replacement for the normal system crypt().
243 This function calls DES_fcrypt() with a static array passed as the
244 third parameter.  This mostly emulates the normal non-thread-safe semantics
245 of crypt(3).
246 The B<salt> must be two ASCII characters.
247
248 The values returned by DES_fcrypt() and DES_crypt() are terminated by NUL
249 character.
250
251 DES_enc_write() writes I<len> bytes to file descriptor I<fd> from
252 buffer I<buf>. The data is encrypted via I<pcbc_encrypt> (default)
253 using I<sched> for the key and I<iv> as a starting vector.  The actual
254 data send down I<fd> consists of 4 bytes (in network byte order)
255 containing the length of the following encrypted data.  The encrypted
256 data then follows, padded with random data out to a multiple of 8
257 bytes.
258
259 =head1 BUGS
260
261 DES_cbc_encrypt() does not modify B<ivec>; use DES_ncbc_encrypt()
262 instead.
263
264 DES_cfb_encrypt() and DES_ofb_encrypt() operates on input of 8 bits.
265 What this means is that if you set numbits to 12, and length to 2, the
266 first 12 bits will come from the 1st input byte and the low half of
267 the second input byte.  The second 12 bits will have the low 8 bits
268 taken from the 3rd input byte and the top 4 bits taken from the 4th
269 input byte.  The same holds for output.  This function has been
270 implemented this way because most people will be using a multiple of 8
271 and because once you get into pulling bytes input bytes apart things
272 get ugly!
273
274 DES_string_to_key() is available for backward compatibility with the
275 MIT library.  New applications should use a cryptographic hash function.
276 The same applies for DES_string_to_2key().
277
278 =head1 NOTES
279
280 The B<des> library was written to be source code compatible with
281 the MIT Kerberos library.
282
283 Applications should use the higher level functions
284 L<EVP_EncryptInit(3)> etc. instead of calling these
285 functions directly.
286
287 Single-key DES is insecure due to its short key size.  ECB mode is
288 not suitable for most applications; see L<des_modes(7)>.
289
290 =head1 RETURN VALUES
291
292 DES_set_key(), DES_key_sched(), DES_set_key_checked() and DES_is_weak_key()
293 return 0 on success or negative values on error.
294
295 DES_cbc_cksum() and DES_quad_cksum() return 4-byte integer representing the
296 last 4 bytes of the checksum of the input.
297
298 DES_fcrypt() returns a pointer to the caller-provided buffer and DES_crypt() -
299 to a static buffer on success; otherwise they return NULL.
300
301 =head1 SEE ALSO
302
303 L<des_modes(7)>,
304 L<EVP_EncryptInit(3)>
305
306 =head1 HISTORY
307
308 The requirement that the B<salt> parameter to DES_crypt() and DES_fcrypt()
309 be two ASCII characters was first enforced in
310 OpenSSL 1.1.0.  Previous versions tried to use the letter uppercase B<A>
311 if both character were not present, and could crash when given non-ASCII
312 on some platforms.
313
314 =head1 COPYRIGHT
315
316 Copyright 2000-2019 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
317
318 Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
319 this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
320 in the file LICENSE in the source distribution or at
321 L<https://www.openssl.org/source/license.html>.
322
323 =cut