doc/man7/des_modes.pod

   1 =pod
   2
   3 =head1 NAME
   4
   5 des_modes - the variants of DES and other crypto algorithms of OpenSSL
   6
   7 =head1 DESCRIPTION
   8
   9 Several crypto algorithms for OpenSSL can be used in a number of modes.  Those
  10 are used for using block ciphers in a way similar to stream ciphers, among
  11 other things.
  12
  13 =head1 OVERVIEW
  14
  15 =head2 Electronic Codebook Mode (ECB)
  16
  17 Normally, this is found as the function I<algorithm>_ecb_encrypt().
  18
  19 =over 2
  20
  21 =item *
  22
  23 64 bits are enciphered at a time.
  24
  25 =item *
  26
  27 The order of the blocks can be rearranged without detection.
  28
  29 =item *
  30
  31 The same plaintext block always produces the same ciphertext block
  32 (for the same key) making it vulnerable to a 'dictionary attack'.
  33
  34 =item *
  35
  36 An error will only affect one ciphertext block.
  37
  38 =back
  39
  40 =head2 Cipher Block Chaining Mode (CBC)
  41
  42 Normally, this is found as the function I<algorithm>_cbc_encrypt().
  43 Be aware that des_cbc_encrypt() is not really DES CBC (it does
  44 not update the IV); use des_ncbc_encrypt() instead.
  45
  46 =over 2
  47
  48 =item *
  49
  50 a multiple of 64 bits are enciphered at a time.
  51
  52 =item *
  53
  54 The CBC mode produces the same ciphertext whenever the same
  55 plaintext is encrypted using the same key and starting variable.
  56
  57 =item *
  58
  59 The chaining operation makes the ciphertext blocks dependent on the
  60 current and all preceding plaintext blocks and therefore blocks can not
  61 be rearranged.
  62
  63 =item *
  64
  65 The use of different starting variables prevents the same plaintext
  66 enciphering to the same ciphertext.
  67
  68 =item *
  69
  70 An error will affect the current and the following ciphertext blocks.
  71
  72 =back
  73
  74 =head2 Cipher Feedback Mode (CFB)
  75
  76 Normally, this is found as the function I<algorithm>_cfb_encrypt().
  77
  78 =over 2
  79
  80 =item *
  81
  82 a number of bits (j) <= 64 are enciphered at a time.
  83
  84 =item *
  85
  86 The CFB mode produces the same ciphertext whenever the same
  87 plaintext is encrypted using the same key and starting variable.
  88
  89 =item *
  90
  91 The chaining operation makes the ciphertext variables dependent on the
  92 current and all preceding variables and therefore j-bit variables are
  93 chained together and can not be rearranged.
  94
  95 =item *
  96
  97 The use of different starting variables prevents the same plaintext
  98 enciphering to the same ciphertext.
  99
 100 =item *
 101
 102 The strength of the CFB mode depends on the size of k (maximal if
 103 j == k).  In my implementation this is always the case.
 104
 105 =item *
 106
 107 Selection of a small value for j will require more cycles through
 108 the encipherment algorithm per unit of plaintext and thus cause
 109 greater processing overheads.
 110
 111 =item *
 112
 113 Only multiples of j bits can be enciphered.
 114
 115 =item *
 116
 117 An error will affect the current and the following ciphertext variables.
 118
 119 =back
 120
 121 =head2 Output Feedback Mode (OFB)
 122
 123 Normally, this is found as the function I<algorithm>_ofb_encrypt().
 124
 125 =over 2
 126
 127 =item *
 128
 129 a number of bits (j) <= 64 are enciphered at a time.
 130
 131 =item *
 132
 133 The OFB mode produces the same ciphertext whenever the same
 134 plaintext enciphered using the same key and starting variable.  More
 135 over, in the OFB mode the same key stream is produced when the same
 136 key and start variable are used.  Consequently, for security reasons
 137 a specific start variable should be used only once for a given key.
 138
 139 =item *
 140
 141 The absence of chaining makes the OFB more vulnerable to specific attacks.
 142
 143 =item *
 144
 145 The use of different start variables values prevents the same
 146 plaintext enciphering to the same ciphertext, by producing different
 147 key streams.
 148
 149 =item *
 150
 151 Selection of a small value for j will require more cycles through
 152 the encipherment algorithm per unit of plaintext and thus cause
 153 greater processing overheads.
 154
 155 =item *
 156
 157 Only multiples of j bits can be enciphered.
 158
 159 =item *
 160
 161 OFB mode of operation does not extend ciphertext errors in the
 162 resultant plaintext output.  Every bit error in the ciphertext causes
 163 only one bit to be in error in the deciphered plaintext.
 164
 165 =item *
 166
 167 OFB mode is not self-synchronizing.  If the two operation of
 168 encipherment and decipherment get out of synchronism, the system needs
 169 to be re-initialized.
 170
 171 =item *
 172
 173 Each re-initialization should use a value of the start variable
 174 different from the start variable values used before with the same
 175 key.  The reason for this is that an identical bit stream would be
 176 produced each time from the same parameters.  This would be
 177 susceptible to a 'known plaintext' attack.
 178
 179 =back
 180
 181 =head2 Triple ECB Mode
 182
 183 Normally, this is found as the function I<algorithm>_ecb3_encrypt().
 184
 185 =over 2
 186
 187 =item *
 188
 189 Encrypt with key1, decrypt with key2 and encrypt with key3 again.
 190
 191 =item *
 192
 193 As for ECB encryption but increases the key length to 168 bits.
 194 There are theoretic attacks that can be used that make the effective
 195 key length 112 bits, but this attack also requires 2^56 blocks of
 196 memory, not very likely, even for the NSA.
 197
 198 =item *
 199
 200 If both keys are the same it is equivalent to encrypting once with
 201 just one key.
 202
 203 =item *
 204
 205 If the first and last key are the same, the key length is 112 bits.
 206 There are attacks that could reduce the effective key strength
 207 to only slightly more than 56 bits, but these require a lot of memory.
 208
 209 =item *
 210
 211 If all 3 keys are the same, this is effectively the same as normal
 212 ecb mode.
 213
 214 =back
 215
 216 =head2 Triple CBC Mode
 217
 218 Normally, this is found as the function I<algorithm>_ede3_cbc_encrypt().
 219
 220 =over 2
 221
 222 =item *
 223
 224 Encrypt with key1, decrypt with key2 and then encrypt with key3.
 225
 226 =item *
 227
 228 As for CBC encryption but increases the key length to 168 bits with
 229 the same restrictions as for triple ecb mode.
 230
 231 =back
 232
 233 =head1 NOTES
 234
 235 This text was been written in large parts by Eric Young in his original
 236 documentation for SSLeay, the predecessor of OpenSSL.  In turn, he attributed
 237 it to:
 238
 239         AS 2805.5.2
 240         Australian Standard
 241         Electronic funds transfer - Requirements for interfaces,
 242         Part 5.2: Modes of operation for an n-bit block cipher algorithm
 243         Appendix A
 244
 245 =head1 SEE ALSO
 246
 247 L<BF_encrypt(3)>, L<DES_crypt(3)>
 248
 249 =head1 COPYRIGHT
 250
 251 Copyright 2000-2017 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
 252
 253 Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
 254 this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
 255 in the file LICENSE in the source distribution or at
 256 L<https://www.openssl.org/source/license.html>.
 257
 258 =cut