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Viewing changes to doc/crypto/des_modes.pod

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Christoph Martin
  • Date: 2004-05-24 17:02:29 UTC
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20040524170229-ixlo08bbbly0xied
Tags: upstream-0.9.7d
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doc/crypto/des_modes.pod
 
1
=pod
 
2
 
 
3
=head1 NAME
 
4
 
 
5
Modes of DES - 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
 
 
128
=item *
 
129
 
 
130
a number of bits (j) <= 64 are enciphered at a time.
 
131
 
 
132
=item *
 
133
 
 
134
The OFB mode produces the same ciphertext whenever the same
 
135
plaintext enciphered using the same key and starting variable.  More
 
136
over, in the OFB mode the same key stream is produced when the same
 
137
key and start variable are used.  Consequently, for security reasons
 
138
a specific start variable should be used only once for a given key.
 
139
 
 
140
=item *
 
141
 
 
142
The absence of chaining makes the OFB more vulnerable to specific attacks.
 
143
 
 
144
=item *
 
145
 
 
146
The use of different start variables values prevents the same
 
147
plaintext enciphering to the same ciphertext, by producing different
 
148
key streams.
 
149
 
 
150
=item *
 
151
 
 
152
Selection of a small value for j will require more cycles through
 
153
the encipherment algorithm per unit of plaintext and thus cause
 
154
greater processing overheads.
 
155
 
 
156
=item *
 
157
 
 
158
Only multiples of j bits can be enciphered.
 
159
 
 
160
=item *
 
161
 
 
162
OFB mode of operation does not extend ciphertext errors in the
 
163
resultant plaintext output.  Every bit error in the ciphertext causes
 
164
only one bit to be in error in the deciphered plaintext.
 
165
 
 
166
=item *
 
167
 
 
168
OFB mode is not self-synchronizing.  If the two operation of
 
169
encipherment and decipherment get out of synchronism, the system needs
 
170
to be re-initialized.
 
171
 
 
172
=item *
 
173
 
 
174
Each re-initialization should use a value of the start variable
 
175
different from the start variable values used before with the same
 
176
key.  The reason for this is that an identical bit stream would be
 
177
produced each time from the same parameters.  This would be
 
178
susceptible to a 'known plaintext' attack.
 
179
 
 
180
=back
 
181
 
 
182
=head2 Triple ECB Mode
 
183
 
 
184
Normally, this is found as the function I<algorithm>_ecb3_encrypt().
 
185
 
 
186
=over 2
 
187
 
 
188
=item *
 
189
 
 
190
Encrypt with key1, decrypt with key2 and encrypt with key3 again.
 
191
 
 
192
=item *
 
193
 
 
194
As for ECB encryption but increases the key length to 168 bits.
 
195
There are theoretic attacks that can be used that make the effective
 
196
key length 112 bits, but this attack also requires 2^56 blocks of
 
197
memory, not very likely, even for the NSA.
 
198
 
 
199
=item *
 
200
 
 
201
If both keys are the same it is equivalent to encrypting once with
 
202
just one key.
 
203
 
 
204
=item *
 
205
 
 
206
If the first and last key are the same, the key length is 112 bits.
 
207
There are attacks that could reduce the effective key strength
 
208
to only slightly more than 56 bits, but these require a lot of memory.
 
209
 
 
210
=item *
 
211
 
 
212
If all 3 keys are the same, this is effectively the same as normal
 
213
ecb mode.
 
214
 
 
215
=back
 
216
 
 
217
=head2 Triple CBC Mode
 
218
 
 
219
Normally, this is found as the function I<algorithm>_ede3_cbc_encrypt().
 
220
 
 
221
=over 2
 
222
 
 
223
 
 
224
=item *
 
225
 
 
226
Encrypt with key1, decrypt with key2 and then encrypt with key3.
 
227
 
 
228
=item *
 
229
 
 
230
As for CBC encryption but increases the key length to 168 bits with
 
231
the same restrictions as for triple ecb mode.
 
232
 
 
233
=back
 
234
 
 
235
=head1 NOTES
 
236
 
 
237
This text was been written in large parts by Eric Young in his original
 
238
documentation for SSLeay, the predecessor of OpenSSL.  In turn, he attributed
 
239
it to:
 
240
 
 
241
        AS 2805.5.2
 
242
        Australian Standard
 
243
        Electronic funds transfer - Requirements for interfaces,
 
244
        Part 5.2: Modes of operation for an n-bit block cipher algorithm
 
245
        Appendix A
 
246
 
 
247
=head1 SEE ALSO
 
248
 
 
249
L<blowfish(3)|blowfish(3)>, L<des(3)|des(3)>, L<idea(3)|idea(3)>,
 
250
L<rc2(3)|rc2(3)>
 
251
 
 
252
=cut
 
253