sync with wiki version
[platform/upstream/cryptsetup.git] / FAQ
1 Sections 
2
3 1. General Questions
4 2. Setup
5 3. Common Problems
6 4. Troubleshooting
7 5. Security Aspects
8 6. Backup and Data Recovery
9 7. Interoperability with other Disk Encryption Tools
10 8. Issues with Specific Versions of cryptsetup
11 9. References and Further Reading
12 A. Contributors
13
14
15 1. General Questions 
16
17
18  * 1.1 What is this?
19
20   This is the FAQ (Frequently Asked Questions) for cryptsetup. It
21   covers Linux disk encryption with plain dm-crypt (one passphrase,
22   no management, no metadata on disk) and LUKS (multiple user keys
23   with one master key, anti-forensic features, metadata block at
24   start of device, ...). The latest version of this FAQ should
25   usually be available at
26   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/FrequentlyAskedQuestions
27
28
29  * 1.2 WARNINGS
30
31   ATTENTION: If you are going to read just one thing, make it the
32   section on Backup and Data Recovery. By far the most questions on
33   the cryptsetup mailing list are from people that managed to damage
34   the start of their LUKS partitions, i.e. the LUKS header. In
35   most cases, there is nothing that can be done to help these poor
36   souls recover their data. Make sure you understand the problem and
37   limitations imposed by the LUKS security model BEFORE you face
38   such a disaster! In particular, make sure you have a current header
39   backup before doing any potentially dangerous operations.
40
41   SSDs/FLASH DRIVES: SSDs and Flash are different. Currently it is
42   unclear how to get LUKS or plain dm-crypt to run on them with the
43   full set of security features intact. This may or may not be a
44   problem, depending on the attacher model. See Section 5.19.
45
46   BACKUP: Yes, encrypted disks die, just as normal ones do. A full
47   backup is mandatory, see Section "6. Backup and Data Recovery" on
48   options for doing encrypted backup.
49
50   CLONING/IMAGING: If you clone or image a LUKS container, you make a
51   copy of the LUKS header and the master key will stay the same!
52   That means that if you distribute an image to several machines, the
53   same master key will be used on all of them, regardless of whether
54   you change the passphrases. Do NOT do this! If you do, a root-user
55   on any of the machines with a mapped (decrypted) container or a
56   passphrase on that machine can decrypt all other copies, breaking
57   security. See also Item 6.15.
58
59   DISTRIBUTION INSTALLERS: Some distribution installers offer to
60   create LUKS containers in a way that can be mistaken as activation
61   of an existing container. Creating a new LUKS container on top of
62   an existing one leads to permanent, complete and irreversible data
63   loss. It is strongly recommended to only use distribution
64   installers after a complete backup of all LUKS containers has been
65   made.
66
67   NO WARNING ON NON-INTERACTIVE FORMAT: If you feed cryptsetup from
68   STDIN (e.g. via GnuPG) on LUKS format, it does not give you the
69   warning that you are about to format (and e.g. will lose any
70   pre-existing LUKS container on the target), as it assumes it is
71   used from a script. In this scenario, the responsibility for
72   warning the user and possibly checking for an existing LUKS header
73   is shifted to the script. This is a more general form of the
74   previous item.
75
76   LUKS PASSPHRASE IS NOT THE MASTER KEY: The LUKS passphrase is not
77   used in deriving the master key. It is used in decrypting a master
78   key that is randomly selected on header creation. This means that
79   if you create a new LUKS header on top of an old one with
80   exactly the same parameters and exactly the same passphrase as the
81   old one, it will still have a different master key and your data
82   will be permanently lost.
83
84   PASSPHRASE CHARACTER SET: Some people have had difficulties with
85   this when upgrading distributions. It is highly advisable to only
86   use the 95 printable characters from the first 128 characters of
87   the ASCII table, as they will always have the same binary
88   representation. Other characters may have different encoding
89   depending on system configuration and your passphrase will not
90   work with a different encoding. A table of the standardized first
91   128 ASCII characters can, e.g. be found on
92   http://en.wikipedia.org/wiki/ASCII
93
94
95  * 1.3 System specific warnings
96
97   - Ubuntu as of 4/2011: It seems the installer offers to create
98   LUKS partitions in a way that several people mistook for an offer
99   to activate their existing LUKS partition. The installer gives no
100   or an inadequate warning and will destroy your old LUKS header,
101   causing permanent data loss. See also the section on Backup and
102   Data Recovery.
103
104   This issue has been acknowledged by the Ubuntu dev team, see here:
105   http://launchpad.net/bugs/420080
106
107   Update 7/2012: I am unsure whether this has been fixed by now, best
108   be careful.
109
110
111  * 1.4 My LUKS-device is broken! Help!
112
113   First: Do not panic! In many cases the data is still recoverable.
114   Do not do anything hasty! Steps:
115
116   - Take some deep breaths. Maybe add some relaxing music. This may
117   sound funny, but I am completely serious. Often, critical damage is
118   done only after the initial problem.
119
120   - Do not reboot. The keys mays still be in the kernel if the device
121   is mapped.
122
123   - Make sure others do not reboot the system.
124
125   - Do not write to your disk without a clear understanding why this
126   will not make matters worse. Do a sector-level backup before any
127   writes. Often you do not need to write at all to get enough access
128   to make a backup of the data.
129
130   - Relax some more.
131
132   - Read section 6 of this FAQ.
133
134   - Ask on the mailing-list if you need more help.
135
136
137  * 1.5 Who wrote this?
138
139   Current FAQ maintainer is Arno Wagner <arno@wagner.name>. Other
140   contributors are listed at the end. If you want to contribute, send
141   your article, including a descriptive headline, to the maintainer,
142   or the dm-crypt mailing list with something like "FAQ ..." in the
143   subject. You can also send more raw information and have me write
144   the section. Please note that by contributing to this FAQ, you
145   accept the license described below.
146
147   This work is under the "Attribution-Share Alike 3.0 Unported"
148   license, which means distribution is unlimited, you may create
149   derived works, but attributions to original authors and this
150   license statement must be retained and the derived work must be
151   under the same license. See
152   http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ for more details of
153   the license.
154
155   Side note: I did text license research some time ago and I think
156   this license is best suited for the purpose at hand and creates the
157   least problems.
158
159
160  * 1.5 Where is the project website?
161
162   There is the project website at http://code.google.com/p/cryptsetup/
163   Please do not post questions there, nobody will read them. Use
164   the mailing-list instead.
165
166
167  * 1.6 Is there a mailing-list?
168
169   Instructions on how to subscribe to the mailing-list are at on the
170   project website. People are generally helpful and friendly on the
171   list.
172
173   The question of how to unsubscribe from the list does crop up
174   sometimes. For this you need your list management URL, which is
175   sent to you initially and once at the start of each month. Go to
176   the URL mentioned in the email and select "unsubscribe". This page
177   also allows you to request a password reminder.
178
179   Alternatively, you can send an Email to dm-crypt-request@saout.de
180   with just the word "help" in the subject or message body. Make sure
181   to send it from your list address.
182
183   The mailing list archive is here:
184   http://dir.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt
185
186
187  * 1.7 Unsubscribe from the mailing-list
188
189   Send mail to dm-crypt-unsubscribe@saout.de from the subscribed
190   account. You will get an email with instructions.
191
192   Basically, you just have to respond to it unmodified to get
193   unsubscribed. The listserver admin functions are not very fast. It
194   can take 15 minutes or longer for a reply to arrive (I suspect
195   greylisting is in use), so be patient.
196
197   Also note that nobody on the list can unsubscribe you, sending
198   demands to be unsubscribed to the list just annoys people that are
199   entirely blameless for you being subscribed.
200
201   If you are subscribed, a subscription confirmation email was sent
202   to your email account and it had to be answered before the
203   subscription went active. The confirmation emails from the
204   listserver have subjects like these (with other numbers):
205
206   Subject: confirm 9964cf10.....
207   
208   and are sent from dm-crypt-request@saout.de. You should check
209   whether you have anything like it in your sent email folder. If
210   you find nothing and are sure you did not confirm, then you should
211   look into a possible compromise of your email account.
212
213
214 2. Setup 
215
216
217  * 2.1 LUKS Container Setup mini-HOWTO
218
219   This item tries to give you a very brief list of all the steps you
220   should go though when creating a new LUKS encrypted container, i.e.
221   encrypted disk, partition or loop-file.
222
223   01) All data will be lost, if there is data on the target, make a 
224   backup.
225
226   02) Make very sure you have the right target disk, partition or
227   loop-file.
228
229   03) If the target was in use previously, it is a good idea to
230   wipe it before creating the LUKS container in order to remove any
231   trace of old file systems and data. For example, some users have
232   managed to run e2fsck on a partition containing a LUKS container,
233   possibly because of residual ext2 superblocks from an earlier use.
234   This can do arbitrary damage up to complete and permanent loss of
235   all data in the LUKS container.
236
237   To just quickly wipe file systems (old data may remain), use
238
239      wipefs -a <target device>
240  
241   To wipe file system and data, use something like
242
243      cat /dev/zero > <target device>
244  
245   This can take a while. To get a progress indicator, you can use
246   the tool dd_rescue (->google) instead or use my stream meter "wcs"
247   (source here: http://www.tansi.org/tools/index.html) in the
248   following fashion:
249
250      cat /dev/zero | wcs > <target device>
251  
252   Be very sure you have the right target, all data will be lost!
253
254   Note that automatic wiping is on the TODO list for cryptsetup, so
255   at some time in the future this will become unnecessary.
256
257   04) Create the LUKS container:
258      cryptsetup luksFormat <target device>
259  
260   Just follow the on-screen instructions.
261
262   05) Map the container. Here it will be mapped to /dev/mapper/c1:
263      cryptsetup luksOpen <target device> c1 
264  
265   06) (Optionally) wipe the container (make sure you have the right target!):
266      cat /dev/zero > /dev/mapper/c1
267       
268   Note that this creates a small information leak, as an attacker can
269   determine whether a 512 byte block is zero if the attacker has
270   access to the encrypted container multiple times. Typically a
271   competent attacker that has access multiple times can install a
272   passphrase sniffer anyways, so this leakage is not very
273   significant. For getting a progress indicator, see step 03.
274
275   Note that at some time in the future, cryptsetup will do this for
276   you, but currently it is a TODO list item.
277
278   07) Create a file system in the mapped container, for example an 
279   ext3 file system (any other file system is possible):
280
281      mke2fs -j /dev/mapper/c1
282  
283   08) Mount your encrypted file system, here on /mnt:
284      mount /dev/mapper/c1 /mnt 
285  
286   Done. You can now use the encrypted file system to store data. Be
287   sure to read though the rest of the FAQ, these are just the very
288   basics. In particular, there are a number of mistakes that are
289   easy to make, but will compromise your security.
290
291
292  * 2.2 What is the difference between "plain" and LUKS format?
293
294   First, unless you happen to understand the cryptographic background
295   well, you should use LUKS. It does protect the user from a lot of
296   common mistakes. Plain dm-crypt is for experts.
297
298   Plain format is just that: It has no metadata on disk, reads all
299   parameters from the commandline (or the defaults), derives a
300   master-key from the passphrase and then uses that to de-/encrypt
301   the sectors of the device, with a direct 1:1 mapping between
302   encrypted and decrypted sectors.
303
304   Primary advantage is high resilience to damage, as one damaged
305   encrypted sector results in exactly one damaged decrypted sector.
306   Also, it is not readily apparent that there even is encrypted data
307   on the device, as an overwrite with crypto-grade randomness (e.g.
308   from /dev/urandom) looks exactly the same on disk.
309
310   Side-note: That has limited value against the authorities. In
311   civilized countries, they cannot force you to give up a crypto-key
312   anyways. In the US, the UK and dictatorships around the world,
313   they can force you to give up the keys (using imprisonment or worse
314   to pressure you), and in the worst case, they only need a
315   nebulous "suspicion" about the presence of encrypted data. My
316   advice is to either be ready to give up the keys or to not have
317   encrypted data when traveling to those countries, especially when
318   crossing the borders.
319
320   Disadvantages are that you do not have all the nice features that
321   the LUKS metadata offers, like multiple passphrases that can be
322   changed, the cipher being stored in the metadata, anti-forensic
323   properties like key-slot diffusion and salts, etc..
324
325   LUKS format uses a metadata header and 8 key-slot areas that are
326   being placed at the beginning of the disk, see below under "What
327   does the LUKS on-disk format looks like?". The passphrases are used
328   to decrypt a single master key that is stored in the anti-forensic
329   stripes.
330
331   Advantages are a higher usability, automatic configuration of
332   non-default crypto parameters, defenses against low-entropy
333   passphrases like salting and iterated PBKDF2 passphrase hashing,
334   the ability to change passphrases, and others.
335
336   Disadvantages are that it is readily obvious there is encrypted
337   data on disk (but see side note above) and that damage to the
338   header or key-slots usually results in permanent data-loss. See
339   below under "6. Backup and Data Recovery" on how to reduce that
340   risk. Also the sector numbers get shifted by the length of the
341   header and key-slots and there is a loss of that size in capacity
342   (1MB+4096B for defaults and 2MB for the most commonly used
343   non-default XTS mode).
344
345
346  * 2.3 Can I encrypt an already existing, non-empty partition to use
347    LUKS?
348
349   There is no converter, and it is not really needed. The way to do
350   this is to make a backup of the device in question, securely wipe
351   the device (as LUKS device initialization does not clear away old
352   data), do a luksFormat, optionally overwrite the encrypted device,
353   create a new filesystem and restore your backup on the now
354   encrypted device. Also refer to sections "Security Aspects" and
355   "Backup and Data Recovery".
356
357   For backup, plain GNU tar works well and backs up anything likely
358   to be in a filesystem.
359
360
361  * 2.4 How do I use LUKS with a loop-device?
362
363   This can be very handy for experiments. Setup is just the same as
364   with any block device. If you want, for example, to use a 100MiB
365   file as LUKS container, do something like this:
366
367       head -c 100M /dev/zero > luksfile  # create empty file
368       losetup /dev/loop0 luksfile        # map luksfile to /dev/loop0
369       cryptsetup luksFormat /dev/loop0   # create LUKS on loop device
370  
371   Afterwards just use /dev/loop0 as a you would use a LUKS partition.
372   To unmap the file when done, use "losetup -d /dev/loop0".
373
374
375  * 2.5 When I add a new key-slot to LUKS, it asks for a passphrase but
376    then complains about there not being a key-slot with that
377    passphrase?
378
379   That is as intended. You are asked a passphrase of an existing
380   key-slot first, before you can enter the passphrase for the new
381   key-slot. Otherwise you could break the encryption by just adding a
382   new key-slot. This way, you have to know the passphrase of one of
383   the already configured key-slots in order to be able to configure a
384   new key-slot.
385
386
387  * 2.6 Encryption on top of RAID or the other way round?
388
389   Unless you have special needs, place encryption between RAID and
390   filesystem, i.e. encryption on top of RAID. You can do it the other
391   way round, but you have to be aware that you then need to give the
392   passphrase for each individual disk and RAID autodetection will
393   not work anymore. Therefore it is better to encrypt the RAID
394   device, e.g. /dev/dm0 .
395
396   This means that the typical layering looks like this:
397
398   Filesystem     <- top
399   |
400   Encryption
401   |
402   RAID
403   |
404   Raw partitions
405   |
406   Raw disks      <- bottom
407  
408   The big advantage is that you can manage the RAID container just
409   like any RAID container, it does not care that what is in it is
410   encrypted.
411
412
413  * 2.7 How do I read a dm-crypt key from file?
414
415   Note that the file will still be hashed first, just like keyboard
416   input. Use the --key-file option, like this:
417
418       cryptsetup create --key-file keyfile e1 /dev/loop0
419  
420
421  * 2.8 How do I read a LUKS slot key from file?
422
423   What you really do here is to read a passphrase from file, just as
424   you would with manual entry of a passphrase for a key-slot. You can
425   add a new passphrase to a free key-slot, set the passphrase of an
426   specific key-slot or put an already configured passphrase into a
427   file. In the last case make sure no trailing newline (0x0a) is
428   contained in the key file, or the passphrase will not work because
429   the whole file is used as input.
430
431   To add a new passphrase to a free key slot from file, use something
432   like this:
433
434       cryptsetup luksAddKey /dev/loop0 keyfile
435  
436   To add a new passphrase to a specific key-slot, use something like
437   this:
438
439       cryptsetup luksAddKey --key-slot 7 /dev/loop0 keyfile
440  
441   To supply a key from file to any LUKS command, use the --key-file
442   option, e.g. like this:
443
444       cryptsetup luksOpen --key-file keyfile /dev/loop0 e1
445  
446
447  * 2.9 How do I read the LUKS master key from file?
448
449   The question you should ask yourself first is why you would want to
450   do this. The only legitimate reason I can think of is if you want
451   to have two LUKS devices with the same master key. Even then, I
452   think it would be preferable to just use key-slots with the same
453   passphrase, or to use plain dm-crypt instead. If you really have a
454   good reason, please tell me. If I am convinced, I will add how to
455   do this here.
456
457
458  * 2.10 What are the security requirements for a key read from file?
459
460   A file-stored key or passphrase has the same security requirements
461   as one entered interactively, however you can use random bytes and
462   thereby use bytes you cannot type on the keyboard. You can use any
463   file you like as key file, for example a plain text file with a
464   human readable passphrase. To generate a file with random bytes,
465   use something like this:
466
467       head -c 256 /dev/random > keyfile
468  
469
470  * 2.11 If I map a journaled file system using dm-crypt/LUKS, does it
471    still provide its usual transactional guarantees?
472
473   Yes, it does, unless a very old kernel is used. The required flags
474   come from the filesystem layer and are processed and passed onwards
475   by dm-crypt. A bit more information on the process by which
476   transactional guarantees are implemented can be found here:
477
478   http://lwn.net/Articles/400541/
479
480   Please note that these "guarantees" are weaker than they appear to
481   be. One problem is that quite a few disks lie to the OS about
482   having flushed their buffers. Some other things can go wrong as
483   well. The filesystem developers are aware of these problems and
484   typically can make it work anyways. That said, dm-crypt/LUKS will
485   not make things worse.
486
487   One specific problem you can run into though is that you can get
488   short freezes and other slowdowns due to the encryption layer.
489   Encryption takes time and forced flushes will block for that time.
490   For example, I did run into frequent small freezes (1-2 sec) when
491   putting a vmware image on ext3 over dm-crypt. When I went back to
492   ext2, the problem went away. This seems to have gotten better with
493   kernel 2.6.36 and the reworking of filesystem flush locking
494   mechanism (less blocking of CPU activity during flushes). It
495   should improve further and eventually the problem should go away.
496
497
498  * 2.12 Can I use LUKS or cryptsetup with a more secure (external)
499    medium for key storage, e.g. TPM or a smartcard?
500
501   Yes, see the answers on using a file-supplied key. You do have to
502   write the glue-logic yourself though. Basically you can have
503   cryptsetup read the key from STDIN and write it there with your
504   own tool that in turn gets the key from the more secure key
505   storage.
506
507   For TPM support, you may want to have a look at tpm-luks at
508   https://github.com/shpedoikal/tpm-luks. Note that tpm-luks is not
509   related to the cryptsetup project.
510
511
512  * 2.13 Can I resize a dm-crypt or LUKS partition?
513
514   Yes, you can, as neither dm-crypt nor LUKS stores partition size.
515   Whether you should is a different question. Personally I recommend
516   backup, recreation of the encrypted partition with new size,
517   recreation of the filesystem and restore. This gets around the
518   tricky business of resizing the filesystem. Resizing a dm-crypt or
519   LUKS container does not resize the filesystem in it. The backup is
520   really non-optional here, as a lot can go wrong, resulting in
521   partial or complete data loss. Using something like gparted to
522   resize an encrypted partition is slow, but typically works. This
523   will not change the size of the filesystem hidden under the
524   encryption though.
525
526   You also need to be aware of size-based limitations. The one
527   currently relevant is that aes-xts-plain should not be used for
528   encrypted container sizes larger than 2TiB. Use aes-xts-plain64
529   for that.
530
531
532  * 2.14 How do I Benchmark the Ciphers, Hashes and Modes?
533
534   Since version 1.60 cryptsetup supports the "benchmark" command.
535   Simply run as root:
536
537    cryptsetup benchmark
538  
539   It will output first iterations/second for the key-derivation
540   function PBKDF2 parameterized with different hash-functions, and
541   then the raw encryption speed of ciphers with different modes and
542   key-sizes. You can get more than the default benchmarks, see the
543   man-page for the relevant parameters. Note that XTS mode takes two
544   keys, hence the listed key sizes are double that for other modes
545   and half of it is the cipher key, the other half is the XTS key.
546
547
548 3. Common Problems 
549
550
551  * 3.1 My dm-crypt/LUKS mapping does not work! What general steps are
552    there to investigate the problem?
553
554   If you get a specific error message, investigate what it claims
555   first. If not, you may want to check the following things.
556
557   - Check that "/dev", including "/dev/mapper/control" is there. If it
558   is missing, you may have a problem with the "/dev" tree itself or
559   you may have broken udev rules.
560
561   - Check that you have the device mapper and the crypt target in your
562   kernel. The output of "dmsetup targets" should list a "crypt"
563   target. If it is not there or the command fails, add device mapper
564   and crypt-target to the kernel.
565
566   - Check that the hash-functions and ciphers you want to use are in
567   the kernel. The output of "cat /proc/crypto" needs to list them.
568
569
570  * 3.2 My dm-crypt mapping suddenly stopped when upgrading cryptsetup.
571
572   The default cipher, hash or mode may have changed (the mode changed
573   from 1.0.x to 1.1.x). See under "Issues With Specific Versions of
574   cryptsetup".
575
576
577  * 3.3 When I call cryptsetup from cron/CGI, I get errors about
578    unknown features?
579
580   If you get errors about unknown parameters or the like that are not
581   present when cryptsetup is called from the shell, make sure you
582   have no older version of cryptsetup on your system that then gets
583   called by cron/CGI. For example some distributions install
584   cryptsetup into /usr/sbin, while a manual install could go to
585   /usr/local/sbin. As a debugging aid, call "cryptsetup --version"
586   from cron/CGI or the non-shell mechanism to be sure the right
587   version gets called.
588
589
590  * 3.4 Unlocking a LUKS device takes very long. Why?
591
592   The iteration time for a key-slot (see Section 5 for an explanation
593   what iteration does) is calculated when setting a passphrase. By
594   default it is 1 second on the machine where the passphrase is set.
595   If you set a passphrase on a fast machine and then unlock it on a
596   slow machine, the unlocking time can be much longer. Also take into
597   account that up to 8 key-slots have to be tried in order to find the
598   right one.
599
600   If this is problem, you can add another key-slot using the slow
601   machine with the same passphrase and then remove the old key-slot.
602   The new key-slot will have an iteration count adjusted to 1 second
603   on the slow machine. Use luksKeyAdd and then luksKillSlot or
604   luksRemoveKey.
605
606   However, this operation will not change volume key iteration count
607   (MK iterations in output of "cryptsetup luksDump"). In order to
608   change that, you will have to backup the data in the LUKS
609   container (i.e. your encrypted data), luksFormat on the slow
610   machine and restore the data. Note that in the original LUKS
611   specification this value was fixed to 10, but it is now derived
612   from the PBKDF2 benchmark as well and set to iterations in 0.125
613   sec or 1000, whichever is larger. Also note that MK iterations
614   are not very security relevant. But as each key-slot already takes
615   1 second, spending the additional 0.125 seconds really does not
616   matter.
617
618
619  * 3.5 "blkid" sees a LUKS UUID and an ext2/swap UUID on the same
620    device. What is wrong?
621
622   Some old versions of cryptsetup have a bug where the header does
623   not get completely wiped during LUKS format and an older ext2/swap
624   signature remains on the device. This confuses blkid.
625
626   Fix: Wipe the unused header areas by doing a backup and restore of
627   the header with cryptsetup 1.1.x:
628
629       cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>
630       cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>
631  
632
633  * 3.6 cryptsetup segfaults on Gentoo amd64 hardened ...
634
635   There seems to be some interference between the hardening and and
636   the way cryptsetup benchmarks PBKDF2. The solution to this is
637   currently not quite clear for an encrypted root filesystem.     For
638   other uses, you can apparently specify USE="dynamic" as compile
639   flag, see http://bugs.gentoo.org/show_bug.cgi?id=283470
640
641
642 4. Troubleshooting 
643
644
645  * 4.1 I get the error "LUKS keyslot x is invalid." What does that
646    mean?
647
648   This means that the given keyslot has an offset that points
649   outside the valid keyslot area. Typically, the reason is a
650   corrupted LUKS header because something was written to the start of
651   the device the LUKS container is on. Refer to Section "Backup and
652   Data Recovery" and ask on the mailing list if you have trouble
653   diagnosing and (if still possible) repairing this.
654
655
656  * 4.2 I cannot unlock my LUKS container! What could be the problem?
657
658   First, make sure you have a correct passphrase. Then make sure you
659   have the correct key-map and correct keyboard. And then make sure
660   you have the correct character set and encoding, see also
661   "PASSPHRASE CHARACTER SET" under Section 1.2.
662
663   If you are sure you are entering the passphrase right, there is the
664   possibility that the respective key-slot has been damaged. There
665   is no way to recover a damaged key-slot, except from a header
666   backup (see Section 6). For security reasons, there is also no
667   checksum in the key-slots that could tell you whether a key-slot has
668   been damaged. The only checksum present allows recognition of a
669   correct passphrase, but that only works if the passphrase is
670   correct and the respective key-slot is intact.
671
672   In order to find out whether a key-slot is damaged one has to look
673   for "non-random looking" data in it. There is a tool that
674   automatizes this in the cryptsetup distribution from version 1.6.0
675   onwards. It is located in misc/keyslot_checker/. Instructions how
676   to use and how to interpret results are in the README file. Note
677   that this tool requires a libcryptsetup from cryptsetup 1.6.0 or
678   later (which means libcryptsetup.so.4.5.0 or later). If the tool
679   complains about missing functions in libcryptsetup, you likely
680   have an earlier version from your distribution still installed. You
681   can either point the symbolic link(s) from libcryptsetup.so.4 to
682   the new version manually, or you can uninstall the distribution
683   version of cryptsetup and re-install that from cryptsetup >= 1.6.0
684   again to fix this.
685
686
687  * 4.3 Can a bad RAM module cause problems?
688
689   LUKS and dm-crypt can give the RAM quite a workout, especially when
690   combined with software RAID. In particular the combination RAID5 +
691   LUKS + XFS seems to uncover RAM problems that never caused obvious
692   problems before. Symptoms vary, but often the problem manifest
693   itself when copying large amounts of data, typically several times
694   larger than your main memory.
695
696   Side note: One thing you should always do on large data
697   copy/movements is to run a verify, for example with the "-d"
698   option of "tar" or by doing a set of MD5 checksums on the source
699   or target with
700
701       find . -type f -exec md5sum \{\} \; > checksum-file
702  
703   and then a "md5sum -c checksum-file" on the other side. If you get
704   mismatches here, RAM is the primary suspect. A lesser suspect is
705   an overclocked CPU. I have found countless hardware problems in
706   verify runs after copying or making backups. Bit errors are much
707   more common than most people think.
708
709   Some RAM issues are even worse and corrupt structures in one of the
710   layers. This typically results in lockups, CPU state dumps in the
711   system logs, kernel panic or other things. It is quite possible to
712   have the problem with an encrypted device, but not with an
713   otherwise the same unencrypted device. The reason for that is that
714   encryption has an error amplification property: You flip one bit
715   in an encrypted data block, and the decrypted version has half of
716   its bits flipped. This is an important security property for modern
717   ciphers. With the usual modes in cryptsetup (CBC, ESSIV, XTS), you
718   get up to a completely changed 512 byte block per bit error. A
719   corrupt block causes a lot more havoc than the occasionally
720   flipped single bit and can result in various obscure errors.
721
722   Note, that a verify run on copying between encrypted or
723   unencrypted devices will reliably detect corruption, even when the
724   copying itself did not report any problems. If you find defect
725   RAM, assume all backups and copied data to be suspect, unless you
726   did a verify.
727
728
729  * 4.4 How do I test RAM?
730
731   First you should know that overclocking often makes memory
732   problems worse. So if you overclock (which I strongly recommend
733   against in a system holding data that has some worth), run the
734   tests with the overclocking active.
735
736   There are two good options. One is Memtest86+ and the other is
737   "memtester" by Charles Cazabon. Memtest86+ requires a reboot and
738   then takes over the machine, while memtester runs from a
739   root-shell. Both use different testing methods and I have found
740   problems fast with each one that the other needed long to find. I
741   recommend running the following procedure until the first error is
742   found:
743
744   - Run Memtest86+ for one cycle
745
746   - Run memtester for one cycle (shut down as many other applications
747   as possible)
748
749   - Run Memtest86+ for 24h or more
750
751   - Run memtester for 24h or more
752
753   If all that does not produce error messages, your RAM may be sound,
754   but I have had one weak bit that Memtest86+ needed around 60 hours
755   to find. If you can reproduce the original problem reliably, a good
756   additional test may be to remove half of the RAM (if you have more
757   than one module) and try whether the problem is still there and if
758   so, try with the other half. If you just have one module, get a
759   different one and try with that. If you do overclocking, reduce
760   the settings to the most conservative ones available and try with
761   that.
762
763
764 5. Security Aspects 
765
766
767  * 5.1 How long is a secure passphrase ?
768
769   This is just the short answer. For more info and explanation of
770   some of the terms used in this item, read the rest of Section 5.
771   The actual recommendation is at the end of this item.
772
773   First, passphrase length is not really the right measure,
774   passphrase entropy is. For example, a random lowercase letter (a-z)
775   gives you 4.7 bit of entropy, one element of a-z0-9 gives you 5.2
776   bits of entropy, an element of a-zA-Z0-9 gives you 5.9 bits and
777   a-zA-Z0-9!@#$%^&:-+ gives you 6.2 bits. On the other hand, a random
778   English word only gives you 0.6...1.3 bits of entropy per
779   character. Using sentences that make sense gives lower entropy,
780   series of random words gives higher entropy. Do not use sentences
781   that can be tied to you or found on your computer. This type of
782   attack is done routinely today.
783
784   That said, it does not matter too much what scheme you use, but it
785   does matter how much entropy your passphrase contains, because an
786   attacker has to try on average
787
788       1/2 * 2^(bits of entropy in passphrase)    
789  
790   different passphrases to guess correctly.
791
792   Historically, estimations tended to use computing time estimates,
793   but more modern approaches try to estimate cost of guessing a
794   passphrase.
795
796   As an example, I will try to get an estimate from the numbers in
797   http://it.slashdot.org/story/12/12/05/0623215/new-25-gpu-monster-devours-strong-passwords-in-minutes
798   More references can be found a the end of this document. Note that
799   these are estimates from the defender side, so assuming something
800   is easier than it actually is is fine. An attacker may still have
801   vastly higher cost than estimated here.
802
803   LUKS uses SHA1 for hasing per default. The claim in the reference is
804   63 billion tries/second for SHA1. We will leave aside the check
805   whether a try actually decrypts a key-slot. Now, the machine has 25
806   GPUs, which I will estimate at an overall lifetime cost of USD/EUR
807   1000 each, and an useful lifetime of 2 years. (This is on the low
808   side.) Disregarding downtime, the machine can then break
809
810      N = 63*10^9 * 3600 * 24 * 365 * 2 ~ 4*10^18     
811    
812   passphrases for EUR/USD 25k. That is one 62 bit passphrase hashed
813   once with SHA1 for EUR/USD 25k. Note that as this can be
814   parallelized, it can be done faster than 2 years with several of
815   these machines.
816
817   For plain dm-crypt (no hash iteration) this is it. This gives (with
818   SHA1, plain dm-crypt default is ripemd160 which seems to be
819   slightly slower than SHA1):
820
821     Passphrase entropy  Cost to break  
822     60 bit              EUR/USD     6k  
823     65 bit              EUR/USD   200K
824     70 bit              EUR/USD     6M
825     75 bit              EUR/USD   200M
826     80 bit              EUR/USD     6B
827     85 bit              EUR/USD   200B
828     ...                      ...    
829  
830   For LUKS, you have to take into account hash iteration in PBKDF2.
831   For a current CPU, there are about 100k iterations (as can be
832   queried with ''cryptsetup luksDump''.
833
834   The table above then becomes:
835
836     Passphrase entropy  Cost to break 
837     50 bit              EUR/USD   600k 
838     55 bit              EUR/USD    20M
839     60 bit              EUR/USD   600M  
840     65 bit              EUR/USD    20B
841     70 bit              EUR/USD   600B
842     75 bit              EUR/USD    20T
843     ...                      ...    
844  
845   Recommendation:
846
847   To get reasonable security for the next 10 years, it is a good idea
848   to overestimate by a factor of at least 1000.
849
850   Then there is the question of how much the attacker is willing to
851   spend. That is up to your own security evaluation. For general use,
852   I will assume the attacker is willing to spend up to 1 million
853   EUR/USD. Then we get the following recommendations:
854
855   Plain dm-crypt: Use > 80 bit. That is e.g. 17 random chars from a-z
856   or a random English sentence of > 135 characters length.
857
858   LUKS: Use > 65 bit. That is e.g. 14 random chars from a-z or a
859   random English sentence of > 108 characters length.
860
861   If paranoid, add at least 20 bit. That is roughly four additional
862   characters for random passphrases and roughly 32 characters for a
863   random English sentence.
864
865
866  * 5.2 Is LUKS insecure? Everybody can see I have encrypted data!
867
868   In practice it does not really matter. In most civilized countries
869   you can just refuse to hand over the keys, no harm done. In some
870   countries they can force you to hand over the keys, if they suspect
871   encryption. However the suspicion is enough, they do not have to
872   prove anything. This is for practical reasons, as even the presence
873   of a header (like the LUKS header) is not enough to prove that you
874   have any keys. It might have been an experiment, for example. Or it
875   was used as encrypted swap with a key from /dev/random. So they
876   make you prove you do not have encrypted data. Of course that is
877   just as impossible as the other way round.
878
879   This means that if you have a large set of random-looking data,
880   they can already lock you up. Hidden containers (encryption hidden
881   within encryption), as possible with Truecrypt, do not help
882   either. They will just assume the hidden container is there and
883   unless you hand over the key, you will stay locked up. Don't have
884   a hidden container? Though luck. Anybody could claim that.
885
886   Still, if you are concerned about the LUKS header, use plain
887   dm-crypt with a good passphrase. See also Section 2, "What is the
888   difference between "plain" and LUKS format?"
889
890
891  * 5.3 Should I initialize (overwrite) a new LUKS/dm-crypt partition?
892
893   If you just create a filesystem on it, most of the old data will
894   still be there. If the old data is sensitive, you should overwrite
895   it before encrypting. In any case, not initializing will leave the
896   old data there until the specific sector gets written. That may
897   enable an attacker to determine how much and where on the
898   partition data was written. If you think this is a risk, you can
899   prevent this by overwriting the encrypted device (here assumed to
900   be named "e1") with zeros like this:
901
902       dd_rescue -w /dev/zero /dev/mapper/e1
903  
904   or alternatively with one of the following more standard commands:
905
906       cat /dev/zero > /dev/mapper/e1
907       dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/e1
908        
909
910  * 5.4 How do I securely erase a LUKS (or other) partition?
911
912   For LUKS, if you are in a desperate hurry, overwrite the LUKS
913   header and key-slot area. This means overwriting the first
914   (keyslots x stripes x keysize) + offset bytes. For the default
915   parameters, this is the 1'052'672 bytes, i.e. 1MiB + 4096 of the
916   LUKS partition. For 512 bit key length (e.g. for aes-xts-plain with
917   512 bit key) this is 2MiB. (The different offset stems from
918   differences in the sector alignment of the key-slots.) If in doubt,
919   just be generous and overwrite the first 10MB or so, it will likely
920   still be fast enough. A single overwrite with zeros should be
921   enough. If you anticipate being in a desperate hurry, prepare the
922   command beforehand. Example with /dev/sde1 as the LUKS partition
923   and default parameters:
924
925       head -c 1052672 /dev/zero > /dev/sde1; sync
926  
927   A LUKS header backup or full backup will still grant access to
928   most or all data, so make sure that an attacker does not have
929   access to backups or destroy them as well.
930
931   If you have time, overwrite the whole LUKS partition with a single
932   pass of zeros. This is enough for current HDDs. For SSDs or FLASH
933   (USB sticks) you may want to overwrite the whole drive several
934   times to be sure data is not retained by wear leveling. This is
935   possibly still insecure as SSD technology is not fully understood
936   in this regard. Still, due to the anti-forensic properties of the
937   LUKS key-slots, a single overwrite of an SSD or FLASH drive could
938   be enough. If in doubt, use physical destruction in addition. Here
939   is a link to some current research results on erasing SSDs and
940   FLASH drives:
941   http://www.usenix.org/events/fast11/tech/full_papers/Wei.pdf
942
943   Keep in mind to also erase all backups.
944
945   Example for a zero-overwrite erase of partition sde1 done with
946   dd_rescue:
947
948       dd_rescue -w /dev/zero /dev/sde1   
949  
950
951  * 5.5 How do I securely erase a backup of a LUKS partition or header?
952
953   That depends on the medium it is stored on. For HDD and SSD, use
954   overwrite with zeros. For an SSD or FLASH drive (USB stick), you
955   may want to overwrite the complete SSD several times and use
956   physical destruction in addition, see last item. For re-writable
957   CD/DVD, a single overwrite should also be enough, due to the
958   anti-forensic properties of the LUKS keyslots. For write-once
959   media, use physical destruction. For low security requirements,
960   just cut the CD/DVD into several parts. For high security needs,
961   shred or burn the medium. If your backup is on magnetic tape, I
962   advise physical destruction by shredding or burning, after
963   overwriting . The problem with magnetic tape is that it has a
964   higher dynamic range than HDDs and older data may well be
965   recoverable after overwrites. Also write-head alignment issues can
966   lead to data not actually being deleted at all during overwrites.
967
968
969  * 5.6 What about backup? Does it compromise security?
970
971   That depends. See item 6.7.
972
973
974  * 5.7 Why is all my data permanently gone if I overwrite the LUKS
975    header?
976
977   Overwriting the LUKS header in part or in full is the most common
978   reason why access to LUKS containers is lost permanently.
979   Overwriting can be done in a number of fashions, like creating a
980   new filesystem on the raw LUKS partition, making the raw partition
981   part of a raid array and just writing to the raw partition.
982
983   The LUKS header contains a 256 bit "salt" value and without that no
984   decryption is possible. While the salt is not secret, it is
985   key-grade material and cannot be reconstructed. This is a
986   cryptographically strong "cannot". From observations on the
987   cryptsetup mailing-list, people typically go though the usual
988   stages of grief (Denial, Anger, Bargaining, Depression, Acceptance)
989   when this happens to them. Observed times vary between 1 day and 2
990   weeks to complete the cycle. Seeking help on the mailing-list is
991   fine. Even if we usually cannot help with getting back your data,
992   most people found the feedback comforting.
993
994   If your header does not contain an intact salt, best go directly
995   to the last stage ("Acceptance") and think about what to do now.
996   There is one exception that I know of: If your LUKS container is
997   still open, then it may be possible to extract the master key from
998   the running system. See Item "How do I recover the master key from
999   a mapped LUKS container?" in Section "Backup and Data Recovery".
1000
1001
1002  * 5.8 What is a "salt"?
1003
1004   A salt is a random key-grade value added to the passphrase before
1005   it is processed. It is not kept secret. The reason for using salts
1006   is as follows: If an attacker wants to crack the password for a
1007   single LUKS container, then every possible passphrase has to be
1008   tried. Typically an attacker will not try every binary value, but
1009   will try words and sentences from a dictionary.
1010
1011   If an attacker wants to attack several LUKS containers with the
1012   same dictionary, then a different approach makes sense: Compute the
1013   resulting slot-key for each dictionary element and store it on
1014   disk. Then the test for each entry is just the slow unlocking with
1015   the slot key (say 0.00001 sec) instead of calculating the slot-key
1016   first (1 sec). For a single attack, this does not help. But if you
1017   have more than one container to attack, this helps tremendously,
1018   also because you can prepare your table before you even have the
1019   container to attack! The calculation is also very simple to
1020   parallelize. You could, for example, use the night-time unused CPU
1021   power of your desktop PCs for this.
1022
1023   This is where the salt comes in. If the salt is combined with the
1024   passphrase (in the simplest form, just appended to it), you
1025   suddenly need a separate table for each salt value. With a
1026   reasonably-sized salt value (256 bit, e.g.) this is quite
1027   infeasible.
1028
1029
1030  * 5.9 Is LUKS secure with a low-entropy (bad) passphrase?
1031
1032   Note: You should only use the 94 printable characters from 7 bit
1033   ASCII code to prevent your passphrase from failing when the
1034   character encoding changes, e.g. because of a system upgrade, see
1035   also the note at the very start of this FAQ under "WARNINGS".
1036
1037   This needs a bit of theory. The quality of your passphrase is
1038   directly related to its entropy (information theoretic, not
1039   thermodynamic). The entropy says how many bits of "uncertainty" or
1040   "randomness" are in you passphrase. In other words, that is how
1041   difficult guessing the passphrase is.
1042
1043   Example: A random English sentence has about 1 bit of entropy per
1044   character. A random lowercase (or uppercase) character has about
1045   4.7 bit of entropy.
1046
1047   Now, if n is the number of bits of entropy in your passphrase and t
1048   is the time it takes to process a passphrase in order to open the
1049   LUKS container, then an attacker has to spend at maximum
1050
1051       attack_time_max = 2^n * t 
1052  
1053   time for a successful attack and on average half that. There is no
1054   way getting around that relationship. However, there is one thing
1055   that does help, namely increasing t, the time it takes to use a
1056   passphrase, see next FAQ item.
1057
1058   Still, if you want good security, a high-entropy passphrase is the
1059   only option. For example, a low-entropy passphrase can never be
1060   considered secure against a TLA-level (Three Letter Agency level,
1061   i.e. government-level) attacker, no matter what tricks are used in
1062   the key-derivation function. Use at least 64 bits for secret stuff.
1063   That is 64 characters of English text (but only if randomly chosen)
1064   or a combination of 12 truly random letters and digits.
1065
1066   For passphrase generation, do not use lines from very well-known
1067   texts (religious texts, Harry potter, etc.) as they are to easy to
1068   guess. For example, the total Harry Potter has about 1'500'000
1069   words (my estimation). Trying every 64 character sequence starting
1070   and ending at a word boundary would take only something like 20
1071   days on a single CPU and is entirely feasible. To put that into
1072   perspective, using a number of Amazon EC2 High-CPU Extra Large
1073   instances (each gives about 8 real cores), this test costs
1074   currently about 50USD/EUR, but can be made to run arbitrarily fast.
1075
1076   On the other hand, choosing 1.5 lines from, say, the Wheel of Time
1077   is in itself not more secure, but the book selection adds quite a
1078   bit of entropy. (Now that I have mentioned it here, don't use tWoT
1079   either!) If you add 2 or 3 typos or switch some words around, then
1080   this is good passphrase material.
1081
1082
1083  * 5.10 What is "iteration count" and why is decreasing it a bad idea?
1084
1085   Iteration count is the number of PBKDF2 iterations a passphrase is
1086   put through before it is used to unlock a key-slot. Iterations are
1087   done with the explicit purpose to increase the time that it takes
1088   to unlock a key-slot. This provides some protection against use of
1089   low-entropy passphrases.
1090
1091   The idea is that an attacker has to try all possible passphrases.
1092   Even if the attacker knows the passphrase is low-entropy (see last
1093   item), it is possible to make each individual try take longer. The
1094   way to do this is to repeatedly hash the passphrase for a certain
1095   time. The attacker then has to spend the same time (given the same
1096   computing power) as the user per try. With LUKS, the default is 1
1097   second of PBKDF2 hashing.
1098
1099   Example 1: Lets assume we have a really bad passphrase (e.g. a
1100   girlfriends name) with 10 bits of entropy. With the same CPU, an
1101   attacker would need to spend around 500 seconds on average to
1102   break that passphrase. Without iteration, it would be more like
1103   0.0001 seconds on a modern CPU.
1104
1105   Example 2: The user did a bit better and has 32 chars of English
1106   text. That would be about 32 bits of entropy. With 1 second
1107   iteration, that means an attacker on the same CPU needs around 136
1108   years. That is pretty impressive for such a weak passphrase.
1109   Without the iterations, it would be more like 50 days on a modern
1110   CPU, and possibly far less.
1111
1112   In addition, the attacker can both parallelize and use special
1113   hardware like GPUs or FPGAs to speed up the attack. The attack can
1114   also happen quite some time after the luksFormat operation and CPUs
1115   can have become faster and cheaper. For that reason you want a
1116   bit of extra security. Anyways, in Example 1 your are screwed.
1117   In example 2, not necessarily. Even if the attack is faster, it
1118   still has a certain cost associated with it, say 10000 EUR/USD
1119   with iteration and 1 EUR/USD without iteration. The first can be
1120   prohibitively expensive, while the second is something you try
1121   even without solid proof that the decryption will yield something
1122   useful.
1123
1124   The numbers above are mostly made up, but show the idea. Of course
1125   the best thing is to have a high-entropy passphrase.
1126
1127   Would a 100 sec iteration time be even better? Yes and no.
1128   Cryptographically it would be a lot better, namely 100 times better.
1129   However, usability is a very important factor for security
1130   technology and one that gets overlooked surprisingly often. For
1131   LUKS, if you have to wait 2 minutes to unlock the LUKS container,
1132   most people will not bother and use less secure storage instead. It
1133   is better to have less protection against low-entropy passphrases
1134   and people actually use LUKS, than having them do without
1135   encryption altogether.
1136
1137   Now, what about decreasing the iteration time? This is generally a
1138   very bad idea, unless you know and can enforce that the users only
1139   use high-entropy passphrases. If you decrease the iteration time
1140   without ensuring that, then you put your users at increased risk,
1141   and considering how rarely LUKS containers are unlocked in a
1142   typical work-flow, you do so without a good reason. Don't do it.
1143   The iteration time is already low enough that users with entropy
1144   low passphrases are vulnerable. Lowering it even further increases
1145   this danger significantly.
1146
1147
1148  * 5.11 Some people say PBKDF2 is insecure?
1149
1150   There is some discussion that a hash-function should have a "large
1151   memory" property, i.e. that it should require a lot of memory to be
1152   computed. This serves to prevent attacks using special programmable
1153   circuits, like FPGAs, and attacks using graphics cards. PBKDF2
1154   does not need a lot of memory and is vulnerable to these attacks.
1155   However, the publication usually referred in these discussions is
1156   not very convincing in proving that the presented hash really is
1157   "large memory" (that may change, email the FAQ maintainer when it
1158   does) and it is of limited usefulness anyways. Attackers that use
1159   clusters of normal PCs will not be affected at all by a "large
1160   memory" property. For example the US Secret Service is known to
1161   use the off-hour time of all the office PCs of the Treasury for
1162   password breaking. The Treasury has about 110'000 employees.
1163   Assuming every one has an office PC, that is significant computing
1164   power, all of it with plenty of memory for computing "large
1165   memory" hashes. Bot-net operators also have all the memory they
1166   want. The only protection against a resourceful attacker is a
1167   high-entropy passphrase, see items 5.9 and 5.10.
1168
1169
1170  * 5.12 What about iteration count with plain dm-crypt?
1171
1172   Simple: There is none. There is also no salting. If you use plain
1173   dm-crypt, the only way to be secure is to use a high entropy
1174   passphrase. If in doubt, use LUKS instead.
1175
1176
1177  * 5.13 Is LUKS with default parameters less secure on a slow CPU?
1178
1179   Unfortunately, yes. However the only aspect affected is the
1180   protection for low-entropy passphrase or master-key. All other
1181   security aspects are independent of CPU speed.
1182
1183   The master key is less critical, as you really have to work at it
1184   to give it low entropy. One possibility is to supply the master key
1185   yourself. If that key is low-entropy, then you get what you
1186   deserve. The other known possibility is to use /dev/urandom for
1187   key generation in an entropy-starved situation (e.g. automatic
1188   installation on an embedded device without network and other entropy
1189   sources).
1190
1191   For the passphrase, don't use a low-entropy passphrase. If your
1192   passphrase is good, then a slow CPU will not matter. If you insist
1193   on a low-entropy passphrase on a slow CPU, use something like
1194   "--iter-time=10" or higher and wait a long time on each LUKS unlock
1195   and pray that the attacker does not find out in which way exactly
1196   your passphrase is low entropy. This also applies to low-entropy
1197   passphrases on fast CPUs. Technology can do only so much to
1198   compensate for problems in front of the keyboard.
1199
1200
1201  * 5.14 Why was the default aes-cbc-plain replaced with aes-cbc-essiv?
1202
1203   Note: This item applies both to plain dm-crypt and to LUKS
1204
1205   The problem is that cbc-plain has a fingerprint vulnerability, where
1206   a specially crafted file placed into the crypto-container can be
1207   recognized from the outside. The issue here is that for cbc-plain
1208   the initialization vector (IV) is the sector number. The IV gets
1209   XORed to the first data chunk of the sector to be encrypted. If you
1210   make sure that the first data block to be stored in a sector
1211   contains the sector number as well, the first data block to be
1212   encrypted is all zeros and always encrypted to the same ciphertext.
1213   This also works if the first data chunk just has a constant XOR
1214   with the sector number. By having several shifted patterns you can
1215   take care of the case of a non-power-of-two start sector number of
1216   the file.
1217
1218   This mechanism allows you to create a pattern of sectors that have
1219   the same first ciphertext block and signal one bit per sector to the
1220   outside, allowing you to e.g. mark media files that way for
1221   recognition without decryption. For large files this is a
1222   practical attack. For small ones, you do not have enough blocks to
1223   signal and take care of different file starting offsets.
1224
1225   In order to prevent this attack, the default was changed to
1226   cbc-essiv. ESSIV uses a keyed hash of the sector number, with the
1227   encryption key as key. This makes the IV unpredictable without
1228   knowing the encryption key and the watermarking attack fails.
1229
1230
1231  * 5.15 Are there any problems with "plain" IV? What is "plain64"?
1232
1233   First, "plain" and "plain64" are both not secure to use with CBC,
1234   see previous FAQ item.
1235
1236   However there are modes, like XTS, that are secure with "plain" IV.
1237   The next limit is that "plain" is 64 bit, with the upper 32 bit set
1238   to zero. This means that on volumes larger than 2TiB, the IV
1239   repeats, creating a vulnerability that potentially leaks some
1240   data. To avoid this, use "plain64", which uses the full sector
1241   number up to 64 bit. Note that "plain64" requires a kernel >=
1242   2.6.33. Also note that "plain64" is backwards compatible for
1243   volume sizes <= 2TiB, but not for those > 2TiB. Finally, "plain64"
1244   does not cause any performance penalty compared to "plain".
1245
1246
1247  * 5.16 What about XTS mode?
1248
1249   XTS mode is potentially even more secure than cbc-essiv (but only if
1250   cbc-essiv is insecure in your scenario). It is a NIST standard and
1251   used, e.g. in Truecrypt. At the moment, if you want to use it, you
1252   have to specify it manually as "aes-xts-plain", i.e.
1253
1254       cryptsetup -c aes-xts-plain luksFormat <device>
1255  
1256   For volumes >2TiB and kernels >= 2.6.33 use "plain64" (see FAQ
1257   item on "plain" and "plain64"):
1258
1259       cryptsetup -c aes-xts-plain64 luksFormat <device>
1260  
1261   There is a potential security issue with XTS mode and large blocks.
1262   LUKS and dm-crypt always use 512B blocks and the issue does not
1263   apply.
1264
1265
1266  * 5.17 Is LUKS FIPS-140-2 certified?
1267
1268   No. But that is more a problem of FIPS-140-2 than of LUKS. From a
1269   technical point-of-view, LUKS with the right parameters would be
1270   FIPS-140-2 compliant, but in order to make it certified, somebody
1271   has to pay real money for that. And then, whenever cryptsetup is
1272   changed or extended, the certification lapses and has to be
1273   obtained again.
1274
1275   From the aspect of actual security, LUKS with default parameters
1276   should be as good as most things that are FIPS-140-2 certified,
1277   although you may want to make sure to use /dev/random (by
1278   specifying --use-random on luksFormat) as randomness source for
1279   the master key to avoid being potentially insecure in an
1280   entropy-starved situation.
1281
1282
1283  * 5.18 What about Plausible Deniability?
1284
1285   First let me attempt a definition for the case of encrypted
1286   filesystems: Plausible deniability is when you hide encrypted data
1287   inside an encrypted container and it is not possible to prove it is
1288   there. The idea is compelling and on first glance it seems
1289   possible to do it. And from a cryptographic point of view, it
1290   actually is possible.
1291
1292   So, does it work in practice? No, unfortunately. The reasoning used
1293   by its proponents is fundamentally flawed in several ways and the
1294   cryptographic properties fail fatally when colliding with the real
1295   world.
1296
1297   First, why should "I do not have a hidden partition" be any more
1298   plausible than "I forgot my crypto key" or "I wiped that partition
1299   with random data, nothing in there"? I do not see any reason.
1300
1301   Second, there are two types of situations: Either they cannot force
1302   you to give them the key (then you simply do not) or the can. In
1303   the second case, they can always do bad things to you, because they
1304   cannot prove that you have the key in the first place! This means
1305   they do not have to prove you have the key, or that this random
1306   looking data on your disk is actually encrypted data. So the
1307   situation will allow them to waterboard/lock-up/deport you
1308   anyways, regardless of how "plausible" your deniability is. Do not
1309   have a hidden partition you could show to them, but there are
1310   indications you may? Too bad for you. Unfortunately "plausible
1311   deniability" also means you cannot prove there is no hidden data.
1312
1313   Third, hidden partitions are not that hidden. There are basically
1314   just two possibilities: a) Make a large crypto container, but put a
1315   smaller filesystem in there and put the hidden partition into the
1316   free space. Unfortunately this is glaringly obvious and can be
1317   detected in an automated fashion. This means that the initial
1318   suspicion to put you under duress in order to make you reveal you
1319   hidden data is given. b) Make a filesystem that spans the whole
1320   encrypted partition, and put the hidden partition into space not
1321   currently used by that filesystem. Unfortunately that is also
1322   glaringly obvious, as you then cannot write to the filesystem
1323   without a high risk of destroying data in the hidden container.
1324   Have not written anything to the encrypted filesystem  in a while?
1325   Too bad, they have the suspicion they need to do unpleasant things
1326   to you.
1327
1328   To be fair, if you prepare option b) carefully and directly before
1329   going into danger, it may work. But then, the mere presence of
1330   encrypted data may already be enough to get you into trouble in
1331   those places were they can demand encryption keys.
1332
1333   Here is an additional reference for some problems with plausible
1334   deniability: http://www.schneier.com/paper-truecrypt-dfs.pdf I
1335   strongly suggest you read it.
1336
1337   So, no, I will not provide any instructions on how to do it with
1338   plain dm-crypt or LUKS. If you insist on shooting yourself in the
1339   foot, you can figure out how to do it yourself.
1340
1341
1342  * 5.19 What about SSDs, Flash and Hybrid Drives?
1343
1344   The problem is that you cannot reliably erase parts of these
1345   devices, mainly due to wear-leveling and possibly defect
1346   management.
1347
1348   Basically, when overwriting a sector (of 512B), what the device
1349   does is to move an internal sector (may be 128kB or even larger) to
1350   some pool of discarded, not-yet erased unused sectors, take a
1351   fresh empty sector from the empty-sector pool and copy the old
1352   sector over with the changes to the small part you wrote. This is
1353   done in some fashion so that larger writes do not cause a lot of
1354   small internal updates.
1355
1356   The thing is that the mappings between outside-addressable sectors
1357   and inside sectors is arbitrary (and the vendors are not talking).
1358   Also the discarded sectors are not necessarily erased immediately.
1359   They may linger a long time.
1360
1361   For plain dm-crypt, the consequences are that older encrypted data
1362   may be lying around in some internal pools of the device. Thus may
1363   or may not be a problem and depends on the application. Remember
1364   the same can happen with a filesystem if consecutive writes to the
1365   same area of a file can go to different sectors.
1366
1367   However, for LUKS, the worst case is that key-slots and LUKS
1368   header may end up in these internal pools. This means that password
1369   management functionality is compromised (the old passwords may
1370   still be around, potentially for a very long time) and that fast
1371   erase by overwriting the header and key-slot area is insecure.
1372
1373   Also keep in mind that the discarded/used pool may be large. For
1374   example, a 240GB SSD has about 16GB of spare area in the chips that
1375   it is free to do with as it likes. You would need to make each
1376   individual key-slot larger than that to allow reliable overwriting.
1377   And that assumes the disk thinks all other space is in use.
1378   Reading the internal pools using forensic tools is not that hard,
1379   but may involve some soldering.
1380
1381   What to do?
1382
1383   If you trust the device vendor (you probably should not...) you can
1384   try an ATA "secure erase" command for SSDs. That does not work for
1385   USB keys though and may or may not be secure for a hybrid drive. If
1386   it finishes on an SSD after a few seconds, it was possibly faked.
1387   UNfortunately, for hybrid drives that indicator does not work, as
1388   the drive may well take the time to dully erase the magnetic part,
1389   but only mark the SSD/Flash part as erased while data is still in
1390   there.
1391
1392   If you can do without password management and are fine with doing
1393   physical destruction for permanently deleting data (always after
1394   one or several full overwrites!), you can use plain dm-crypt or
1395   LUKS.
1396
1397   If you want or need the original LUKS security features to work,
1398   you can use a detached LUKS header and put that on a conventional,
1399   magnetic disk. That leaves potentially old encrypted data in the
1400   pools on the disk, but otherwise you get LUKS with the same
1401   security as on a magnetic disk.
1402
1403   If you are concerned about your laptop being stolen, you are likely
1404   fine using LUKS on an SSD or hybrid drive. An attacker would need
1405   to have access to an old passphrase (and the key-slot for this old
1406   passphrase would actually need to still be somewhere in the SSD)
1407   for your data to be at risk. So unless you pasted your old
1408   passphrase all over the Internet or the attacker has knowledge of
1409   it from some other source and does a targeted laptop theft to get
1410   at your data, you should be fine.
1411
1412
1413 6. Backup and Data Recovery 
1414
1415
1416  * 6.1 Why do I need Backup?
1417
1418   First, disks die. The rate for well-treated (!) disk is about 5%
1419   per year, which is high enough to worry about. There is some
1420   indication that this may be even worse for some SSDs. This applies
1421   both to LUKS and plain dm-crypt partitions.
1422
1423   Second, for LUKS, if anything damages the LUKS header or the
1424   key-stripe area then decrypting the LUKS device can become
1425   impossible. This is a frequent occurrence. For example an
1426   accidental format as FAT or some software overwriting the first
1427   sector where it suspects a partition boot sector typically makes a
1428   LUKS partition permanently inaccessible. See more below on LUKS
1429   header damage.
1430
1431   So, data-backup in some form is non-optional. For LUKS, you may
1432   also want to store a header backup in some secure location. This
1433   only needs an update if you change passphrases.
1434
1435
1436  * 6.2 How do I backup a LUKS header?
1437
1438   While you could just copy the appropriate number of bytes from the
1439   start of the LUKS partition, the best way is to use command option
1440   "luksHeaderBackup" of cryptsetup. This protects also against
1441   errors when non-standard parameters have been used in LUKS
1442   partition creation. Example:
1443
1444  
1445      cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>
1446  
1447   To restore, use the inverse command, i.e.
1448
1449      cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>
1450  
1451
1452  * 6.3 How do I test a LUKS header?
1453
1454   Use
1455
1456      cryptsetup -v isLuks <device>
1457  
1458   on the device. Without the "-v" it just signals its result via
1459   exit-status. You can also use the more general test
1460
1461       blkid -p <device>
1462  
1463   which will also detect other types and give some more info. Omit
1464   "-p" for old versions of blkid that do not support it.
1465
1466
1467  * 6.4 How do I backup a LUKS or dm-crypt partition?
1468
1469   There are two options, a sector-image and a plain file or
1470   filesystem backup of the contents of the partition. The sector
1471   image is already encrypted, but cannot be compressed and contains
1472   all empty space. The filesystem backup can be compressed, can
1473   contain only part of the encrypted device, but needs to be
1474   encrypted separately if so desired.
1475
1476   A sector-image will contain the whole partition in encrypted form,
1477   for LUKS the LUKS header, the keys-slots and the data area. It can
1478   be done under Linux e.g. with dd_rescue (for a direct image copy)
1479   and with "cat" or "dd". Example:
1480
1481       cat /dev/sda10 > sda10.img
1482       dd_rescue /dev/sda10 sda10.img 
1483  
1484   You can also use any other backup software that is capable of making
1485   a sector image of a partition. Note that compression is
1486   ineffective for encrypted data, hence it does not make sense to
1487   use it.
1488
1489   For a filesystem backup, you decrypt and mount the encrypted
1490   partition and back it up as you would a normal filesystem. In this
1491   case the backup is not encrypted, unless your encryption method
1492   does that. For example you can encrypt a backup with "tar" as
1493   follows with GnuPG:
1494
1495       tar cjf - <path> | gpg --cipher-algo AES -c - > backup.tbz2.gpg
1496  
1497   And verify the backup like this if you are at "path":
1498
1499       cat backup.tbz2.gpg | gpg - | tar djf - 
1500  
1501   Note: Always verify backups, especially encrypted ones.
1502
1503   In both cases GnuPG will ask you interactively for your symmetric
1504   key. The verify will only output errors. Use "tar dvjf -" to get
1505   all comparison results. To make sure no data is written to disk
1506   unencrypted, turn off swap if it is not encrypted before doing the
1507   backup.
1508
1509   You can of course use different or no compression and you can use
1510   an asymmetric key if you have one and have a backup of the secret
1511   key that belongs to it.
1512
1513   A second option for a filesystem-level backup that can be used when
1514   the backup is also on local disk (e.g. an external USB drive) is
1515   to use a LUKS container there and copy the files to be backed up
1516   between both mounted containers. Also see next item.
1517
1518
1519  * 6.5 Do I need a backup of the full partition? Would the header and
1520    key-slots not be enough?
1521
1522   Backup protects you against two things: Disk loss or corruption
1523   and user error. By far the most questions on the dm-crypt mailing
1524   list about how to recover a damaged LUKS partition are related
1525   to user error. For example, if you create a new filesystem on a
1526   LUKS partition, chances are good that all data is lost
1527   permanently.
1528
1529   For this case, a header+key-slot backup would often be enough. But
1530   keep in mind that a well-treated (!) HDD has roughly a failure
1531   risk of 5% per year. It is highly advisable to have a complete
1532   backup to protect against this case.
1533
1534
1535   * *6.6 What do I need to backup if I use "decrypt_derived"?
1536
1537   This is a script in Debian, intended for mounting /tmp or swap with
1538   a key derived from the master key of an already decrypted device.
1539   If you use this for an device with data that should be persistent,
1540   you need to make sure you either do not lose access to that master
1541   key or have a backup of the data. If you derive from a LUKS
1542   device, a header backup of that device would cover backing up the
1543   master key. Keep in mind that this does not protect against disk
1544   loss.
1545
1546   Note: If you recreate the LUKS header of the device you derive from
1547   (using luksFormat), the master key changes even if you use the same
1548   passphrase(s) and you will not be able to decrypt the derived
1549   device with the new LUKS header.
1550
1551
1552  * 6.7 Does a backup compromise security?
1553
1554   Depends on how you do it. However if you do not have one, you are
1555   going to eventually lose your encrypted data.
1556
1557   There are risks introduced by backups. For example if you
1558   change/disable a key-slot in LUKS, a binary backup of the partition
1559   will still have the old key-slot. To deal with this, you have to
1560   be able to change the key-slot on the backup as well, securely
1561   erase the backup or do a filesystem-level backup instead of a binary
1562   one.
1563
1564   If you use dm-crypt, backup is simpler: As there is no key
1565   management, the main risk is that you cannot wipe the backup when
1566   wiping the original. However wiping the original for dm-crypt
1567   should consist of forgetting the passphrase and that you can do
1568   without actual access to the backup.
1569
1570   In both cases, there is an additional (usually small) risk with
1571   binary backups: An attacker can see how many sectors and which
1572   ones have been changed since the backup. To prevent this, use a
1573   filesystem level backup method that encrypts the whole backup in
1574   one go, e.g. as described above with tar and GnuPG.
1575
1576   My personal advice is to use one USB disk (low value data) or
1577   three disks (high value data) in rotating order for backups, and
1578   either use independent LUKS partitions on them, or use encrypted
1579   backup with tar and GnuPG.
1580
1581   If you do network-backup or tape-backup, I strongly recommend to
1582   go the filesystem backup path with independent encryption, as you
1583   typically cannot reliably delete data in these scenarios,
1584   especially in a cloud setting. (Well, you can burn the tape if it
1585   is under your control...)
1586
1587
1588  * 6.8 What happens if I overwrite the start of a LUKS partition or
1589    damage the LUKS header or key-slots?
1590
1591   There are two critical components for decryption: The salt values
1592   in the header itself and the key-slots. If the salt values are
1593   overwritten or changed, nothing (in the cryptographically strong
1594   sense) can be done to access the data, unless there is a backup
1595   of the LUKS header. If a key-slot is damaged, the data can still
1596   be read with a different key-slot, if there is a remaining
1597   undamaged and used key-slot. Note that in order to make a key-slot
1598   unrecoverable in a cryptographically strong sense, changing about
1599   4-6 bits in random locations of its 128kiB size is quite enough.
1600
1601
1602  * 6.9 What happens if I (quick) format a LUKS partition?
1603
1604   I have not tried the different ways to do this, but very likely you
1605   will have written a new boot-sector, which in turn overwrites the
1606   LUKS header, including the salts, making your data permanently
1607   irretrievable, unless you have a LUKS header backup. You may also
1608   damage the key-slots in part or in full. See also last item.
1609
1610
1611  * 6.10 How do I recover the master key from a mapped LUKS container?
1612
1613   This is typically only needed if you managed to damage your LUKS
1614   header, but the container is still mapped, i.e. "luksOpen"ed. It
1615   also helps if you have a mapped container that you forgot or do not
1616   know a passphrase for (e.g. on a long running server.)
1617
1618   WARNING: Things go wrong, do a full backup before trying this!
1619
1620   WARNING: This exposes the master key of the LUKS container. Note
1621   that both ways to recreate a LUKS header with the old master key
1622   described below will write the master key to disk. Unless you are
1623   sure you have securely erased it afterwards, e.g. by writing it to
1624   an encrypted partition, RAM disk or by erasing the filesystem you
1625   wrote it to by a complete overwrite, you should change the master
1626   key afterwards.    Changing the master key requires a full data
1627   backup, luksFormat and then restore of the backup.
1628
1629   First, there is a script by Milan that automates    the whole
1630   process, except generating a new LUKS header with the old master
1631   key (it prints the command for that though):
1632
1633 http://code.google.com/p/cryptsetup/source/browse/misc/luks-header-from-active
1634
1635   You can also do this manually. Here is how:
1636
1637   - Get the master key from the device mapper. This is done by the
1638   following command. Substitute c5 for whatever you mapped to:
1639
1640       # dmsetup table --target crypt --showkey /dev/mapper/c5
1641       Result:
1642       0 200704 crypt aes-cbc-essiv:sha256 
1643       a1704d9715f73a1bb4db581dcacadaf405e700d591e93e2eaade13ba653d0d09 
1644       0 7:0 4096
1645  
1646   The result is actually one line, wrapped here for clarity. The long
1647   hex string is the master key.
1648
1649   - Convert the master key to a binary file representation. You can
1650   do this manually, e.g. with hexedit. You can also use the tool
1651   "xxd" from vim like this:
1652
1653       echo "a1704d9....53d0d09" | xxd -r -p > <master-key-file>
1654  
1655   - Do a luksFormat to create a new LUKS header.
1656
1657     NOTE: If your header is intact and you just forgot the
1658   passphrase, you can just set a new passphrase, see next
1659   sub-item.
1660
1661   Unmap the device before you do that (luksClose). Then do
1662
1663       cryptsetup luksFormat --master-key-file=<master-key-file> <luks device>
1664  
1665   Note that if the container was created with other than the default
1666   settings of the cryptsetup version you are using, you need to give
1667   additional parameters specifying the deviations. If in doubt, try
1668   the script by Milan. It does recover the other parameters as well.
1669
1670   Side note: This is the way the decrypt_derived script gets at the
1671   master key. It just omits the conversion and hashes the master key
1672   string.
1673
1674   - If the header is intact and you just forgot the passphrase, just
1675   set a new passphrase like this:
1676
1677       cryptsetup luksAddKey --master-key-file=<master-key-file> <luks device>
1678  
1679   You may want to disable the old one afterwards.
1680
1681
1682  * 6.11 What does the on-disk structure of dm-crypt look like?
1683
1684   There is none. dm-crypt takes a block device and gives encrypted
1685   access to each of its blocks with a key derived from the passphrase
1686   given. If you use a cipher different than the default, you have to
1687   specify that as a parameter to cryptsetup too. If you want to
1688   change the password, you basically have to create a second
1689   encrypted device with the new passphrase and copy your data over.
1690   On the plus side, if you accidentally overwrite any part of a
1691   dm-crypt device, the damage will be limited to the are you
1692   overwrote.
1693
1694
1695  * 6.12 What does the on-disk structure of LUKS look like?
1696
1697   A LUKS partition consists of a header, followed by 8 key-slot
1698   descriptors, followed by 8 key slots, followed by the encrypted
1699   data area.
1700
1701   Header and key-slot descriptors fill the first 592 bytes. The
1702   key-slot size depends on the creation parameters, namely on the
1703   number of anti-forensic stripes, key material offset and master
1704   key size.
1705
1706   With the default parameters, each key-slot is a bit less than
1707   128kiB in size. Due to sector alignment of the key-slot start,
1708   that means the key block 0 is at offset 0x1000-0x20400, key
1709   block 1 at offset 0x21000-0x40400, and key block 7 at offset
1710   0xc1000-0xe0400. The space to the next full sector address is
1711   padded with zeros. Never used key-slots are filled with what the
1712   disk originally contained there, a key-slot removed with
1713   "luksRemoveKey" or "luksKillSlot" gets filled with 0xff. Due to
1714   2MiB default alignment, start of the data area for cryptsetup 1.3
1715   and later is at 2MiB, i.e. at 0x200000. For older versions, it is
1716   at 0x101000, i.e. at 1'052'672 bytes, i.e. at 1MiB + 4096 bytes
1717   from the start of the partition. Incidentally, "luksHeaderBackup"
1718   for a LUKS container created with default parameters dumps exactly
1719   the first 2MiB (or 1'052'672 bytes for   headers created with
1720   cryptsetup versions < 1.3) to file and "luksHeaderRestore" restores
1721   them.
1722
1723   For non-default parameters, you have to figure out placement
1724   yourself. "luksDump" helps. See also next item. For the most common
1725   non-default settings, namely aes-xts-plain with 512 bit key, the
1726   offsets are: 1st keyslot 0x1000-0x3f800, 2nd keyslot
1727   0x40000-0x7e000, 3rd keyslot 0x7e000-0xbd800, ..., and start of
1728   bulk data at 0x200000.
1729
1730   The exact specification of the format is here:
1731   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/Specification
1732
1733
1734  * 6.13 What is the smallest possible LUKS container?
1735
1736   Note: From cryptsetup 1.3 onwards, alignment is set to 1MB. With
1737   modern Linux partitioning tools that also align to 1MB, this will
1738   result in alignment to 2k sectors and typical Flash/SSD sectors,
1739   which is highly desirable for a number of reasons. Changing the
1740   alignment is not recommended.
1741
1742   That said, with default parameters, the data area starts at
1743   exactly 2MB offset (at 0x101000 for cryptsetup versions before
1744   1.3). The smallest data area you can have is one sector of 512
1745   bytes. Data areas of 0 bytes can be created, but fail on mapping.
1746
1747   While you cannot put a filesystem into something this small, it may
1748   still be used to contain, for example, key. Note that with current
1749   formatting tools, a partition for a container this size will be
1750   3MiB anyways. If you put the LUKS container into a file (via
1751   losetup and a loopback device), the file needs to be 2097664 bytes
1752   in size, i.e. 2MiB + 512B.
1753
1754   There two ways to influence the start of the data area are key-size
1755   and alignment.
1756
1757   For alignment, you can go down to 1 on the parameter. This will
1758   still leave you with a data-area starting at 0x101000, i.e.
1759   1MiB+4096B (default parameters) as alignment will be rounded up to
1760   the next multiple of 8 (i.e. 4096 bytes) If in doubt, do a dry-run
1761   on a larger file and dump the LUKS header to get actual
1762   information.
1763
1764   For key-size, you can use 128 bit (e.g. AES-128 with CBC), 256 bit
1765   (e.g. AES-256 with CBC) or 512 bit (e.g. AES-256 with XTS mode).
1766   You can do 64 bit (e.g. blowfish-64 with CBC), but anything below
1767   128 bit has to be considered insecure today.
1768
1769   Example 1 - AES 128 bit with CBC:
1770
1771       cryptsetup luksFormat -s 128 --align-payload=8 <device>
1772  
1773   This results in a data offset of 0x81000, i.e. 516KiB or 528384
1774   bytes. Add one 512 byte sector and the smallest LUKS container size
1775   with these parameters is 516KiB + 512B or 528896 bytes.
1776
1777   Example 2 - Blowfish 64 bit with CBC (WARNING: insecure):
1778
1779       cryptsetup luksFormat -c blowfish -s 64 --align-payload=8 /dev/loop0
1780  
1781   This results in a data offset of 0x41000, i.e. 260kiB or 266240
1782   bytes, with a minimal LUKS container size of 260kiB + 512B or
1783   266752 bytes.
1784
1785
1786  * 6.14 I think this is overly complicated. Is there an alternative?
1787
1788   Not really. Encryption comes at a price. You can use plain
1789   dm-crypt to simplify things a bit. It does not allow multiple
1790   passphrases, but on the plus side, it has zero on disk description
1791   and if you overwrite some part of a plain dm-crypt partition,
1792   exactly the overwritten parts are lost (rounded up to sector
1793   borders).
1794
1795
1796  * 6.15 Can I clone a LUKS container?
1797
1798   You can, but it breaks security, because the cloned container has
1799   the same header and hence the same master key. You cannot change
1800   the master key on a LUKS container, even if you change the
1801   passphrase(s), the master key stays the same. That means whoever
1802   has access to one of the clones can decrypt them all, completely
1803   bypassing the passphrases.
1804
1805   The right way to do this is to first luksFormat the target
1806   container, then to clone the contents of the source container, with
1807   both containers mapped, i.e. decrypted. You can clone the decrypted
1808   contents of a LUKS container in binary mode, although you may run
1809   into secondary issues with GUIDs in filesystems, partition tables,
1810   RAID-components and the like. These are just the normal problems
1811   binary cloning causes.
1812
1813   Note that if you need to ship (e.g.) cloned LUKS containers with a
1814   default passphrase, that is fine as long as each container was
1815   individually created (and hence has its own master key). In this
1816   case, changing the default passphrase will make it secure again.
1817
1818
1819 7. Interoperability with other Disk Encryption Tools  
1820
1821
1822  * 7.1 What is this section about?
1823
1824   Cryptsetup for plain dm-crypt can be used to access a number of
1825   on-disk formats created by tools like loop-aes patched into
1826   losetup. This sometimes works and sometimes does not.    This
1827   section collects insights into what works, what does not and where
1828   more information is required.
1829
1830   Additional information may be found in the mailing-list archives,
1831   mentioned at the start of this FAQ document. If you have a
1832   solution working that is not yet documented here and think a wider
1833   audience may be interested, please email the FAQ maintainer.
1834
1835
1836  * 7.2 loop-aes: General observations.
1837
1838   One problem is that there are different versions of losetup around.
1839   loop-aes is a patch for losetup. Possible problems and deviations
1840   from cryptsetup option syntax include:
1841
1842   - Offsets specified in bytes (cryptsetup: 512 byte sectors)
1843
1844   - The need to specify an IV offset
1845
1846   - Encryption mode needs specifying (e.g. "-c twofish-cbc-plain")
1847
1848   - Key size needs specifying (e.g. "-s 128" for 128 bit keys)
1849
1850   - Passphrase hash algorithm needs specifying
1851
1852   Also note that because plain dm-crypt and loop-aes format does not
1853   have metadata, and while the loopAES extension for cryptsetup tries
1854   autodetection (see command loopaesOpen), it may not always work.
1855   If you still have the old set-up, using a verbosity option (-v)
1856   on mapping with the old tool or having a look into the system logs
1857   after setup could give you the information you need. Below, there
1858   are also some things that worked for somebody.
1859
1860
1861  * 7.3 loop-aes patched into losetup on Debian 5.x, kernel 2.6.32
1862
1863   In this case, the main problem seems to be that this variant of
1864   losetup takes the offset (-o option) in bytes, while cryptsetup
1865   takes it in sectors of 512 bytes each. Example: The losetup command
1866
1867   losetup -e twofish -o 2560 /dev/loop0 /dev/sdb1 
1868   mount /dev/loop0 mount-point
1869  
1870   translates to
1871
1872   cryptsetup create -c twofish -o 5 --skip 5 e1 /dev/sdb1
1873   mount /dev/mapper/e1 mount-point
1874  
1875
1876  * 7.4 loop-aes with 160 bit key
1877
1878   This seems to be sometimes used with twofish and blowfish and
1879   represents a 160 bit ripemed160 hash output padded to 196 bit key
1880   length. It seems the corresponding options for cryptsetup are
1881
1882   --cipher twofish-cbc-null -s 192 -h ripemd160:20
1883  
1884
1885  * 7.5 loop-aes v1 format OpenSUSE
1886
1887   Apparently this is done by older OpenSUSE distros and stopped
1888   working from OpenSUSE 12.1 to 12.2. One user had success with the
1889   following:
1890
1891   cryptsetup create <target> <device> -c aes -s 128 -h sha256
1892  
1893
1894  * 7.6 Kernel encrypted loop device (cryptoloop)
1895
1896   There are a number of different losetup implementations for using
1897   encrypted loop devices so getting this to work may need a bit of
1898   experimentation.
1899
1900   NOTE: Do NOT use this for new containers! Some of the existing
1901   implementations are insecure and future support is uncertain.
1902
1903   Example for a compatible mapping:
1904
1905     losetup -e twofish -N /dev/loop0 /image.img
1906  
1907   translates to
1908
1909     cryptsetup create image_plain /image.img -c twofish-cbc-plain -H plain
1910  
1911   with the mapping being done to /dev/mapper/image_plain instead of
1912   to /dev/loop0.
1913
1914   More details:
1915
1916   Cipher, mode and pasword hash (or no hash):
1917
1918   -e cipher [-N]        => -c cipher-cbc-plain -H plain [-s 256]
1919   -e cipher             => -c cipher-cbc-plain -H ripemd160 [-s 256]
1920  
1921   Key size and offsets (losetup: bytes, cryptsetuop: sectors of 512
1922   bytes):
1923
1924   -k 128                 => -s 128
1925   -o 2560                => -o 5 -p 5       # 2560/512 = 5
1926  
1927   There is no replacement for --pass-fd, it has to be emulated using
1928   keyfiles, see the cryptsetup man-page.
1929
1930
1931 8. Issues with Specific Versions of cryptsetup 
1932
1933
1934  * 8.1 When using the create command for plain dm-crypt with
1935    cryptsetup 1.1.x, the mapping is incompatible and my data is not
1936    accessible anymore!
1937
1938   With cryptsetup 1.1.x, the distro maintainer can define different
1939   default encryption modes for LUKS and plain devices. You can check
1940   these compiled-in defaults using "cryptsetup --help". Moreover, the
1941   plain device default changed because the old IV mode was
1942   vulnerable to a watermarking attack.
1943
1944   If you are using a plain device and you need a compatible mode, just
1945   specify cipher, key size and hash algorithm explicitly. For
1946   compatibility with cryptsetup 1.0.x defaults, simple use the
1947   following:
1948
1949     cryptsetup create -c aes-cbc-plain -s 256 -h ripemd160 <name> <dev>
1950  
1951   LUKS stores cipher and mode in the metadata on disk, avoiding this
1952   problem.
1953
1954
1955  * 8.2 cryptsetup on SLED 10 has problems...
1956
1957   SLED 10 is missing an essential kernel patch for dm-crypt, which
1958   is broken in its kernel as a result. There may be a very old
1959   version of cryptsetup (1.0.x) provided by SLED, which should also
1960   not be used anymore as well. My advice would be to drop SLED 10.
1961
1962
1963 9. References and Further Reading 
1964
1965
1966  * Purpose of this Section
1967
1968   The purpose of this section is to collect references to all
1969   materials that do not fit the FAQ but are relevant in some fashion.
1970   This can be core topics like the LUKS spec or disk encryption, but
1971   it can also be more tangential, like secure storage management or
1972   cryptography used in LUKS. It should still have relevance to
1973   cryptsetup and its applications.
1974
1975   If you wan to see something added here, send email to the
1976   maintainer (or the cryptsetup mailing list) giving an URL, a
1977   description (1-3 lines preferred) and a section to put it in. You
1978   can also propose new sections.
1979
1980   At this time I would like to limit the references to things that
1981   are available on the web.
1982
1983
1984  * Specifications
1985
1986   - LUKS on-disk format spec:
1987   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/Specification
1988
1989
1990  * Code Examples
1991
1992   - Some code examples are in the source package under docs/examples
1993
1994
1995  * Brute-forcing passphrases
1996
1997   -
1998   http://news.electricalchemy.net/2009/10/password-cracking-in-cloud-part-5.html
1999
2000   -
2001   http://it.slashdot.org/story/12/12/05/0623215/new-25-gpu-monster-devours-strong-passwords-in-minutes
2002
2003
2004  * Tools
2005
2006
2007  * SSD and Flash Disk Related
2008
2009
2010  * Disk Encryption
2011
2012
2013  * Attacks Against Disk Encryption
2014
2015
2016  * Risk Management as Relevant for Disk Encryption
2017
2018
2019  * Cryptography
2020
2021
2022  * Secure Storage
2023
2024  A. Contributors In no particular order:
2025
2026   - Arno Wagner
2027
2028   - Milan Broz
2029