85f18e456159616618fb29758daec83cc0c1fabd
[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 A. Contributors
12
13
14 1. General Questions 
15
16
17  * 1.1 What is this?
18
19   This is the FAQ (Frequently Asked Questions) for cryptsetup. It
20   covers Linux disk encryption with plain dm-crypt (one passphrase,
21   no management, no metadata on disk) and LUKS (multiple user keys
22   with one master key, anti-forensic features, metadata block at
23   start of device, ...). The latest version of this FAQ should
24   usually be available at
25   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/FrequentlyAskedQuestions
26
27
28  * 1.2 WARNINGS
29
30   ATTENTION: If you are going to read just one thing, make it the
31   section on Backup and Data Recovery. By far the most questions on
32   the cryptsetup mailing list are from people that managed to damage
33   the start of their LUKS partitions, i.e. the LUKS header. In
34   most cases, there is nothing that can be done to help these poor
35   souls recover their data. Make sure you understand the problem and
36   limitations imposed by the LUKS security model BEFORE you face
37   such a disaster! In particular, make sure you have a current header
38   backup before doing any potentially dangerous operations.
39
40   BACKUP: Yes, encrypted disks die, just as normal ones do. A full
41   backup is mandatory, see Section "6. Backup and Data Recovery" on
42   options for doing encrypted backup.
43
44   CLONING/IMAGING: If you clone or image a LUKS container, you make a
45   copy of the LUKS header and the master key will stay the same!
46   That means that if you distribute an image to several machines, the
47   same master key will be used on all of them, regardless of whether
48   you change the passphrases. Do NOT do this! If you do, a root-user
49   on any of the machines can decrypt all other copies, breaking
50   security. See also Item 6.15.
51
52   DISTRIBUTION INSTALLERS: Some distribution installers offer to
53   create LUKS containers in a way that can be mistaken as activation
54   of an existing container. Creating a new LUKS container on top of
55   an existing one leads to permanent, complete and irreversible data
56   loss. It is strongly recommended to only use distribution
57   installers after a complete backup of all LUKS containers has been
58   made.
59
60   NO WARNING ON NON-INERACTIVE FORMAT: If you feed cryptsetup from
61   STDIN (e.g. via GnuPG) on LUKS format, it does not give you the
62   warning that you are about to format (and e.g. will lose any
63   pre-existing LUKS container on the target), as it assumes it is
64   used from a script. In this scenario, the responsibility for
65   warning the user and possibly checking for an existing LUKS header
66   is shifted to the script. This is a more general form of the
67   previous item.
68
69   LUKS PASSPHRASE IS NOT THE MASTER KEY: The LUKS passphrase is not
70   used in deriving the master key. It is used in decrypting a master
71   key that is randomly selected on header creation. This means that
72   if you create a new LUKS header on top of an old one with
73   exactly the same parameters and exactly the same passphrase as the
74   old one, it will still have a different master key and your data
75   will be permanently lost.
76
77   PASSPHRASE CHARACTER SET: Some people have had difficulties with
78   this when upgrading distributions. It is highly advisable to only
79   use the 94 printable characters from the first 128 characters of
80   the ASCII table, as they will always have the same binary
81   representation. Other characters may have different encoding
82   depending on system configuration and your passphrase will not
83   work with a different encoding. A table of the standardized first
84   128 ASCII caracters can, e.g. be found on
85   http://en.wikipedia.org/wiki/ASCII
86
87
88  * 1.3 System Specific warnings
89
90   - Ubuntu as of 4/2011: It seems the installer offers to create
91   LUKS partitions in a way that several people mistook for an offer
92   to activate their existing LUKS partition. The installer gives no
93   or an inadequate warning and will destroy your old LUKS header,
94   causing permanent data loss. See also the section on Backup and
95   Data Recovery.
96
97   This issue has been acknowledged by the Ubuntu dev team, see here:
98   http://launchpad.net/bugs/420080
99
100
101  * 1.4 Who wrote this?
102
103   Current FAQ maintainer is Arno Wagner <arno@wagner.name>. Other
104   contributors are listed at the end. If you want to contribute, send
105   your article, including a descriptive headline, to the maintainer,
106   or the dm-crypt mailing list with something like "FAQ ..." in the
107   subject. You can also send more raw information and have me write
108   the section. Please note that by contributing to this FAQ, you
109   accept the license described below.
110
111   This work is under the "Attribution-Share Alike 3.0 Unported"
112   license, which means distribution is unlimited, you may create
113   derived works, but attributions to original authors and this
114   license statement must be retained and the derived work must be
115   under the same license. See
116   http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ for more details of
117   the license.
118
119   Side note: I did text license research some time ago and I think
120   this license is best suited for the purpose at hand and creates the
121   least problems.
122
123
124  * 1.5 Where is the project website?
125
126   There is the project website at http://code.google.com/p/cryptsetup/
127   Please do not post questions there, nobody will read them. Use
128   the mailing-list instead.
129
130
131  * 1.6 Is there a mailing-list?
132
133   Instructions on how to subscribe to the mailing-list are at on the
134   project website. People are generally helpful and friendly on the
135   list.
136
137   The question of how to unsubscribe from the list does crop up
138   sometimes. For this you need your list management URL, which is
139   sent to you initially and once at the start of each month. Go to
140   the URL mentioned in the email and select "unsubscribe". This page
141   also allows you to request a password reminder.
142
143   Alternatively, you can send an Email to dm-crypt-request@saout.de
144   with just the word "help" in the subject or message body. Make sure
145   to send it from your list address.
146
147   The mailing list archive is here:
148   http://dir.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt
149
150
151 2. Setup 
152
153
154  * 2.1 What is the difference between "plain" and LUKS format?
155
156   Plain format is just that: It has no metadata on disk, reads all
157   paramters from the commandline (or the defaults), derives a
158   master-key from the passphrase and then uses that to de-/encrypt
159   the sectors of the device, with a direct 1:1 mapping between
160   encrypted and decrypted sectors.
161
162   Primary advantage is high resilience to damage, as one damaged
163   encrypted sector results in exactly one damaged decrypted sector.
164   Also, it is not readily apparent that there even is encrypted data
165   on the device, as an overwrite with crypto-grade randomness (e.g.
166   from /dev/urandom) looks exactly the same on disk.
167
168   Side-note: That has limited value against the authorities. In
169   civilized countries, they cannot force you to give up a crypto-key
170   anyways. In the US, the UK and dictatorships around the world,
171   they can force you to give up the keys (using imprisonment or worse
172   to pressure you), and in the worst case, they only need a
173   nebulous "suspicion" about the presence of encrypted data. My
174   advice is to either be ready to give up the keys or to not have
175   encrypted data when traveling to those countries, especially when
176   crossing the borders.
177
178   Disadvantages are that you do not have all the nice features that
179   the LUKS metadata offers, like multiple passphrases that can be
180   changed, the cipher being stored in the metadata, anti-forensic
181   properties like key-slot diffusion and salts, etc..
182
183   LUKS format uses a metadata header and 8 key-slot areas that are
184   being placed ath the begining of the disk, see below under "What
185   does the LUKS on-disk format looks like?". The passphrases are used
186   to decryt a single master key that is stored in the anti-forensic
187   stripes.
188
189   Advantages are a higher usability, automatic configuration of
190   non-default crypto parameters, defenses against low-entropy
191   passphrases like salting and iterated PBKDF2 passphrase hashing,
192   the ability to change passhrases, and others.
193
194   Disadvantages are that it is readily obvious there is encrypted
195   data on disk (but see side note above) and that damage to the
196   header or key-slots usually results in permanent data-loss. See
197   below under "6. Backup and Data Recovery" on how to reduce that
198   risk. Also the sector numbers get shifted by the length of the
199   header and key-slots and there is a loss of that size in capacity
200   (1MB+4096B for defaults and 2MB for the most commonly used
201   non-default XTS mode).
202
203
204  * 2.2 Can I encrypt an already existing, non-empty partition to use
205    LUKS?
206
207   There is no converter, and it is not really needed. The way to do
208   this is to make a backup of the device in question, securely wipe
209   the device (as LUKS device initialization does not clear away old
210   data), do a luksFormat, optionally overwrite the encrypted device,
211   create a new filesystem and restore your backup on the now
212   encrypted device. Also refer to sections "Security Aspects" and
213   "Backup and Data Recovery".
214
215   For backup, plain GNU tar works well and backs up anything likely
216   to be in a filesystem.
217
218
219  * 2.3 How do I use LUKS with a loop-device?
220
221   This can be very handy for experiments. Setup is just the same as
222   with any block device. If you want, for example, to use a 100MiB
223   file as LUKS container, do something like this:
224
225       head -c 100M /dev/zero > luksfile  # create empty file
226       losetup /dev/loop0 luksfile        # map luksfile to /dev/loop0
227       cryptsetup luksFormat /dev/loop0   # create LUKS on loop device
228  
229   Afterwards just use /dev/loop0 as a you would use a LUKS partition.
230   To unmap the file when done, use "losetup -d /dev/loop0".
231
232
233  * 2.4 When I add a new key-slot to LUKS, it asks for a passphrase but
234    then complains about there not being a key-slot with that
235    passphrase?
236
237   That is as intended. You are asked a passphrase of an existing
238   key-slot first, before you can enter the passphrase for the new
239   key-slot. Otherwise you could break the encryption by just adding a
240   new key-slot. This way, you have to know the passphrase of one of
241   the already configured key-slots in order to be able to configure a
242   new key-slot.
243
244
245  * 2.5 Encrytion on top of RAID or the other way round?
246
247   Unless you have special needs, place encryption between RAID and
248   filesystem, i.e. encryption on top of RAID. You can do it the other
249   way round, but you have to be aware that you then need to give the
250   pasphrase for each individual disk and RAID autotetection will not
251   work anymore. Therefore it is better to encrypt the RAID device,
252   e.g. /dev/dm0 .
253
254
255  * 2.6 How do I read a dm-crypt key from file?
256
257   Note that the file will still be hashed first, just like keyboard
258   input. Use the --key-file option, like this:
259
260       cryptsetup create --key-file keyfile e1 /dev/loop0
261  
262
263  * 2.7 How do I read a LUKS slot key from file?
264
265   What you really do here is to read a passphrase from file, just as
266   you would with manual entry of a passphrase for a key-slot. You can
267   add a new passphrase to a free key-slot, set the passphrase of an
268   specific key-slot or put an already configured passphrase into a
269   file. In the last case make sure no trailing newline (0x0a) is
270   contained in the key file, or the passphrase will not work because
271   the whole file is used as input.
272
273   To add a new passphrase to a free key slot from file, use something
274   like this:
275
276       cryptsetup luksAddKey /dev/loop0 keyfile
277  
278   To add a new passphrase to a specific key-slot, use something like
279   this:
280
281       cryptsetup luksAddKey --key-slot 7 /dev/loop0 keyfile
282  
283   To supply a key from file to any LUKS command, use the --key-file
284   option, e.g. like this:
285
286       cryptsetup luksOpen --key-file keyfile /dev/loop0 e1
287  
288
289  * 2.8 How do I read the LUKS master key from file?
290
291   The question you should ask yourself first is why you would want to
292   do this. The only legitimate reason I can think of is if you want
293   to have two LUKS devices with the same master key. Even then, I
294   think it would be preferable to just use key-slots with the same
295   passphrase, or to use plain dm-crypt instead. If you really have a
296   good reason, please tell me. If I am convinced, I will add how to
297   do this here.
298
299
300  * 2.9 What are the security requirements for a key read from file?
301
302   A file-stored key or passphrase has the same security requirements
303   as one entered interactively, however you can use random bytes and
304   thereby use bytes you cannot type on the keyboard. You can use any
305   file you like as key file, for example a plain text file with a
306   human readable passphrase. To generate a file with random bytes,
307   use something like this:
308
309       head -c 256 /dev/random > keyfile
310  
311
312  * 2.10 If I map a journaled file system using dm-crypt/LUKS, does it
313    still provide its usual transactional guarantees?
314
315   As far as I know it does (but I may be wrong), but please note that
316   these "guarantees" are far weaker than they appear to be. For
317   example, you may not get a hard flush to disk surface even on a
318   call to fsync. In addition, the HDD itself may do independent
319   write reordering. Some other things can go wrong as well. The
320   filesystem developers are aware of these problems and typically
321   can make it work anyways. That said, dm-crypt/LUKS should not make
322   things worse.
323
324   Personally, I have several instances of ext3 on dm-crypt and have
325   not noticed any specific problems.
326
327   Update: I did run into frequent small freezes (1-2 sec) when putting
328   a vmware image on ext3 over dm-crypt. This does indicate that the
329   transactional guarantees are in place, but at a cost. When I went
330   back to ext2, the problem went away. This also seems to have gotten
331   better with kernel 2.6.36 and the reworking of filesystem flush
332   locking. Kernel 2.6.38 is expected to have more improvements here.
333
334
335  * 2.11 Can I use LUKS or cryptsetup with a more secure (external)
336    medium for key storage, e.g. TPM or a smartcard?
337
338   Yes, see the answers on using a file-supplied key. You do have to
339   write the glue-logic yourself though. Basically you can have
340   cryptsetup read the key from STDIN and write it there with your
341   own tool that in turn gets the key from the more secure key
342   storage.
343
344
345  * 2.12 Can I resize a dm-crypt or LUKS partition?
346
347   Yes, you can, as neither dm-crypt nor LUKS stores partition size.
348   Whether you should is a different question. Personally I recommend
349   backup, recreation of the encrypted partition with new size,
350   recreation of the filesystem and restore. This gets around the
351   tricky business of resizing the filesystem. Resizing a dm-crypt or
352   LUKS container does not resize the filesystem in it. The backup is
353   really non-optional here, as a lot can go wrong, resulting in
354   partial or complete data loss. Using something like gparted to
355   resize an encrypted partition is slow, but typicaly works. This
356   will not change the size of the filesystem hidden under the
357   encryption though.
358
359   You also need to be aware of size-based limitations. The one
360   currently relevant is that aes-xts-plain should not be used for
361   encrypted container sizes larger than 2TiB. Use aes-xts-plain64
362   for that.
363
364
365 3. Common Problems 
366
367
368  * 3.1 My dm-crypt/LUKS mapping does not work! What general steps are
369    there to investigate the problem?
370
371   If you get a specific error message, investigate what it claims
372   first. If not, you may want to check the following things.
373
374   - Check that "/dev", including "/dev/mapper/control" is there. If it
375   is missing, you may have a problem with the "/dev" tree itself or
376   you may have broken udev rules.
377
378   - Check that you have the device mapper and the crypt target in your
379   kernel. The output of "dmsetup targets" should list a "crypt"
380   target. If it is not there or the command fails, add device mapper
381   and crypt-target to the kernel.
382
383   - Check that the hash-functions and ciphers you want to use are in
384   the kernel. The output of "cat /proc/crypto" needs to list them.
385
386
387  * 3.2 My dm-crypt mapping suddenly stopped when upgrading cryptsetup.
388
389   The default cipher, hash or mode may have changed (the mode changed
390   from 1.0.x to 1.1.x). See under "Issues With Specific Versions of
391   cryptsetup".
392
393
394  * 3.3 When I call cryptsetup from cron/CGI, I get errors about
395    unknown features?
396
397   If you get errors about unknown parameters or the like that are not
398   present when cryptsetup is called from the shell, make sure you
399   have no older version of cryptsetup on your system that then gets
400   called by cron/CGI. For example some distributions install
401   cryptsetup into /usr/sbin, while a manual install could go to
402   /usr/local/sbin. As a debugging aid, call "cryptsetup --version"
403   from cron/CGI or the non-shell mechanism to be sure the right
404   version gets called.
405
406
407  * 3.4 Unlocking a LUKS device takes very long. Why?
408
409   The iteration time for a key-slot (see Section 5 for an explanation
410   what iteration does) is calculated when setting a passphrase. By
411   default it is 1 second on the machine where the passphrase is set.
412   If you set a passphrase on a fast machine and then unlock it on a
413   slow machine, the unlocking time can be much longer. Also take into
414   account that up to 8 key-slots have to be tried in order to find the
415   right one.
416
417   If this is problem, you can add another key-slot using the slow
418   machine with the same passphrase and then remove the old key-slot.
419   The new key-slot will have an iteration count adjusted to 1 second
420   on the slow machine. Use luksKeyAdd and then luksKillSlot or
421   luksRemoveKey.
422
423   However, this operation will not change volume key iteration count
424   (MK iterations in output of "cryptsetup luksDump"). In order to
425   change that, you will have to backup the data in the LUKS
426   container (i.e. your encrypted data), luksFormat on the slow
427   machine and restore the data. Note that in the original LUKS
428   specification this value was fixed to 10, but it is now derived
429   from the PBKDF2 benchmark as well and set to iterations in 0.125
430   sec or 1000, whichever is larger. Also note that MK iterations
431   are not very security relevant. But as each key-slot already takes
432   1 second, spending the additional 0.125 seconds really does not
433   matter.
434
435
436  * 3.5 "blkid" sees a LUKS UUID and an ext2/swap UUID on the same
437    device. What is wrong?
438
439   Some old versions of cryptsetup have a bug where the header does
440   not get completely wiped during LUKS format and an older ext2/swap
441   signature remains on the device. This confuses blkid.
442
443   Fix: Wipe the unused header areas by doing a backup and restore of
444   the header with cryptsetup 1.1.x:
445
446       cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>
447       cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>
448  
449
450  * 3.6 cryptsetup segfaults on Gentoo amd64 hardened ...
451
452   There seems to be some inteference between the hardening and and
453   the way cryptsetup benchmarks PBKDF2. The solution to this is
454   currently not quite clear for an encrypted root filesystem.     For
455   other uses, you can apparently specify USE="dynamic" as compile
456   flag, see http://bugs.gentoo.org/show_bug.cgi?id=283470
457
458
459 4. Troubleshooting 
460
461
462  * 4.1 I get the error "LUKS keyslot x is invalid." What does that
463    mean?
464
465   This means that the given keyslot has an offset that points
466   outside the valid keyslot area. Typically, the reason is a
467   corrupted LUKS header because something was written to the start of
468   the device the LUKS contaner is on. Refer to Section "Backup and
469   Data Recovery" and ask on the mailing list if you have trouble
470   diagnosing and (if still possible) repairing this.
471
472
473  * 4.2 Can a bad RAM module cause problems?
474
475   LUKS and dm-crypt can give the RAM quite a workout, especially when
476   combined with software RAID. In particular the combination RAID5 +
477   LUKS + XFS seems to uncover RAM problems that never caused obvious
478   problems before. Symptoms vary, but often the problem manifest
479   itself when copying large amounts of data, typically several times
480   larger than your main memory.
481
482   Side note: One thing you should always do on large data
483   copy/movements is to run a verify, for example with the "-d"
484   option of "tar" or by doing a set of MD5 checksums on the source
485   or target with
486
487       find . -type f -exec md5sum \{\} \; > checksum-file
488  
489   and then a "md5sum -c checksum-file" on the other side. If you get
490   mismatches here, RAM is the primary suspect. A lesser suspect is
491   an overclocked CPU. I have found countless hardware problems in
492   verify runs after copying or making backups. Bit errors are much
493   more common than most people think.
494
495   Some RAM issues are even worse and corrupt structures in one of the
496   layers. This typically results in lockups, CPU state dumps in the
497   system logs, kernel panic or other things. It is quite possible to
498   have the problem with an encrypted device, but not with an
499   otherwise the same unencrypted device. The reason for that is that
500   encryption has an error amplification property: You flip one bit
501   in an encrypted data block, and the decrypted version has half of
502   its bits flipped. This is an important security property for modern
503   ciphers. With the usual modes in cryptsetup (CBC, ESSIV, XTS), you
504   get up to a completely changed 512 byte block per bit error. A
505   corrupt block causes a lot more havoc than the occasionally
506   flipped single bit and can result in various obscure errors.
507
508   Note, that a verify run on copying between encrypted or
509   unencrypted devices will reliably detect corruption, even when the
510   copying itself did not report any problems. If you find defect
511   RAM, assume all backups and copied data to be suspect, unless you
512   did a verify.
513
514
515  * 4.3 How do I test RAM?
516
517   First you should know that overclocking often makes memory
518   problems worse. So if you overclock (which I strongly recommend
519   against in a system holding data that has some worth), run the
520   tests with the overclocking active.
521
522   There are two good options. One is Memtest86+ and the other is
523   "memtester" by Charles Cazabon. Memtest86+ requires a reboot and
524   then takes over the machine, while memtester runs from a
525   root-shell. Both use different testing methods and I have found
526   problems fast with each one that the other needed long to find. I
527   recommend running the following procedure until the first error is
528   found:
529
530   - Run Memtest86+ for one cycle
531
532   - Run memterster for one cycle (shut down as many other applications
533   as possible)
534
535   - Run Memtest86+ for 24h or more
536
537   - Run memtester for 24h or more
538
539   If all that does not produce error messages, your RAM may be sound,
540   but I have had one weak bit that Memtest86+ needed around 60 hours
541   to find. If you can reproduce the original problem reliably, a good
542   additional test may be to remove half of the RAM (if you have more
543   than one module) and try whether the problem is still there and if
544   so, try with the other half. If you just have one module, get a
545   different one and try with that. If you do overclocking, reduce
546   the settings to the most conservative ones available and try with
547   that.
548
549
550 5. Security Aspects 
551
552
553  * 5.1 Is LUKS insecure? Everybody can see I have encrypted data!
554
555   In practice it does not really matter. In most civilized countries
556   you can just refuse to hand over the keys, no harm done. In some
557   countries they can force you to hand over the keys, if they suspect
558   encryption. However the suspicion is enough, they do not have to
559   prove anything. This is for practical reasons, as even the presence
560   of a header (like the LUKS header) is not enough to prove that you
561   have any keys. It might have been an experiment, for example. Or it
562   was used as encrypted swap with a key from /dev/random. So they
563   make you prove you do not have encrypted data. Of course that is
564   just as impossible as the other way round.
565
566   This means that if you have a large set of random-looking data,
567   they can already lock you up. Hidden containers (encryption hidden
568   within encryption), as possible with Truecrypt, do not help
569   either. They will just assume the hidden container is there and
570   unless you hand over the key, you will stay locked up. Don't have
571   a hidden container? Though luck. Anybody could claim that.
572
573   Still, if you are concerned about the LUKS header, use plain
574   dm-crypt with a good passphrase. See also Section 2, "What is the
575   difference between "plain" and LUKS format?"
576
577
578  * 5.2 Should I initialize (overwrite) a new LUKS/dm-crypt partition?
579
580   If you just create a filesystem on it, most of the old data will
581   still be there. If the old data is sensitive, you should overwrite
582   it before encrypting. In any case, not initializing will leave the
583   old data there until the specific sector gets written. That may
584   enable an attacker to determine how much and where on the
585   partition data was written. If you think this is a risk, you can
586   prevent this by overwriting the encrypted device (here assumed to
587   be named "e1") with zeros like this:
588
589       dd_rescue -w /dev/zero /dev/mapper/e1
590  
591   or alternatively with one of the following more standard commands:
592
593       cat /dev/zero > /dev/mapper/e1
594       dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/e1
595        
596
597  * 5.3 How do I securely erase a LUKS (or other) partition?
598
599   For LUKS, if you are in a desperate hurry, overwrite the LUKS
600   header and key-slot area. This means overwriting the first
601   (keyslots x stripes x keysize) + offset bytes. For the default
602   parameters, this is the 1'052'672 bytes, i.e. 1MiB + 4096 of the
603   LUKS partition. For 512 bit key length (e.g. for aes-xts-plain with
604   512 bit key) this is 2MiB. (The diferent offset stems from
605   differences in the sector alignment of the key-slots.) If in doubt,
606   just be generous and overwrite the first 10MB or so, it will likely
607   still be fast enough. A single overwrite with zeros should be
608   enough. If you anticipate being in a desperate hurry, prepare the
609   command beforehand. Example with /dev/sde1 as the LUKS partition
610   and default parameters:
611
612       head -c 1052672 /dev/zero > /dev/sde1; sync
613  
614   A LUKS header backup or full backup will still grant access to
615   most or all data, so make sure that an attacker does not have
616   access to backups or destroy them as well.
617
618   If you have time, overwrite the whole LUKS partition with a single
619   pass of zeros. This is enough for current HDDs. For SSDs or FLASH
620   (USB sticks) you may want to overwrite the whole drive several
621   times to be sure data is not retained by wear leveling. This is
622   possibly still insecure as SSD technology is not fully understood
623   in this regard. Still, due to the anti-forensic properties of the
624   LUKS key-slots, a single overwrite of an SSD or FLASH drive could
625   be enough. If in doubt, use physical destruction in addition. Here
626   is a link to some current reseach results on erasing SSDs and FLASH
627   drives:
628   http://www.usenix.org/events/fast11/tech/full_papers/Wei.pdf
629
630   Keep in mind to also erase all backups.
631
632   Example for a zero-overwrite erase of partition sde1 done with
633   dd_rescue:
634
635       dd_rescue -w /dev/zero /dev/sde1   
636  
637
638  * 5.4 How do I securely erase a backup of a LUKS partition or header?
639
640   That depends on the medium it is stored on. For HDD and SSD, use
641   overwrite with zeros. For an SSD or FLASH drive (USB stick), you
642   may want to overwrite the complete SSD several times and use
643   physical destruction in addition, see last item. For re-writable
644   CD/DVD, a single overwrite should also be enough, due to the
645   anti-forensic properties of the LUKS keyslots. For write-once
646   media, use physical destruction. For low security requirements,
647   just cut the CD/DVD into several parts. For high security needs,
648   shred or burn the medium. If your backup is on magnetic tape, I
649   advise physical destruction by shredding or burning, after
650   overwriting . The problem with magnetic tape is that it has a
651   higher dynamic range than HDDs and older data may well be
652   recoverable after overwrites. Also write-head alignment issues can
653   lead to data not actually being deleted at all during overwrites.
654
655
656  * 5.5 What about backup? Does it compromise security?
657
658   That depends. See item 6.7.
659
660
661  * 5.6 Why is all my data permanently gone if I overwrite the LUKS
662    header?
663
664   Overwriting the LUKS header in part or in full is the most common
665   reason why access to LUKS containers is lost permanently.
666   Overwriting can be done in a number of fashions, like creating a
667   new filesystem on the raw LUKS partition, making the raw partition
668   part of a raid array and just writing to the raw partition.
669
670   The LUKS header contains a 256 bit "salt" value and without that no
671   decryption is possible. While the salt is not secret, it is
672   key-grade material and cannot be reconstructed. This is a
673   cryptographically strong "cannot". From observations on the
674   cryptsetup mailing-list, people typically go though the usual
675   stages of grief (Denial, Anger, Bargaining, Depression, Acceptance)
676   when this happens to them. Observed times vary between 1 day and 2
677   weeks to complete the cycle. Seeking help on the mailing-list is
678   fine. Even if we usually cannot help with getting back your data,
679   most people found the feedback comforting.
680
681   If your header does not contain an intact salt, best go directly
682   to the last stage ("Acceptance") and think about what to do now.
683   There is one exception that I know of: If your LUKS container is
684   still open, then it may be possible to extract the master key from
685   the running system. See Item "How do I recover the master key from
686   a mapped LUKS container?" in Section "Backup and Data Recovery".
687
688
689  * 5.7 What is a "salt"?
690
691   A salt is a random key-grade value added to the passphrase before
692   it is processed. It is not kept secret. The reason for using salts
693   is as follows: If an attacker wants to crack the password for a
694   single LUKS container, then every possible passphrase has to be
695   tried. Typically an attacker will not try every binary value, but
696   will try words and sentences from a dictionary.
697
698   If an attacker wants to attack several LUKS containers with the
699   same dictionary, then a different approach makes sense: Compute the
700   resulting slot-key for each dictionary element and store it on
701   disk. Then the test for each entry is just the slow unlocking with
702   the slot key (say 0.00001 sec) instead of calculating the slot-key
703   first (1 sec). For a single attack, this does not help. But if you
704   have more than one container to attack, this helps tremendously,
705   also because you can prepare your table before you even have the
706   container to attack! The calculation is also very simple to
707   parallelize. You could, for example, use the night-time unused CPU
708   power of your desktop PCs for this.
709
710   This is where the salt comes in. If the salt is combined with the
711   passphrase (in the simplest form, just appended to it), you
712   suddenly need a separate table for each salt value. With a
713   reasonably-sized salt value (256 bit, e.g.) this is quite
714   infeasible.
715
716
717  * 5.8 Is LUKS secure with a low-entropy (bad) passphrase?
718
719   Note: You should only use the 94 printable characters from 7 bit
720   ASCII code to prevent your passphrase from failing when the
721   character encoding changes, e.g. because of a system upgrade, see
722   also the note at the very start of this FAQ under "WARNINGS".
723
724   This needs a bit of theory. The quality of your passphrase is
725   directly related to its entropy (information theoretic, not
726   thermodynamic). The entropy says how many bits of "uncertainty" or
727   "randomness" are in you passphrase. In other words, that is how
728   difficult guessing the passphrase is.
729
730   Example: A random English sentence has about 1 bit of entropy per
731   character. A random lowercase (or uppercase) character has about
732   4.7 bit of entropy.
733
734   Now, if n is the number of bits of entropy in your passphrase and t
735   is the time it takes to process a passphrase in order to open the
736   LUKS container, then an attacker has to spend at maximum
737
738       attack_time_max = 2^n * t 
739  
740   time for a successful attack and on average half that. There is no
741   way getting around that relationship. However, there is one thing
742   that does help, namely increasing t, the time it takes to use a
743   passphrase, see next FAQ item.
744
745   Still, if you want good security, a high-entropy passphrase is the
746   only option. For example, a low-entropy passphrase can never be
747   considered secure against a TLA-level (Three Letter Agency level,
748   i.e. government-level) attacker, no matter what tricks are used in
749   the key-derivation function. Use at least 64 bits for secret stuff.
750   That is 64 characters of English text (but only if randomly chosen)
751   or a combination of 12 truly random letters and digits.
752
753   For passphrase generation, do not use lines from very well-known
754   texts (religious texts, Harry potter, etc.) as they are to easy to
755   guess. For example, the total Harry Potter has about 1'500'000
756   words (my estimation). Trying every 64 character sequence starting
757   and ending at a word boundary would take only something like 20
758   days on a single CPU and is entirely feasible. To put that into
759   perspective, using a number of Amazon EC2 High-CPU Extra Large
760   instances (each gives about 8 real cores), this test costs
761   currently about 50USD/EUR, but can be made to run arbitrarily fast.
762
763   On the other hand, choosing 1.5 lines from, say, the Wheel of Time
764   is in itself not more secure, but the book selection adds quite a
765   bit of entropy. (Now that I have mentioned it here, don't use tWoT
766   either!) If you add 2 or 3 typos or switch some words around, then
767   this is good passphrase material.
768
769
770  * 5.9 What is "iteration count" and why is decreasing it a bad idea?
771
772   Iteration count is the number of PBKDF2 iterations a passphrase is
773   put through before it is used to unlock a key-slot. Iterations are
774   done with the explicit purpose to increase the time that it takes
775   to unlock a key-slot. This provides some protection against use of
776   low-entropy passphrases.
777
778   The idea is that an attacker has to try all possible passphrases.
779   Even if the attacker knows the passphrase is low-entropy (see last
780   item), it is possible to make each individual try take longer. The
781   way to do this is to repeatedly hash the passphrase for a certain
782   time. The attacker then has to spend the same time (given the same
783   computing power) as the user per try. With LUKS, the default is 1
784   second of PBKDF2 hashing.
785
786   Example 1: Lets assume we have a really bad passphrase (e.g. a
787   girlfriends name) with 10 bits of entropy. With the same CPU, an
788   attacker would need to spend around 500 seconds on average to
789   break that passphrase. Without iteration, it would be more like
790   0.0001 seconds on a modern CPU.
791
792   Example 2: The user did a bit better and has 32 chars of English
793   text. That would be about 32 bits of entropy. With 1 second
794   iteration, that means an attacker on the same CPU needs around 136
795   years. That is pretty impressive for such a weak passphrase.
796   Without the iterations, it would be more like 50 days on a modern
797   CPU, and possibly far less.
798
799   In addition, the attacker can both parallelize and use special
800   hardware like GPUs or FPGAs to speed up the attack. The attack can
801   also happen quite some time after the luksFormat operation and CPUs
802   can have become faster and cheaper. For that reason you want a
803   bit of extra security. Anyways, in Example 1 your are screwed.
804   In example 2, not necessarily. Even if the attack is faster, it
805   still has a certain cost associated with it, say 10000 EUR/USD
806   with iteration and 1 EUR/USD without iteration. The first can be
807   prohibitively expensive, while the second is something you try
808   even without solid proof that the decryption will yield something
809   useful.
810
811   The numbers above are mostly made up, but show the idea. Of course
812   the best thing is to have a high-entropy passphrase.
813
814   Would a 100 sec iteration time be even better? Yes and no.
815   Cryptographically it would be a lot better, namely 100 times better.
816   However, usability is a very important factor for security
817   technology and one that gets overlooked surprisingly often. For
818   LUKS, if you have to wait 2 minutes to unlock the LUKS container,
819   most people will not bother and use less secure storage instead. It
820   is better to have less protection against low-entropy passphrases
821   and people actually use LUKS, than having them do without
822   encryption altogether.
823
824   Now, what about decreasing the iteration time? This is generally a
825   very bad idea, unless you know and can enforce that the users only
826   use high-entropy passphrases. If you decrease the iteration time
827   without ensuring that, then you put your users at increased risk,
828   and considering how rarely LUKS containers are unlocked in a
829   typical work-flow, you do so without a good reason. Don't do it.
830   The iteration time is already low enough that users with entropy
831   low passphrases are vulnerable. Lowering it even further increases
832   this danger significantly.
833
834
835  * 5.10 Some people say PBKDF2 is insecure?
836
837   There is some discussion that a hash-function should have a "large
838   memory" property, i.e. that it should require a lot of memory to be
839   computed. This serves to prevent attacks using special programmable
840   circuits, like FPGAs, and attacks using graphics cards. PBKDF2
841   does not need a lot of memory and is vulnerable to these attacks.
842   However, the publication usually refered in these discussions is
843   not very convincing in proving that the presented hash really is
844   "large memory" (that may change, email the FAQ maintainer when it
845   does) and it is of limited usefulness anyways. Attackers that use
846   clusters of normal PCs will not be affected at all by a "large
847   memory" property. For example the US Secret Service is known to
848   use the off-hour time of all the office PCs of the Treasury for
849   password breaking. The Treasury has about 110'000 employees.
850   Asuming every one has an office PC, that is significant computing
851   power, all of it with plenty of memory for computing "large
852   memory" hashes. Bot-net operators also have all the memory they
853   want. The only protection against a resouceful attacker is a
854   high-entropy passphrase, see items 5.8 and 5.9.
855
856
857  * 5.11 What about iteration count with plain dm-crypt?
858
859   Simple: There is none. There is also no salting. If you use plain
860   dm-crypt, the only way to be secure is to use a high entropy
861   passphrase. If in doubt, use LUKS instead.
862
863
864  * 5.12 Is LUKS with default parameters less secure on a slow CPU?
865
866   Unfortunately, yes. However the only aspect affected is the
867   protection for low-entropy passphrase or master-key. All other
868   security aspects are independent of CPU speed.
869
870   The master key is less critical, as you really have to work at it
871   to give it low entropy. One possibility is to supply the master key
872   yourself. If that key is low-entropy, then you get what you
873   deserve. The other known possibility is to use /dev/urandom for
874   key generation in an entropy-startved situation (e.g. automatic
875   installation on an embedded device without network and other entropy
876   sources).
877
878   For the passphrase, don't use a low-entropy passphrase. If your
879   passphrase is good, then a slow CPU will not matter. If you insist
880   on a low-entropy passphrase on a slow CPU, use something like
881   "--iter-time=10" or higher and wait a long time on each LUKS unlock
882   and pray that the attacker does not find out in which way exactly
883   your passphrase is low entropy. This also applies to low-entropy
884   passphrases on fast CPUs. Technology can do only so much to
885   compensate for problems in front of the keyboard.
886
887
888  * 5.13 Why was the default aes-cbc-plain replaced with aes-cbc-essiv?
889
890   The problem is that cbc-plain has a fingerprint vulnerability, where
891   a specially crafted file placed into the crypto-container can be
892   recognized from the outside. The issue here is that for cbc-plain
893   the initialization vector (IV) is the sector number. The IV gets
894   XORed to the first data chunk of the sector to be encrypted. If you
895   make sure that the first data block to be stored in a sector
896   contains the sector number as well, the first data block to be
897   encrypted is all zeros and always encrypted to the same ciphertext.
898   This also works if the first data chunk just has a constant XOR
899   with the sector number. By having several shifted patterns you can
900   take care of the case of a non-power-of-two start sector number of
901   the file.
902
903   This mechanism allows you to create a pattern of sectors that have
904   the same first ciphertext block and signal one bit per sector to the
905   outside, allowing you to e.g. mark media files that way for
906   recognition without decryption. For large files this is a
907   practical attack. For small ones, you do not have enough blocks to
908   signal and take care of different file starting offsets.
909
910   In order to prevent this attack, the default was changed to
911   cbc-essiv. ESSIV uses a keyed hash of the sector number, with the
912   encryption key as key. This makes the IV unpredictable without
913   knowing the encryption key and the watermarking attack fails.
914
915
916  * 5.14 Are there any problems with "plain" IV? What is "plain64"?
917
918   First, "plain" and "plain64" are both not secure to use with CBC,
919   see previous FAQ item.
920
921   However there are modes, like XTS, that are secure with "plain" IV.
922   The next limit is that "plain" is 64 bit, with the upper 32 bit set
923   to zero. This means that on volumes larger than 2TiB, the IV
924   repeats, creating a vulnerability that potentially leaks some
925   data. To avoid this, use "plain64", which uses the full sector
926   number up to 64 bit. Note that "plain64" requires a kernel >=
927   2.6.33. Also note that "plain64" is backwards compatible for
928   volume sizes <= 2TiB, but not for those > 2TiB. Finally, "plain64"
929   does not cause any performance penalty compared to "plain".
930
931
932  * 5.15 What about XTS mode?
933
934   XTS mode is potentially even more secure than cbc-essiv (but only if
935   cbc-essiv is insecure in your scenario). It is a NIST standard and
936   used, e.g. in Truecrypt. At the moment, if you want to use it, you
937   have to specify it manually as "aes-xts-plain", i.e.
938
939       cryptsetup -c aes-xts-plain luksFormat <device>
940  
941   For volumes >2TiB and kernels >= 2.6.33 use "plain64" (see FAQ
942   item on "plain" and "plain64"):
943
944       cryptsetup -c aes-xts-plain64 luksFormat <device>
945  
946   There is a potential security issue with XTS mode and large blocks.
947   LUKS and dm-crypt always use 512B blocks and the issue does not
948   apply.
949
950
951 6. Backup and Data Recovery 
952
953
954  * 6.1 Why do I need Backup?
955
956   First, disks die. The rate for well-treated (!) disk is about 5%
957   per year, which is high enough to worry about. There is some
958   indication that this may be even worse for some SSDs. This applies
959   both to LUKS and plain dm-crypt partitions.
960
961   Second, for LUKS, if anything damages the LUKS header or the
962   key-stripe area then decrypting the LUKS device can become
963   impossible. This is a frequent occuurence. For example an
964   accidental format as FAT or some software overwriting the first
965   sector where it suspects a partition boot sector typically makes a
966   LUKS partition permanently inacessible. See more below on LUKS
967   header damage.
968
969   So, data-backup in some form is non-optional. For LUKS, you may
970   also want to store a header backup in some secure location. This
971   only needs an update if you change passphrases.
972
973
974  * 6.2 How do I backup a LUKS header?
975
976   While you could just copy the appropriate number of bytes from the
977   start of the LUKS partition, the best way is to use command option
978   "luksHeaderBackup" of cryptsetup. This protects also against
979   errors when non-standard parameters have been used in LUKS
980   partition creation. Example:
981
982  
983      cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file h <device>
984  
985   To restore, use the inverse command, i.e.
986
987      cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file h <device>
988  
989
990  * 6.3 How do I test a LUKS header?
991
992   Use
993
994      cryptsetup -v isLuks <device>
995  
996   on the device. Without the "-v" it just signals its result via
997   exit-status. You can alos use the more general test
998
999       blkid -p <device>
1000  
1001   which will also detect other types and give some more info. Omit
1002   "-p" for old versions of blkid that do not support it.
1003
1004
1005  * 6.4 How do I backup a LUKS or dm-crypt partition?
1006
1007   There are two options, a sector-image and a plain file or
1008   filesystem backup of the contents of the partition. The sector
1009   image is already encrypted, but cannot be compressed and contains
1010   all empty space. The filesystem backup can be compressed, can
1011   contain only part of the encrypted device, but needs to be
1012   encrypted separately if so desired.
1013
1014   A sector-image will contain the whole partition in encrypted form,
1015   for LUKS the LUKS header, the keys-slots and the data area. It can
1016   be done under Linux e.g. with dd_rescue (for a direct image copy)
1017   and with "cat" or "dd". Example:
1018
1019       cat /dev/sda10 > sda10.img
1020       dd_rescue /dev/sda10 sda10.img 
1021  
1022   You can also use any other backup software that is capable of making
1023   a sector image of a partition. Note that compression is
1024   ineffective for encrypted data, hence it does not make sense to
1025   use it.
1026
1027   For a filesystem backup, you decrypt and mount the encrypted
1028   partition and back it up as you would a normal filesystem. In this
1029   case the backup is not encrypted, unless your encryption method
1030   does that. For example you can encrypt a backup with "tar" as
1031   follows with GnuPG:
1032
1033       tar cjf - <path> | gpg --cipher-algo AES -c - > backup.tbz2.gpg
1034  
1035   And verify the backup like this if you are at "path":
1036
1037       cat backup.tbz2.gpg | gpg - | tar djf - 
1038  
1039   Note: Allways verify backups, especially encrypted ones.
1040
1041   In both cases GnuPG will ask you interactively for your symmetric
1042   key. The verify will only output errors. Use "tar dvjf -" to get
1043   all comparison results. To make sure no data is written to disk
1044   unencrypted, turn off swap if it is not encrypted before doing the
1045   backup.
1046
1047   You can of course use different or no compression and you can use
1048   an asymmetric key if you have one and have a backup of the secret
1049   key that belongs to it.
1050
1051   A second option for a filestem-level backup that can be used when
1052   the backup is also on local disk (e.g. an external USB drive) is
1053   to use a LUKS container there and copy the files to be backed up
1054   between both mounted containers. Also see next item.
1055
1056
1057  * 6.5 Do I need a backup of the full partition? Would the header and
1058    key-slots not be enough?
1059
1060   Backup protects you against two things: Disk loss or corruption
1061   and user error. By far the most questions on the dm-crypt mailing
1062   list about how to recover a damaged LUKS partition are related
1063   to user error. For example, if you create a new filesystem on a
1064   LUKS partition, chances are good that all data is lost
1065   permanently.
1066
1067   For this case, a header+key-slot backup would often be enough. But
1068   keep in mind that a well-treated (!) HDD has roughly a failure
1069   risk of 5% per year. It is highly advisable to have a complete
1070   backup to protect against this case.
1071
1072
1073   * *6.6 What do I need to backup if I use "decrypt_derived"?
1074
1075   This is a script in Debian, intended for mounting /tmp or swap with
1076   a key derived from the master key of an already decrypted device.
1077   If you use this for an device with data that should be persistent,
1078   you need to make sure you either do not lose access to that master
1079   key or have a backup of the data. If you derive from a LUKS
1080   device, a header backup of that device would cover backing up the
1081   master key. Keep in mind that this does not protect against disk
1082   loss.
1083
1084   Note: If you recreate the LUKS header of the device you derive from
1085   (using luksFormat), the master key changes even if you use the same
1086   passphrase(s) and you will not be able to decrypt the derived
1087   device with the new LUKS header.
1088
1089
1090  * 6.7 Does a backup compromise security?
1091
1092   Depends on how you do it. However if you do not have one, you are
1093   going to eventually lose your encrypted data.
1094
1095   There are risks introduced by backups. For example if you
1096   change/disable a key-slot in LUKS, a binary backup of the partition
1097   will still have the old key-slot. To deal with this, you have to
1098   be able to change the key-slot on the backup as well, securely
1099   erase the backup or do a filesystem-level backup instead of a binary
1100   one.
1101
1102   If you use dm-crypt, backup is simpler: As there is no key
1103   management, the main risk is that you cannot wipe the backup when
1104   wiping the original. However wiping the original for dm-crypt
1105   should consist of forgetting the passphrase and that you can do
1106   without actual access to the backup.
1107
1108   In both cases, there is an additional (usually small) risk with
1109   binary backups: An attacker can see how many sectors and which
1110   ones have been changed since the backup. To prevent this, use a
1111   filesystem level backup methid that encrypts the whole backup in
1112   one go, e.g. as described above with tar and GnuPG.
1113
1114   My personal advice is to use one USB disk (low value data) or
1115   three disks (high value data) in rotating order for backups, and
1116   either use independent LUKS partitions on them, or use encrypted
1117   backup with tar and GnuPG.
1118
1119   If you do network-backup or tape-backup, I strongly recommend to
1120   go the filesystem backup path with independent encryption, as you
1121   typically cannot reliably delete data in these scenarios,
1122   especially in a cloud setting. (Well, you can burn the tape if it
1123   is under your control...)
1124
1125
1126  * 6.8 What happens if I overwrite the start of a LUKS partition or
1127    damage the LUKS header or key-slots?
1128
1129   There are two critical components for decryption: The salt values
1130   in the header itself and the key-slots. If the salt values are
1131   overwritten or changed, nothing (in the cryptographically strong
1132   sense) can be done to access the data, unless there is a backup
1133   of the LUKS header. If a key-slot is damaged, the data can still
1134   be read with a different key-slot, if there is a remaining
1135   undamaged and used key-slot. Note that in order to make a key-slot
1136   unrecoverable in a cryptographically strong sense, changing about
1137   4-6 bits in random locations of its 128kiB size is quite enough.
1138
1139
1140  * 6.9 What happens if I (quick) format a LUKS partition?
1141
1142   I have not tried the different ways to do this, but very likely you
1143   will have written a new boot-sector, which in turn overwrites the
1144   LUKS header, including the salts, making your data permanently
1145   irretrivable, unless you have a LUKS header backup. You may also
1146   damage the key-slots in part or in full. See also last item.
1147
1148
1149  * 6.10 How do I recover the master key from a mapped LUKS container?
1150
1151   This is typically only needed if you managed to damage your LUKS
1152   header, but the container is still mapped, i.e. "luksOpen"ed. It
1153   also helps if you have a mapped container that you forgot or do not
1154   know a passphrase for (e.g. on a long running server.)
1155
1156   WARNING: Things go wrong, do a full backup before trying this!
1157
1158   WARNING: This exposes the master key of the LUKS container. Note
1159   that both ways to recreate a LUKS header with the old master key
1160   described below will write the master key to disk. Unless you are
1161   sure you have securely erased it afterwards, e.g. by writing it to
1162   an encrypted partition, RAM disk or by erasing the filesystem you
1163   wrote it to by a complete overwrite, you should change the master
1164   key afterwards.    Changing the master key requires a full data
1165   backup, luksFormat and then restore of the backup.
1166
1167   First, there is a script by Milan that automatizes    the whole
1168   process, except generating a new LUKS header with the old master
1169   key (it prints the command for that though):
1170
1171 http://code.google.com/p/cryptsetup/source/browse/trunk/misc/luks-header-from-active
1172
1173   You can also do this manually. Here is how:
1174
1175   - Get the master key from the device mapper. This is done by the
1176   following command. Substitute c5 for whatever you mapped to:
1177
1178       # dmsetup table --target crypt --showkey /dev/mapper/c5
1179       Result:
1180       0 200704 crypt aes-cbc-essiv:sha256 
1181       a1704d9715f73a1bb4db581dcacadaf405e700d591e93e2eaade13ba653d0d09 
1182       0 7:0 4096
1183  
1184   The result is actually one line, wrapped here for clarity. The long
1185   hex string is the master key.
1186
1187   - Convert the master key to a binary file representation. You can
1188   do this manually, e.g. with hexedit. You can also use the tool
1189   "xxd" from vim like this:
1190
1191       echo "a1704d9....53d0d09" | xxd -r -p > <master-key-file>
1192  
1193   - Do a luksFormat to create a new LUKS header.
1194
1195     NOTE: If your header is intact and you just forgot the
1196   passphrase, you can just set a new passphrase, see next     subitem.
1197
1198   Unmap the device before you do that (luksClose). Then do
1199
1200       cryptsetup luksFormat --master-key-file=<master-key-file> <luks device>
1201  
1202   Note that if the container was created with other than the default
1203   settings of the cryptsetup version you are using, you need to give
1204   additional parameters specifying the deviations. If in doubt, try
1205   the script by Milan. It does recover the other parameters as well.
1206
1207   Side note: This is the way the decrypt_derived script gets at the
1208   master key. It just omits the conversion and hashes the master key
1209   string.
1210
1211   - If the header is intact and you just forgot the passphrase, just
1212   set a new passphrase like this:
1213
1214       cryptsetup luksAddKey --master-key-file=<master-key-file> <luks device>
1215  
1216   You may want to disable the old one afterwards.
1217
1218
1219  * 6.11 What does the on-disk structure of dm-crypt look like?
1220
1221   There is none. dm-crypt takes a block device and gives encrypted
1222   access to each of its blocks with a key derived from the passphrase
1223   given. If you use a cipher different than the default, you have to
1224   specify that as a parameter to cryptsetup too. If you want to
1225   change the password, you basically have to create a second
1226   encrypted device with the new passphrase and copy your data over.
1227   On the plus side, if you accidentally overwrite any part of a
1228   dm-crypt device, the damage will be limited to the are you
1229   overwrote.
1230
1231
1232  * 6.12 What does the on-disk structure of LUKS look like?
1233
1234   A LUKS partition consists of a header, followed by 8 key-slot
1235   descriptors, followed by 8 key slots, followed by the encrypted
1236   data area.
1237
1238   Header and key-slot descriptors fill the first 592 bytes. The
1239   key-slot size depends on the creation parameters, namely on the
1240   number of anti-forensic stripes, key material offset and master
1241   key size.
1242
1243   With the default parameters, each key-slot is a bit less than
1244   128kiB in size. Due to sector alignment of the key-slot start,
1245   that means the key block 0 is at offset 0x1000-0x20400, key
1246   block 1 at offset 0x21000-0x40400, and key block 7 at offset
1247   0xc1000-0xe0400. The space to the next full sector address is
1248   padded with zeros. Never used key-slots are filled with what the
1249   disk originally contained there, a key-slot removed with
1250   "luksRemoveKey" or "luksKillSlot" gets filled with 0xff. Due to
1251   2MiB default alignment, start of the data area for cryptsetup 1.3
1252   and later is at 2MiB, i.e. at 0x200000. For older versions, it is
1253   at 0x101000, i.e. at 1'052'672 bytes, i.e. at 1MiB + 4096 bytes
1254   from the start of the partition. Incidentally, "luksHeaderBackup"
1255   for a LUKS container created with default parameters dumps exactly
1256   the first 2MiB (or 1'052'672 bytes for   headers created with
1257   cryptsetup versions < 1.3) to file and "luksHeaderRestore" restores
1258   them.
1259
1260   For non-default parameters, you have to figure out placement
1261   yourself. "luksDump" helps. See also next item. For the most common
1262   non-default settings, namely aes-xts-plain with 512 bit key, the
1263   offsets are: 1st keyslot 0x1000-0x3f800, 2nd keyslot
1264   0x40000-0x7e000, 3rd keyslot 0x7e000-0xbd800, ..., and start of
1265   bulk data at 0x200000.
1266
1267   The exact specification of the format is here:
1268   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/Specification
1269
1270
1271  * 6.13 What is the smallest possible LUKS container?
1272
1273   Note: From cryptsetup 1.3 onwards, alignment is set to 1MB. With
1274   modern Linux partitioning tools that also align to 1MB, this will
1275   result in aligmnet to 2k secors and typical Flash/SSD sectors,
1276   which is highly desirable for a number of reasons. Changing the
1277   alignment is not recomended.
1278
1279   That said, with default parameters, the data area starts at
1280   exactly 2MB offset (at 0x101000 for cryptsetup versions before
1281   1.3). The smallest data area you can have is one sector of 512
1282   bytes. Data areas of 0 bytes can be created, but fail on mapping.
1283
1284   While you cannot put a filesystem into something this small, it may
1285   still be used to contain, for example, key. Note that with current
1286   formatting tools, a partition for a container this size will be
1287   3MiB anyways. If you put the LUKS container into a file (via
1288   losetup and a loopback device), the file needs to be 2097664 bytes
1289   in size, i.e. 2MiB + 512B.
1290
1291   There two ways to influence the start of the data area are key-size
1292   and alignment.
1293
1294   For alignment, you can go down to 1 on the parameter. This will
1295   still leave you with a data-area starting at 0x101000, i.e.
1296   1MiB+4096B (default parameters) as alignment will be rounded up to
1297   the next multiple of 8 (i.e. 4096 bytes) If in doubt, do a dry-run
1298   on a larger file and dump the LUKS header to get actual
1299   information.
1300
1301   For key-size, you can use 128 bit (e.g. AES-128 with CBC), 256 bit
1302   (e.g. AES-256 with CBC) or 512 bit (e.g. AES-256 with XTS mode).
1303   You can do 64 bit (e.g. blowfish-64 with CBC), but anything below
1304   128 bit has to be considered insecure today.
1305
1306   Example 1 - AES 128 bit with CBC:
1307
1308       cryptsetup luksFormat -s 128 --align-payload=8 <device>
1309  
1310   This results in a data offset of 0x81000, i.e. 516KiB or 528384
1311   bytes. Add one 512 byte sector and the smallest LUKS container size
1312   with these parameters is 516KiB + 512B or 528896 bytes.
1313
1314   Example 2 - Blowfish 64 bit with CBC (WARNING: insecure):
1315
1316       cryptsetup luksFormat -c blowfish -s 64 --align-payload=8 /dev/loop0
1317  
1318   This results in a data offset of 0x41000, i.e. 260kiB or 266240
1319   bytes, with a minimal LUKS conatiner size of 260kiB + 512B or
1320   266752 bytes.
1321
1322
1323  * 6.14 I think this is overly complicated. Is there an alternative?
1324
1325   Not really. Encryption comes at a price. You can use plain
1326   dm-crypt to simplify things a bit. It does not allow multiple
1327   passphrases, but on the plus side, it has zero on disk description
1328   and if you overwrite some part of a plain dm-crypt partition,
1329   exactly the overwritten parts are lost (rounded up to sector
1330   borders).
1331
1332
1333  * 6.15 Can I clone a LUKS container?
1334
1335   You can, but it breaks security, because the cloned container has
1336   the same header and hence the same master key. You cannot change
1337   the master key on a LUKS container, even if you change the
1338   passphrase(s), the master key stays the same. That means whoever
1339   has access to one of the clones can decrypt them all, completely
1340   bypassing the passphrases.
1341
1342   The right way to do this is to first luksFormat the target
1343   container, then to clone the contents of the source container, with
1344   both containers mapped, i.e. decrypted. You can clone the decrypted
1345   contents of a LUKS container in binary mode, although you may run
1346   into secondary issuses with GUIDs in filesystems, partition tables,
1347   RAID-components and the like. These are just the normal problems
1348   binary cloning causes.
1349
1350
1351 7. Interoperability with other Disk Encryption Tools  
1352
1353
1354  * 7.1 What is this section about?
1355
1356   Cryptsetup for plain dm-crypt can be used to access a number of
1357   on-disk formats created by tools like loop-aes patched into
1358   losetup. This somtimes works and sometimes does not.    This section
1359   collects insights into what works, what does not and where more
1360   information is required.
1361
1362   Additional information may be found in the mailing-list archives,
1363   mentioned at the start of this FAQ document. If you have a
1364   solution working that is not yet documented here and think a wider
1365   audience may be intertested, please email the FAQ maintainer.
1366
1367
1368  * 7.2 loop-aes: General observations.
1369
1370   One problem is that there are different versions of losetup around.
1371   loop-aes is a patch for losetup. Possible problems and deviations
1372   from cryptsetup option syntax include:
1373
1374   - Offsets specifed in bytes (cryptsetup: 512 byte sectors)
1375
1376   - The need to specify an IV offset
1377
1378   - Encryption mode needs specifying (e.g. "-c twofish-cbc-plain")
1379
1380   - Key size needs specifying (e.g. "-s 128" for 128 bit keys)
1381
1382   - Passphrase hash algorithm needs specifying
1383
1384   Also note that because plain dm-crypt and loop-aes format does not
1385   have metadata, autodetection, while feasible in most cases, would
1386   be a lot of work that nobody really wants to do. If you still have
1387   the old set-up, using a verbosity option (-v) on mapping with the
1388   old tool or having a look into the system logs after setup could
1389   give you the information you need.
1390
1391
1392  * 7.3 loop-aes patched into losetup on debian 5.x, kernel 2.6.32
1393
1394   In this case, the main problem seems to be that this variant of
1395   losetup takes the offset (-o option) in bytes, while cryptsetup
1396   takes it in sectors of 512 bytes each. Example: The losetupp
1397   command
1398
1399   losetup -e twofish -o 2560 /dev/loop0 /dev/sdb1 
1400   mount /dev/loop0 mountpoint
1401  
1402   translates to
1403
1404   cryptsetup create -c twofish -o 5 --skip 5 e1 /dev/sdb1
1405   mount /dev/mapper/e1 mountpoint
1406  
1407
1408  * 7.4 loop-aes with 160 bit key
1409
1410   This seems to be sometimes used with twofish and blowfish and
1411   represents a 160 bit ripemed160 hash output padded to 196 bit key
1412   length. It seems the corresponding options for cryptsetup are
1413
1414   --cipher twofish-cbc-null -s 192 -h ripemd160:20
1415  
1416
1417 8. Issues with Specific Versions of cryptsetup 
1418
1419
1420  * 8.1 When using the create command for plain dm-crypt with
1421    cryptsetup 1.1.x, the mapping is incompatible and my data is not
1422    accessible anymore!
1423
1424   With cryptsetup 1.1.x, the distro maintainer can define different
1425   default encryption modes for LUKS and plain devices. You can check
1426   these compiled-in defaults using "cryptsetup --help". Moreover, the
1427   plain device default changed because the old IV mode was
1428   vulnerable to a watermarking attack.
1429
1430   If you are using a plain device and you need a compatible mode, just
1431   specify cipher, key size and hash algorithm explicitly. For
1432   compatibility with cryptsetup 1.0.x defaults, simple use the
1433   following:
1434
1435     cryptsetup create -c aes-cbc-plain -s 256 -h ripemd160 <name> <dev>
1436  
1437   LUKS stores cipher and mode in the metadata on disk, avoiding this
1438   problem.
1439
1440
1441  * 8.2 cryptsetup on SLED 10 has problems...
1442
1443   SLED 10 is missing an essential kernel patch for dm-crypt, which
1444   is broken in its kernel as a result. There may be a very old
1445   version of cryptsetup (1.0.x) provided by SLED, which should also
1446   not be used anymore as well. My advice would be to drop SLED 10.
1447
1448  A. Contributors In no particular order:
1449
1450   - Arno Wagner
1451
1452   - Milan Broz
1453