fixes to formatting
[platform/upstream/cryptsetup.git] / FAQ
1 Sections 
2  1. General Questions2. Setup3. Common Problems4. Troubleshooting5.
3   Security Aspects6. Backup and Data Recovery7. Issues with Specific
4   Versions of cryptsetupA. Contributors
5
6  1. General Questions
7
8   * What is this?
9
10   This is the FAQ (Frequently Asked Questions) for cryptsetup. It
11   covers Linux disk encryption with plain dm-crypt (one passphrase,
12   no management, no descriptor on disk) and LUKS (multiple user keys
13   with one master key, anti-forensics, descriptor block at start of
14   device, ...). The latest version should usually be available at
15   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/FrequentlyAskedQuestions
16
17   ATTENTION: If you are going to read just one thing, make it the
18   section on Backup and Data Recovery. By far the most questions on
19   the cryptsetup mailing list are from people that just managed to
20   somehow format or overwrite the start of their LUKS partitions. In
21   most cases, there is nothing that can be done to help these poor
22   souls recover their data. Make sure you understand the problem and
23   limitations imposed by the LUKS security model BEFORE you face such
24   a disaster!
25
26   * Who wrote this?
27
28   Current FAQ maintainer is Arno Wagner <arno@wagner.name>. Other
29   contributors are listed at the end. If you want to contribute, send
30   your article, including a descriptive headline, to the maintainer,
31   or the dm-crypt mailing list with something like "FAQ ..." in the
32   subject. Please note that by contributing to this FAQ, you accept
33   the license described below.
34
35   This work is under the "Attribution-Share Alike 3.0 Unported"
36   license, which means distribution is unlimited, you may create
37   derived works, but attributions to original authors and this
38   license statement must be retained and the derived work must be
39   under the same license. See
40   http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ for more details of
41   the license.
42
43   Side note: I did text license research some time ago and I think
44   this license is best suited for the purpose at hand and creates the
45   least problems.
46
47   * Where is the project website?
48
49   There is the project website at http://code.google.com/p/cryptsetup/
50   Please do not post questions there, nobody will read them.    Use
51   the mailing-list instead.
52
53   * Is there a mailing-list?
54
55   Instructions on how to subscribe to the mailing-list are at on the
56   project website. People are generally helpful and friendly on the
57   list.
58
59   The question of how to unsubscribe from the list does crop up
60   sometimes. For this you need your list management URL, which is
61   sent to you initially and once at the start of each month. Go to
62   the URL mentioned in the email and select "unsubscribe". This page
63   also allows you to request a password reminder.
64
65   Alternatively, you can send an Email to dm-crypt-request@saout.de
66   with just the word "help" in the subject or message body. Make sure
67   to send it from your list address.
68
69  2. Setup
70
71   * Can I encrypt an already existing, non-empty partition to use
72   LUKS?
73
74   There is no converter, and it is not really needed. The way to do
75   this is to make a backup of the device in question, securely wipe
76   the device (as LUKS device initialization does not clear away old
77   data), do a luksFormat, optionally overwrite the encrypted device,
78   create a new filesystem and restore your backup on the now
79   encrypted device. Also refer to sections "Security Aspects" and
80   "Backup and Data Recovery".
81
82   For backup, plain GNU tar works well and backs up anything likely
83   to be in a filesystem.
84
85   * How do I use LUKS with a loop-device?
86
87   Just the same as with any block device. If you want, for example,
88   to use a 100MiB file as LUKS container, do something like this:
89
90       head -c 100M /dev/zero > luksfile   # create empty file
91       losetup /dev/loop0 luksfile         # map luksfile to /dev/loop0
92       cryptsetup luksFormat /dev/loop0    # create LUKS on the loop device
93  
94   Afterwards just use /dev/loop0 as a you would use a LUKS partition.
95   To unmap the file when done, use "losetup -d /dev/loop0".
96
97   * When I add a new key-slot to LUKS, it asks for a passphrase but
98   then complains about there not being a key-slot with that
99   passphrase?
100
101   That is as intended. You are asked a passphrase of an existing
102   key-slot first, before you can enter the passphrase for the new
103   key-slot. Otherwise you could break the encryption by just adding a
104   new key-slot. This way, you have to know the passphrase of one of
105   the already configured key-slots in order to be able to configure a
106   new key-slot.
107
108   * How do I read a dm-crypt key from file?
109
110   Note that the file will still be hashed first, just like keyboard
111   input. Use the --key-file option, like this:
112
113       cryptsetup create --key-file keyfile e1 /dev/loop0
114  
115   * How do I read a LUKS slot key from file?
116
117   What you really do here is to read a passphrase from file, just as
118   you would with manual entry of a passphrase for a key-slot. You can
119   add a new passphrase to a free key-slot, set the passphrase of an
120   specific key-slot or put an already configured passphrase into a
121   file. In the last case make sure no trailing newline (0x0a) is
122   contained in the key file, or the passphrase will not work because
123   the whole file is used as input.
124
125   To add a new passphrase to a free key slot from file, use something
126   like this:
127
128       cryptsetup luksAddKey /dev/loop0 keyfile
129  
130   To add a new passphrase to a specific key-slot, use something like
131   this:
132
133       cryptsetup luksAddKey --key-slot 7 /dev/loop0 keyfile
134  
135   To supply a key from file to any LUKS command, use the --key-file
136   option, e.g. like this:
137
138       cryptsetup luksOpen --key-file keyfile /dev/loop0 e1
139  
140   * How do I read the LUKS master key from file?
141
142   The question you should ask yourself first, is why you would want
143   to do this. The only legitimate reason I can think of is if you
144   want to have two LUKS devices with the same master key. Even then,
145   I think it would be preferable to just use key-slots with the same
146   passphrase, or to use plain dm-crypt instead. If you really have a
147   good reason, please tell me. If I am convinced, I will add how to
148   do this here.
149
150   * What are the security requirements for a key read from file?
151
152   A file-stored key or passphrase has the same security requirements
153   as one entered interactively, however you can use random bytes and
154   thereby use bytes you cannot type on the keyboard. You can use any
155   file you like as key file, for example a plain text file with a
156   human readable passphrase. To generate a file with random bytes,
157   use something like this:
158
159       head -c 256 /dev/random > keyfile
160  
161   * If I map a journaled file system using dm-crypt/LUKS, does it
162   still provide its usual transactional guarantees?
163
164   As far as I know it does (but I may be wrong), but please note that
165   these "guarantees" are far weaker than they appear to be. For
166   example, you not not get a hard flush to disk surface even on a
167   call to fsync. In addition, the HDD itself may do independent
168   write reordering. Some other things can go wrong as well. The
169   filesystem developers are aware of these problems and typically
170   can make it work anyways. That said, dm-crypt/LUKS should not make
171   things worse.
172
173   Personally, I have several instances of ext3 on dm-crypt and have
174   not noticed any specific problems.
175
176   Update: I did run into frequent small freezes (1-2 sec) when putting
177   a vmware image on ext3 over dm-crypt. This does indicate that the
178   transactional guarantees are in place, but at a cost. When I went
179   back to ext2, the problem went away. This also seems to have gotten
180   better with kernel 2.6.36 and the reworking of filesystem flush
181   locking. Kernel 2.6.37 is expected to improve this even further.
182
183   * Can I use LUKS or cryptsetup with a more secure (external) medium
184   for key storage, e.g. TPM or a smartcard?
185
186   Yes, see the answers on using a file-supplied key. You do have to
187   write the glue-logic yourself though. Basically you can have
188   cryptsetup read the key from STDIN and write it there with your
189   own tool that in turn gets the key from the more secure key
190   storage.
191
192   * Can I resize a dm-crypt or LUKS partition?
193
194   Yes, you can, as neither dm-crypt nor LUKS stores partition size.
195   Whether you should is a different question. Personally I recommend
196   backup, recreation of the encrypted partition with new size,
197   recreation of the filesystem and restore. This gets around the
198   tricky business of resizing the filesystem. The backup is really
199   non-optional here, as a lot can go wrong, resulting in partial or
200   complete data loss. Using something like gparted to resize an
201   encrypted partition is slow, but pretty safe and should be fine.
202   This will not change the size of the filesystem hidden under the
203   encryption though.
204
205   You also need to be aware of size-based limitations. The one
206   currently relevant is that aes-xts-plain should not be used for
207   encrypted container sizes larger than 2TiB. Use aes-xts-plain64
208   for that.
209
210  3. Common Problems
211
212   * My dm-crypt/LUKS mapping does not work! What general steps are
213   there to investigate the problem?
214
215   If you get a specific error message, investigate what it claims
216   first. If not, you may want to check the following things.
217
218   - Check that "/dev", including "/dev/mapper/control" is there. If it
219   is missing, you may have a problem with the "/dev" tree itself or
220   you may have broken udev rules.
221
222   - Check that you have the device mapper and the crypt target in your
223   kernel. The output of "dmsetup targets" should list a "crypt"
224   target. If it is not there or the command fails, add device mapper
225   and crypt-target to the kernel.
226
227   - Check that the hash-functions and ciphers you want to use are in
228   the kernel. The output of "cat /proc/crypto" needs to list them.
229
230   * My dm-crypt mapping suddenly stopped when upgrading cryptsetup.
231
232   The default cipher, hash or mode may have changed (the mode changed
233   from 1.0.x to 1.1.x). See under "Issues With Specific Versions of
234   cryptsetup".
235
236   * When I call cryptsetup from cron/CGI, I get errors about unknown
237   features?
238
239   If you get errors about unknown parameters or the like that are not
240   present when cryptsetup is called from the shell, make sure you
241   have no older version of cryptsetup on your system that then gets
242   called by cron/CGI.For example some distributions install
243   cryptsetup into /usr/sbin, while a manual install could go to
244   /usr/local/sbin. As a debugging aid, call "cryptsetup --version"
245   from cron/CGI or the non-shell mechanism to be sure you have the
246   right version.
247
248   * Unlocking a LUKS device takes very long. Why?
249
250   The iteration time for a key-slot (see Section 5 for an explanation
251   what iteration does) is calculated when setting a passphrase. By
252   default it is 1 second on the machine where the passphrase is set.
253   If you set a passphrase on a fast machine and then unlock it on a
254   slow machine, the unlocking time can be much longer. Also take into
255   account that up to 8 key-slots have to be tried in order to find the
256   right one.
257
258   If this is problem, you can add another key-slot using the slow
259   machine with the same passphrase and then remove the old key-slot.
260   The new key-slot will have an iteration count adjusted to 1 second
261   on the slow machine. Use luksKeyAdd and then luksKillSlot or
262   luksRemoveKey.
263
264   However, this operation will not change volume key iteration count
265   (MK iterations in output of "cryptsetup luksDump"). In order to
266   change that, you will have to backup the data in the LUKS
267   container, luksFormat on the slow machine and restore the data.
268   Note that in the original LUKS specification this value was fixed
269   to 10, but it is now derived from the PBKDF2 benchmark as well and
270   set to iterations in 0.125 sec or 1000, whichever is larger.
271
272   * "blkid" sees a LUKS UUID and an ext2/swap UUID on the same device.
273   What is wrong?
274
275   Some old versions of cryptsetup have a bug where the header does
276   not get completely wiped during LUKS format and an older ext2/swap
277   signature remains on the device. This confuses blkid.
278
279   Fix: Wipe the unused header areas by doing a backup and restore of
280   the header with cryptsetup 1.1.x:
281
282       cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>
283       cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>
284  
285   If you cannot use a 1.1.x cryptsetup, you can also do a manual wipe
286   of the area in question with the command below. Be very, VERY,
287   careful and make sure to do a backup of the header before. If you
288   get this wrong, your device may become permanently inaccessible.
289
290       dd if=/dev/zero of=<device> bs=512 seek=2 count=6
291    
292   * cryptsetup segfaults on Gentoo amd64 hardened ...
293
294   There seems to be some inteference between the hardening and and
295   the way cryptsetup benchmarks PBKDF2. The solution to this is
296   currently not quite clear for an encrypted root filesystem.     For
297   other uses, you can apparently specify USE="dynamic" as compile
298   flag, see http://bugs.gentoo.org/show_bug.cgi?id=283470
299
300  4. Troubleshooting
301
302   * Can a bad RAM module cause problems?
303
304   LUKS and dm-crypt can give the RAM quite a workout, especially when
305   combined with software RAID. In particular the combination RAID5 +
306   LUKS + XFS seems to uncover RAM problems that never caused obvious
307   problems before. Symptoms vary, but often the problem manifest
308   itself when copying large amounts of data, typically several times
309   larger than your main memory.
310
311   Side note: One thing you should always do on large data movements is
312   to run a verify, for example with the "-d" option of "tar" or by
313   doing a set of MD5 checksums on the source or target with
314
315       find . -type f -exec md5sum \{\} \; > checksum-file
316  
317   and then a "md5sum -c checksum-file" on the other side. If you get
318   mismatches here, RAM is the primary suspect. A lesser suspect is
319   an overclocked CPU. I have found countless hardware problems in
320   verify runs after copying or making backups. Bit errors are much
321   more common than most people think.
322
323   Some RAM issues are even worse and corrupt structures in one of the
324   layers. This typically results in lockups, CPU state dumps in the
325   system logs, kernel panic or other things. It is quite possible to
326   have the problem with an encrypted device, but not with an
327   otherwise the same unencrypted device. The reason for that is that
328   encryption has an error amplification property: You flip one bit
329   in an encrypted data block, and the decrypted version has half of
330   its bits flipped. This is an important security property for modern
331   ciphers. With the usual modes in cryptsetup (CBC, ESSIV, XTS), you
332   get up to a completely changed 512 byte block per bit error. A
333   corrupt block causes a lot more havoc than the occasionally
334   flipped single bit and can result various obscure errors.
335
336   Note however that a verify run on copying between encrypted or
337   unencrypted devices can also show you corruption when the copying
338   itself did not report any problems. If you find defect RAM, assume
339   all backups and copied data to be suspect, unless you did a verify.
340
341   * How do I test RAM?
342
343   First you should know that overclocking often makes memory problems
344   worse. So if you overclock (which I strongly recommend against in a
345   system holding data that has some worth), run the tests with the
346   overclocking active.
347
348   There are two good options. One is Memtest86+ and the other is
349   "memtester" by Charles Cazabon. Memtest86+ requires a reboot and
350   then takes over the machine, while memtester runs from a
351   root-shell. Both use different testing methods and I have found
352   problems fast with each one that the other needed long to find. I
353   recommend running the following procedure until the first error is
354   found:
355
356   - Run Memtest86+ for one cycle
357
358   - Run memterster for one cycle (shut down as many other applications
359   as possible)
360
361   - Run Memtest86+ for 24h or more
362
363   - Run memtester for 24h or more
364
365   If all that does not produce error messages, your RAM may be sound,
366   but I have had one weak bit that Memtest86+ needed around 60 hours
367   to find. If you can reproduce the original problem reliably, a good
368   additional test may be to remove half of the RAM (if you have more
369   than one module) and try whether the problem is still there and if
370   so, try with the other half. If you just have one module, get a
371   different one and try with that. If you do overclocking, reduce
372   the settings to the most conservative ones available and try with
373   that.
374
375  5. Security Aspects
376
377   * Should I initialize (overwrite) a new LUKS/dm-crypt partition?
378
379   If you just create a filesystem on it, most of the old data will
380   still be there. If the old data is sensitive, you should overwrite
381   it before encrypting. In any case, not initializing will leave the
382   old data there until the specific sector gets written. That may
383   enable an attacker to determine how much and where on the
384   partition data was written. If you think this is a risk, you can
385   prevent this by overwriting the encrypted device (here assumed to
386   be named "e1") with zeros like this:
387
388       dd_rescue -w /dev/zero /dev/mapper/e1
389  
390  or alternatively with one of the following more standard commands:
391
392       cat /dev/zero > /dev/mapper/e1
393       dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/e1
394        
395   * How do I securely erase a LUKS (or other) partition?
396
397   For LUKS, if you are in a desperate hurry, overwrite the first few
398   kilobytes of the LUKS partition. This erases the master key salt
399   and makes access impossible. However a LUKS header backup or full
400   backup will still grant access to most or all data, so make sure
401   that an attacker does not have access to backups or destroy them as
402   well.
403
404   To do this right, overwrite the whole LUKS partition with a single
405   pass of zeros. This is enough for current HDDs. For SSDs you may
406   want to erase the whole drive several times to be sure data is not
407   retained by wear leveling. This is possibly still insecure as SSD
408   technology is not fully understood in this regard. Still, due to
409   the anti-forensic properties of the LUKS key-slots, a single
410   overwrite of an SSD could be enough. If in doubt, use physical
411   destruction in addition. Keep in mind to also erase all backups.
412
413   Example for a zero-overwrite erase of partition sda10 done with
414   dd_rescue:
415
416       dd_rescue -w /dev/zero /dev/sda10   
417  
418   * How do I securely erase a backup of a LUKS partition or header?
419
420   That depends on the medium it is stored on. For HDD and SSD, use
421   overwrite with zeros. For an SSD, you may want to overwrite the
422   complete SSD several times and use physical destruction in addition,
423   see last item. Treat USB flash drives the same as SSDs. For
424   re-writable CD/DVD, a single overwrite should also be enough, due
425   to the anti-forensic properties of the LUKS keyslots. For
426   write-once media, use physical destruction. For low security
427   requirements, just cut the CD/DVD into several parts. For high
428   security needs, shred or burn the medium. If your backup is on
429   magnetic tape, I advise physical destruction by shredding or
430   burning. The problem with magnetic tape is that it has a higher
431   dynamic range than HDDs and older data may well be recoverable
432   after overwrites. Also write-head alignment issues can lead to
433   data not actually being deleted at all during overwrites.
434
435   * What about backup? Does it compromise security?
436
437   That depends. See next section.
438
439   * Why is all my data gone if I overwrite the LUKS header?
440
441   Overwriting the LUKS header in part or in full is the most common
442   reason why access to LUKS containers is lost permanently.
443   Overwriting can be done in a number of fashions, like creating a
444   new filesystem on the raw LUKS partition, making the raw partition
445   part of a raid array and just writing to the raw partition.
446
447   The LUKS header contains a 256 bit "salt" value and without that no
448   decryption is possible. While the salt is not secret, it is
449   key-grade material and cannot be reconstructed. This is a
450   cryptographically strong "cannot". From observations on the
451   cryptsetup mailing-list, people typically go though the usual
452   stages of grief (Denial, Anger, Bargaining, Depression, Acceptance)
453   when this happens to them. Observed times vary between 1 day and 2
454   weeks to complete the cycle. Seeking help on the mailing-list is
455   fine. Even if we usually cannot help with getting back your data,
456   most people found the feedback comforting.
457
458   If your header does not contain an intact salt, best go directly
459   to the last one ("Acceptance") and think about what to do now.
460   There is one exception that I know of: If your LUKS container is
461   still open, then it may be possible to extract the master key from
462   the running system. Ask on the mailing-list on how to do that and
463   make sure nobody switches off the machine.
464
465   * What is a "salt"?
466
467   A salt is a random key-grade value added to the passphrase before
468   it is processed. It is not kept secret. The reason for using salts
469   is as follows: If an attacker wants to crack the password for a
470   single LUKS container, then every possible passphrase has to be
471   tried. Typically an attacker will not try every binary value, but
472   will try words and sentences from a dictionary.
473
474   If an attacker wants to attack several LUKS containers with the
475   same dictionary, then a different approach makes sense: Compute the
476   resulting slot-key for each dictionary element and store it on
477   disk. Then the test for each entry is just the slow unlocking with
478   the slot key (say 0.00001 sec) instead of calculating the slot-key
479   first (1 sec). For a single attack, this does not help. But if you
480   have more than one container to attack, this helps tremendously,
481   also because you can prepare your table before you even have the
482   container to attack! The calculation is also very simple to
483   parallelize. You could, for example, use the night-time unused CPU
484   power of your desktop PCs for this.
485
486   This is where the salt comes in. If the salt is combined with the
487   passphrase (in the simplest form, just appended to it), you
488   suddenly need a separate table for each salt value. With a
489   reasonably-sized salt value (256 bit, e.g.) this is quite
490   infeasible.
491
492   * Is LUKS secure with a low-entropy (bad) passphrase?
493
494   This needs a bit of theory. The quality of your passphrase is
495   directly related to its entropy (information theoretic, not
496   thermodynamic). The entropy says how many bits of "uncertainty" or
497   "randomness" are in you passphrase. In other words, that is how
498   difficult guessing the passphrase is.
499
500   Example: A random English sentence has about 1 bit of entropy per
501   character. A random lowercase (or uppercase) character has about
502   4.7 bit of entropy.
503
504   Now, if n is the number of bits of entropy in your passphrase and t
505   is the time it takes to process a passphrase in order to open the
506   LUKS container, then an attacker has to spend at maximum
507
508   attack_time_max = 2^n * t 
509  
510   time for a successful attack and on average half that. There is no
511   way getting around that relationship. However, there is one thing
512   that does help, namely increasing t, the time it takes to use a
513   passphrase, see next FAQ item.
514
515   Still, if you want good security, a high-entropy passphrase is the
516   only option. Use at least 64 bits for secret stuff. That is 64
517   characters of English text (but only if randomly chosen) or a
518   combination of 12 truly random letters and digits.
519
520   For passphrase generation, do not use lines from very well-known
521   texts (religious texts, Harry potter, etc.) as they are to easy to
522   guess. For example, the total Harry Potter has about 1'500'000
523   words (my estimation). Trying every 64 character sequence starting
524   and ending at a word boundary would take only something like 20
525   days on a single CPU and is entirely feasible.
526
527   On the other hand, choosing 1.5 lines from, say, the Wheel of Time
528   is in itself not more secure, but the book selection adds quite a
529   bit of entropy. (Now that I have mentioned it here, don't use tWoT
530   either!) If you add 2 or 3 typos or switch some words around, then
531   this is good passphrase material.
532
533   * What is "iteration count" and why is decreasing it a bad idea?
534
535   Iteration count is the number of PBKDF2 iterations a passphrase is
536   put through before it is used to unlock a key-slot. Iterations are
537   done with the explicit purpose to increase the time that it takes
538   to unlock a key-slot. This provides some protection against use of
539   low-entropy passphrases.
540
541   The idea is that an attacker has to try all possible passphrases.
542   Even if the attacker knows the passphrase is low-entropy (see last
543   item), it is possible to make each individual try take longer. The
544   way to do this is to repeatedly hash the passphrase for a certain
545   time. The attacker then has to spend the same time (given the same
546   computing power) as the user per try. With LUKS, the default is 1
547   second of PBKDF2 hashing.
548
549   Example 1: Lets assume we have a really bad passphrase (e.g. a
550   girlfriends name) with 10 bits of entropy. With the same CPU, an
551   attacker would need to spend around 500 seconds on average to
552   break that passphrase. Without iteration, it would be more like
553   0.0001 seconds on a modern CPU.
554
555   Example 2: The user did a bit better and has 32 chars of English
556   text. That would give use about 32 bits of entropy. With 1 second
557   iteration, that means an attacker on the same CPU needs around 136
558   years. That is pretty impressive for such a weak passphrase.
559   Without the iterations, it would be more like 50 days on a modern
560   CPU, and possibly far less.
561
562   In addition, the attacker can both parallelize and use special
563   hardware like GPUs to speed up the attack. The attack can also
564   happen quite some time after the luksFormat operation and CPUs can
565   have become faster and cheaper. For that reason you want a bit of
566   extra security. Anyways, in Example 1 your are screwed. In example
567   2, not necessarily. Even if the attack is faster, it still has a
568   certain cost associated with it, say 10000 EUR/USD with iteration
569   and 1 EUR/USD without iteration. The first can be prohibitively
570   expensive, while the second is something you try even without
571   solid proof that the decryption will yield something useful.
572
573   The numbers above are mostly made up, but show the idea. Of course
574   the best thing is to have a high-entropy passphrase.
575
576   Would a 100 sec iteration time be even better? Yes and no.
577   Cryptographically it would be a lot better, namely 100 times better.
578   However, usability is a very important factor for security
579   technology and one that gets overlooked surprisingly often. For
580   LUKS, if you have to wait 2 minutes to unlock the LUKS container,
581   most people will not bother and use less secure storage instead. It
582   is better to have less protection against low-entropy passphrases
583   and people actually use LUKS, than having them do without
584   encryption altogether.
585
586   Now, what about decreasing the iteration time? This is generally a
587   very bad idea, unless you know and can enforce that the users only
588   use high-entropy passphrases. If you decrease the iteration time
589   without ensuring that, then you put your users at increased risk,
590   and considering how often LUKS containers are unlocked in a
591   typical work-flow, you do so without a good reason. Don't do it.
592   The iteration time is already low enough that some users will
593   still chose passphrases with entropy low enough that they are
594   vulnerable. Lowering it even further increases this danger
595   significantly.
596
597   * Is LUKS with default parameters less secure on a slow CPU?
598
599   Unfortunately, yes. However the only aspect affected is the
600   protection for low-entropy passphrase or master-key. All other
601   security aspects are independent of CPU speed.
602
603   The master key is less critical, as you really have to work at it
604   to give it low entropy. One possibility is to supply the master key
605   yourself. If that key is low-entropy, then you get what you
606   deserve. The other known possibility is to use /dev/urandom for
607   key generation in an entropy-startved situation (e.g. automatic
608   installation on an embedded device without network and other entropy
609   sources).
610
611   For the passphrase, don't use a low-entropy passphrase. If your
612   passphrase is good, then a slow CPU will not matter. If you insist
613   on a low-entropy passphrase on a slow CPU, use something like
614   "--iter-time=10" or higher and wait a long time on each LUKS unlock
615   and pray that the attacker does not find out in which way exactly
616   your passphrase is low entropy. This also applies to low-entropy
617   passphrases on fast CPUs. Technology can do only so much to
618   compensate for problems in front of the keyboard.
619
620   * Why was the default aes-cbc-plain replaced with aes-cbc-essiv?
621
622   The problem is that cbc-plain has a fingerprint vulnerability, where
623   a specially crafted file placed into the crypto-container can be
624   recognized from the outside. The issue here is that for cbc-plain
625   the initialization vector (IV) is the sector number. The IV gets
626   XORed to the first data chunk of the sector to be encrypted. If you
627   make sure that the first data block to be stored in a sector
628   contains the sector number as well, the first data block to be
629   encrypted is all zeros and always encrypted to the same ciphertext.
630   This also works if the first data chunk just has a constant XOR
631   with the sector number. By having several shifted patterns you can
632   take care of the case of a non-power-of-two start sector number of
633   the file.
634
635   This mechanism allows you to create a pattern of sectors that have
636   the same first ciphertext block and signal one bit per sector to the
637   outside, allowing you to e.g. mark media files that way for
638   recognition without decryption. For large files this is a
639   practical attack. For small ones, you do not have enough blocks to
640   signal and take care of different file starting offsets.
641
642   In order to prevent this attack, the default was changed to
643   cbc-essiv. ESSIV uses a keyed hash of the sector number, with the
644   encryption key as key. This makes the IV unpredictable without
645   knowing the encryption key and the watermarking attack fails.
646
647   * Are there any problems with "plain" IV? What is "plain64"?
648
649   First, "plain" and "plain64" are both not safe to use with CBC, see
650   previous FAQ item.
651
652   However there are modes, like XTS, that are secure with "plain" IV.
653   The next limit is that "plain" is 64 bit, with the upper 32 bit set
654   to zero. This means that on volumes larger than 2TiB, the IV
655   repeats, creating a vulnerability that potentially leaks some
656   data. To avoid this, use "plain64", which uses the full sector
657   number up to 64 bit. Note that "plain64" requires a kernel >=
658   2.6.33. Also note that "plain64" is backwards compatible for
659   volume sizes <= 2TiB, but not for those > 2TiB. Finally, "plain64"
660   does not cause any performance penalty compared to "plain".
661
662   * What about XTS mode?
663
664   XTS mode is potentially even more secure than cbc-essiv (but only if
665   cbc-essiv is insecure in your scenario). It is a NIST standard and
666   used, e.g. in Truecrypt. At the moment, if you want to use it, you
667   have to specify it manually as "aes-xts-plain", i.e.
668
669       cryptsetup -c aes-xts-plain luksFormat <device>
670  
671   For volumes >2TiB and kernels >= 2.6.33 use "plain64" (see FAQ
672   item on "plain" and "plain64"):
673
674       cryptsetup -c aes-xts-plain64 luksFormat <device>
675  
676   There is a potential security issue with XTS mode and large blocks.
677   LUKS and dm-crypt always use 512B blocks and the issue does not
678   apply.
679
680  6. Backup and Data Recovery
681
682   * Does a backup compromise security?
683
684   Depends on how you do it. First, a backup is non-optional with
685   encrypted data just the same way it is with non-encrypted data.
686   Disks do break and they do not care whether they make plain or
687   encrypted data inaccessible.
688
689   However there are risks introduced by backups. For example if you
690   change/disable a key-slot in LUKS, a binary backup of the partition
691   will still have the old key-slot. To deal with this, you have to
692   be able to change the key-slot on the backup as well, or use a
693   different set-up. One option is to have a different passphrase on
694   the backup and to make the backup with both containers open.
695   Another one is to make a backup of the original, opened container to
696   a single file, e.g. with tar, and to encrypt that file with
697   public-key-cryptography, e.g. with GnuPG. You can then keep the
698   secret key in a safe place, because it is only used to decrypt a
699   backup. The key the backup is encrypted with can be stored without
700   special security measures, as long as an attacker cannot replace
701   it with his own key.
702
703   If you use dm-crypt, backup is simpler: As there is no key
704   management, the main risk is that you cannot wipe the backup when
705   wiping the original. However wiping the original for dm-crypt
706   should consist of forgetting the passphrase and that you can do
707   without actual access to the backup.
708
709   In both cases, there is an additional (usually small) risk: An
710   attacker can see how many sectors and which ones have been changed
711   since the backup. This is not possible with the public-key method
712   though.
713
714   My personal advice is to use one USB disk (low value date) or three
715   disks (high value data) in rotating order for backups, and either
716   use different passphrases or keep them easily accessible in case
717   you need to disable a key-slot. If you do network-backup or
718   tape-backup, I strongly recommend to go the public-key path,
719   especially as you typically cannot reliably delete data in these
720   scenarios. (Well, you can burn the tape if it is under your
721   control...)
722
723   * What happens if I overwrite the start of a LUKS partition or
724   damage the LUKS header or key-slots?
725
726   There are two critical components for decryption: The salt values
727   in the header itself and the key-slots. If the salt values are
728   overwritten or changed, nothing (in the cryptographically strong
729   sense) can be done to access the data, unless there is a backup of
730   the LUKS header. If a key-slot is damaged, the data can still be
731   read with a different key-slot, if there is a remaining undamaged
732   and used key-slot. Note that in order to make a key-slot
733   unrecoverable in a cryptographically strong sense, changing about
734   4-6 bits in random locations of its 128kiB size is quite enough.
735
736   * What happens if I (quick) format a LUKS partition?
737
738   I have not tried the different ways to do this, but very likely you
739   will have written a new boot-sector, which in turn overwrites the
740   LUKS header, including the salts. You may also damage the key-slots
741   in part or in full. See also last item.
742
743   * What does the on-disk structure of dm-crypt look like?
744
745   There is none. dm-crypt takes a block device and gives encrypted
746   access to each of its blocks with a key derived from the passphrase
747   given. If you use a cipher different than the default, you have to
748   specify that as a parameter to cryptsetup too. If you want to
749   change the password, you basically have to create a second
750   encrypted device with the new passphrase and copy your data over.
751   On the plus side, if you accidentally overwrite any part of a
752   dm-crypt device, the damage will be limited to the are you
753   overwrote.
754
755   * What does the on-disk structure of LUKS look like?
756
757   A LUKS partition consists of a header, followed by 8 key-slot
758   descriptors, followed by 8 key slots, followed by the encrypted
759   data area.
760
761   Header and key-slot descriptors fill the first 592 bytes. The
762   key-slot size depends on the creation parameters, namely on the
763   number of anti-forensic stripes and on key block alignment.
764
765   With 4000 stripes (the default), each key-slot is a bit less than
766   128kiB in size. Due to sector alignment of the key-slot start,
767   that means the key block 0 is at offset 0x1000-0x20400, key block
768   1 at offset 0x21000-0x40400, and key block 7 at offset
769   0xc1000-0xe0400. The space to the next full sector address is
770   padded with zeros. Never used key-slots are filled with what the
771   disk originally contained there, a key-slot removed with
772   "luksRemoveKey" or "luksKillSlot" gets filled with 0xff. Start of
773   bulk data (with the default 4000 stripes and 8 key-slots) is at
774   0x101000, i.e. at 1'052'672 bytes, i.e. at 1MiB + 4096 bytes from
775   the start of the partition. This is also the value given by command
776   "luksDump" with "Payload offset: 2056", just multiply by the sector
777   size (512 bytes). Incidentally, "luksHeaderBackup" dumps exactly
778   the first 1'052'672 bytes to file and "luksHeaderRestore" restores
779   them.
780
781   The exact specification of the format is here:
782   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/Specification
783
784   * How do I backup a LUKS header?
785
786   While you could just copy the appropriate number of bytes from the
787   start of the LUKS partition, the best way is to use command option
788   "luksHeaderBackup" of cryptsetup. This protects also against errors
789   when non-standard parameters have been used in LUKS partition
790   creation. Example:
791
792  
793       cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file h_bak /dev/mapper/c1
794  
795   * How do I backup a LUKS partition?
796
797   You do a sector-image of the whole partition. This will contain the
798   LUKS header, the keys-slots and the data ares. It can be done
799   under Linux e.g. with dd_rescue (for a direct image copy) and with
800   "cat" or "dd". Example:
801
802       cat /dev/sda10 > sda10.img
803       dd_rescue /dev/sda10 sda10.img 
804  
805   You can also use any other backup software that is capable of making
806   a sector image of a partition. Note that compression is
807   ineffective for encrypted data, hence it does not sense to use it.
808
809   * Do I need a backup of the full partition? Would the header and
810   key-slots not be enough?
811
812   Backup protects you against two things: Disk loss or corruption and
813   user error. By far the most questions on the dm-crypt mailing list
814   about how to recover a damaged LUKS partition are related to user
815   error. For example, if you create a new filesystem on a LUKS
816   partition, chances are good that all data is lost permanently.
817
818   For this case, a header+key-slot backup would often be enough. But
819   keep in mind that a HDD has roughly a failure risk of 5% per year.
820   It is highly advisable to have a complete backup to protect against
821   this case.
822
823   * Are there security risks from a backup of the LUKS header or a
824   whole LUKS partition?
825
826   Yes. One risk is that if you remove access rights for specific
827   key-slots by deleting their contents, the data can still be
828   accessed with invalidated passphrase and the backup. The other risk
829   is that if you erase a LUKS partition, a backup could still grant
830   access, especially if you only erased the LUKS header and not the
831   whole partition.
832
833   * I think this is overly complicated. Is there an alternative?
834
835   Yes, you can use plain dm-crypt. It does not allow multiple
836   passphrases, but on the plus side, it has zero on disk description
837   and if you overwrite some part of a plain dm-crypt partition,
838   exactly the overwritten parts are lost (rounded up to sector
839   borders).
840
841  7. Issues with Specific Versions of cryptsetup
842
843   * When using the create command for plain dm-crypt with cryptsetup
844   1.1.x, the mapping is incompatible and my data is not accessible
845   anymore!
846
847   With cryptsetup 1.1.x, the distro maintainer can define different
848   default encryption modes for LUKS and plain devices. You can check
849   these compiled-in defaults using "cryptsetup --help". Moreover, the
850   plain device default changed because the old IV mode was
851   vulnerable to a watermarking attack.
852
853   If you are using a plain device and you need a compatible mode, just
854   specify cipher, key size and hash algorithm explicitly. For
855   compatibility with cryptsetup 1.0.x defaults, simple use the
856   following:
857
858       cryptsetup create -c aes-cbc-plain -s 256 -h ripemd160 <name> <device>
859  
860    LUKS stores cipher and mode in the metadata on disk, avoiding this
861   problem.
862
863   * cryptsetup on SLED 10 has problems...
864
865   SLED 10 is missing an essential kernel patch for dm-crypt, which
866   is broken in its kernel as a result. There may be a very old
867   version of cryptsetup (1.0.x) provided by SLED, which should also
868   not be used anymore as well. My advice would be to drop SLED 10.
869
870  A. Contributors In no particular order:
871
872   - Arno Wagner
873
874   - Milan Broz
875