sync with wiki version
[platform/upstream/cryptsetup.git] / FAQ
1 Sections 
2
3 1. General Questions
4 2. Setup
5 3. Common Problems
6 4. Troubleshooting
7 5. Security Aspects
8 6. Backup and Data Recovery
9 7. Interoperability with other Disk Encryption Tools
10 8. Issues with Specific Versions of cryptsetup
11 9. References and Further Reading
12 A. Contributors
13
14
15 1. General Questions 
16
17
18  * 1.1 What is this?
19
20   This is the FAQ (Frequently Asked Questions) for cryptsetup. It
21   covers Linux disk encryption with plain dm-crypt (one passphrase,
22   no management, no metadata on disk) and LUKS (multiple user keys
23   with one master key, anti-forensic features, metadata block at
24   start of device, ...). The latest version of this FAQ should
25   usually be available at
26   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/FrequentlyAskedQuestions
27
28
29  * 1.2 WARNINGS
30
31   ATTENTION: If you are going to read just one thing, make it the
32   section on Backup and Data Recovery. By far the most questions on
33   the cryptsetup mailing list are from people that managed to damage
34   the start of their LUKS partitions, i.e. the LUKS header. In
35   most cases, there is nothing that can be done to help these poor
36   souls recover their data. Make sure you understand the problem and
37   limitations imposed by the LUKS security model BEFORE you face
38   such a disaster! In particular, make sure you have a current header
39   backup before doing any potentially dangerous operations.
40
41   SSDs/FLASH DRIVES: SSDs and Flash are different. Currently it is
42   unclear how to get LUKS or plain dm-crypt to run on them with the
43   full set of security features intact. This may or may not be a
44   problem, depending on the attacher model. See Section 5.19.
45
46   BACKUP: Yes, encrypted disks die, just as normal ones do. A full
47   backup is mandatory, see Section "6. Backup and Data Recovery" on
48   options for doing encrypted backup.
49
50   CLONING/IMAGING: If you clone or image a LUKS container, you make a
51   copy of the LUKS header and the master key will stay the same!
52   That means that if you distribute an image to several machines, the
53   same master key will be used on all of them, regardless of whether
54   you change the passphrases. Do NOT do this! If you do, a root-user
55   on any of the machines with a mapped (decrypted) container or a
56   passphrase on that machine can decrypt all other copies, breaking
57   security. See also Item 6.15.
58
59   DISTRIBUTION INSTALLERS: Some distribution installers offer to
60   create LUKS containers in a way that can be mistaken as activation
61   of an existing container. Creating a new LUKS container on top of
62   an existing one leads to permanent, complete and irreversible data
63   loss. It is strongly recommended to only use distribution
64   installers after a complete backup of all LUKS containers has been
65   made.
66
67   UBUNTU INSTALLER: In particular the Ubuntu installer seems to be
68   quite willing to kill LUKS containers in several different ways.
69   Those responsible at Ubuntu seem not to care very much (it is very
70   easy to recognize a LUKS container), so treat the process of
71   installing Ubuntu as a severe hazard to any LUKS container you may
72   have.
73
74   NO WARNING ON NON-INTERACTIVE FORMAT: If you feed cryptsetup from
75   STDIN (e.g. via GnuPG) on LUKS format, it does not give you the
76   warning that you are about to format (and e.g. will lose any
77   pre-existing LUKS container on the target), as it assumes it is
78   used from a script. In this scenario, the responsibility for
79   warning the user and possibly checking for an existing LUKS header
80   is shifted to the script. This is a more general form of the
81   previous item.
82
83   LUKS PASSPHRASE IS NOT THE MASTER KEY: The LUKS passphrase is not
84   used in deriving the master key. It is used in decrypting a master
85   key that is randomly selected on header creation. This means that
86   if you create a new LUKS header on top of an old one with
87   exactly the same parameters and exactly the same passphrase as the
88   old one, it will still have a different master key and your data
89   will be permanently lost.
90
91   PASSPHRASE CHARACTER SET: Some people have had difficulties with
92   this when upgrading distributions. It is highly advisable to only
93   use the 95 printable characters from the first 128 characters of
94   the ASCII table, as they will always have the same binary
95   representation. Other characters may have different encoding
96   depending on system configuration and your passphrase will not
97   work with a different encoding. A table of the standardized first
98   128 ASCII characters can, e.g. be found on
99   http://en.wikipedia.org/wiki/ASCII
100
101
102  * 1.3 System specific warnings
103
104   - Ubuntu as of 4/2011: It seems the installer offers to create
105   LUKS partitions in a way that several people mistook for an offer
106   to activate their existing LUKS partition. The installer gives no
107   or an inadequate warning and will destroy your old LUKS header,
108   causing permanent data loss. See also the section on Backup and
109   Data Recovery.
110
111   This issue has been acknowledged by the Ubuntu dev team, see here:
112   http://launchpad.net/bugs/420080
113
114   Update 4/2013: I am still unsure whether this has been fixed by
115   now, best be careful. They also seem to have added even more LUKS
116   killer functionality to the Ubuntu installer. I can only strongly
117   recommended to not install Ubuntu on a system with existing LUKS
118   containers without complete backups.
119
120
121  * 1.4 My LUKS-device is broken! Help!
122
123   First: Do not panic! In many cases the data is still recoverable.
124   Do not do anything hasty! Steps:
125
126   - Take some deep breaths. Maybe add some relaxing music. This may
127   sound funny, but I am completely serious. Often, critical damage is
128   done only after the initial problem.
129
130   - Do not reboot. The keys mays still be in the kernel if the device
131   is mapped.
132
133   - Make sure others do not reboot the system.
134
135   - Do not write to your disk without a clear understanding why this
136   will not make matters worse. Do a sector-level backup before any
137   writes. Often you do not need to write at all to get enough access
138   to make a backup of the data.
139
140   - Relax some more.
141
142   - Read section 6 of this FAQ.
143
144   - Ask on the mailing-list if you need more help.
145
146
147  * 1.5 Who wrote this?
148
149   Current FAQ maintainer is Arno Wagner <arno@wagner.name>. If you
150   want to send me encrypted email, my current PGP key is DSA key
151   CB5D9718, fingerprint 12D6 C03B 1B30 33BB 13CF B774 E35C 5FA1 CB5D
152   9718.
153
154   Other contributors are listed at the end. If you want to contribute,
155   send your article, including a descriptive headline, to the
156   maintainer, or the dm-crypt mailing list with something like "FAQ
157   ..." in the subject. You can also send more raw information and
158   have me write the section. Please note that by contributing to this
159   FAQ, you accept the license described below.
160
161   This work is under the "Attribution-Share Alike 3.0 Unported"
162   license, which means distribution is unlimited, you may create
163   derived works, but attributions to original authors and this
164   license statement must be retained and the derived work must be
165   under the same license. See
166   http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ for more details of
167   the license.
168
169   Side note: I did text license research some time ago and I think
170   this license is best suited for the purpose at hand and creates the
171   least problems.
172
173
174  * 1.5 Where is the project website?
175
176   There is the project website at http://code.google.com/p/cryptsetup/
177   Please do not post questions there, nobody will read them. Use
178   the mailing-list instead.
179
180
181  * 1.6 Is there a mailing-list?
182
183   Instructions on how to subscribe to the mailing-list are at on the
184   project website. People are generally helpful and friendly on the
185   list.
186
187   The question of how to unsubscribe from the list does crop up
188   sometimes. For this you need your list management URL, which is
189   sent to you initially and once at the start of each month. Go to
190   the URL mentioned in the email and select "unsubscribe". This page
191   also allows you to request a password reminder.
192
193   Alternatively, you can send an Email to dm-crypt-request@saout.de
194   with just the word "help" in the subject or message body. Make sure
195   to send it from your list address.
196
197   The mailing list archive is here:
198   http://dir.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt
199
200
201  * 1.7 Unsubscribe from the mailing-list
202
203   Send mail to dm-crypt-unsubscribe@saout.de from the subscribed
204   account. You will get an email with instructions.
205
206   Basically, you just have to respond to it unmodified to get
207   unsubscribed. The listserver admin functions are not very fast. It
208   can take 15 minutes or longer for a reply to arrive (I suspect
209   greylisting is in use), so be patient.
210
211   Also note that nobody on the list can unsubscribe you, sending
212   demands to be unsubscribed to the list just annoys people that are
213   entirely blameless for you being subscribed.
214
215   If you are subscribed, a subscription confirmation email was sent
216   to your email account and it had to be answered before the
217   subscription went active. The confirmation emails from the
218   listserver have subjects like these (with other numbers):
219
220   Subject: confirm 9964cf10.....
221   
222   and are sent from dm-crypt-request@saout.de. You should check
223   whether you have anything like it in your sent email folder. If
224   you find nothing and are sure you did not confirm, then you should
225   look into a possible compromise of your email account.
226
227
228 2. Setup 
229
230
231  * 2.1 LUKS Container Setup mini-HOWTO
232
233   This item tries to give you a very brief list of all the steps you
234   should go though when creating a new LUKS encrypted container, i.e.
235   encrypted disk, partition or loop-file.
236
237   01) All data will be lost, if there is data on the target, make a 
238   backup.
239
240   02) Make very sure you have the right target disk, partition or
241   loop-file.
242
243   03) If the target was in use previously, it is a good idea to
244   wipe it before creating the LUKS container in order to remove any
245   trace of old file systems and data. For example, some users have
246   managed to run e2fsck on a partition containing a LUKS container,
247   possibly because of residual ext2 superblocks from an earlier use.
248   This can do arbitrary damage up to complete and permanent loss of
249   all data in the LUKS container.
250
251   To just quickly wipe file systems (old data may remain), use
252
253      wipefs -a <target device>
254  
255   To wipe file system and data, use something like
256
257      cat /dev/zero > <target device>
258  
259   This can take a while. To get a progress indicator, you can use
260   the tool dd_rescue (->google) instead or use my stream meter "wcs"
261   (source here: http://www.tansi.org/tools/index.html) in the
262   following fashion:
263
264      cat /dev/zero | wcs > <target device>
265  
266   Be very sure you have the right target, all data will be lost!
267
268   Note that automatic wiping is on the TODO list for cryptsetup, so
269   at some time in the future this will become unnecessary.
270
271   04) Create the LUKS container:
272      cryptsetup luksFormat <target device>
273  
274   Just follow the on-screen instructions.
275
276   Note: Passphrase iteration is determined by cryptsetup depending on
277   CPU power. On a slow device, this may be lower than you want. I
278   recently benchmarked this on a Raspberry Pi and it came out at
279   about 1/15 of the iteration count for a typical PC. If security is
280   paramount, you may want to increase the time spent in iteration, at
281   the cost of a slower unlock later. For the Raspberry Pi, using
282
283    cryptsetup luksFormat -i 15000 <target device>
284  
285   gives you an iteration count and security level equal to an average
286   PC for passphrase iteration and master-key iteration. If in doubt,
287   check the iteration counts with
288
289    cryptsetup luksDump <target device>
290  
291   and adjust the iteration count accordingly by creating the container
292   again with a different iteration time (the number after '-i' is the
293   iteration time in milicesonds) until your requirements are met.
294
295   05) Map the container. Here it will be mapped to /dev/mapper/c1:
296      cryptsetup luksOpen <target device> c1 
297  
298   06) (Optionally) wipe the container (make sure you have the right target!):
299      cat /dev/zero > /dev/mapper/c1
300       
301   Note that this creates a small information leak, as an attacker can
302   determine whether a 512 byte block is zero if the attacker has
303   access to the encrypted container multiple times. Typically a
304   competent attacker that has access multiple times can install a
305   passphrase sniffer anyways, so this leakage is not very
306   significant. For getting a progress indicator, see step 03.
307
308   Note that at some time in the future, cryptsetup will do this for
309   you, but currently it is a TODO list item.
310
311   07) Create a file system in the mapped container, for example an 
312   ext3 file system (any other file system is possible):
313
314      mke2fs -j /dev/mapper/c1
315  
316   08) Mount your encrypted file system, here on /mnt:
317      mount /dev/mapper/c1 /mnt 
318  
319   Done. You can now use the encrypted file system to store data. Be
320   sure to read though the rest of the FAQ, these are just the very
321   basics. In particular, there are a number of mistakes that are
322   easy to make, but will compromise your security.
323
324
325  * 2.2 How do I set up encrypted swap?
326
327   As things that are confidential can end up in swap (keys,
328   passphrases, etc. are usually protected against being swapped to
329   disk, but other things may not be), it may be advisable to do
330   something about the issue. One option is to run without swap, which
331   generally works well in a desktop-context. It may cause problems
332   in a server-setting or under special circumstances. The solution to
333   that is to encrypt swap with a random key at boot-time.
334
335   NOTE: This is for Debian, and should work for Debian-derived
336   distributions. For others you may have to write your own startup
337   script or use other mechanisms.
338
339   01) Add the swap partition to /etc/crypttab. A line like the following
340   should do it:
341
342       swap  /dev/<partition>  /dev/urandom   swap,noearly
343  
344   Warning: While Debian refuses to overwrite partitions with a
345   filesystem or RAID signature on it, if your disk IDs may change
346   (adding or removing disks, failure of disk during boot, etc.), you
347   may want to take additional precautions. This is not a concern if
348   you have only one disk. One possibility is to make sure the
349   partition number is not present on additional disks or also swap
350   there. Another is to encapsulate the swap partition (by making it a
351   1-disk RAID1 or by using LVM), so that it gets a persistent
352   identifier. Specifying it directly by UUID does not work,
353   unfortunately, as the UUID is part of the swap signature and that
354   is not visible from the outside due to the encryption and in
355   addition changes on each reboot with this setup.
356
357   Note: Use /dev/random if you are paranoid or in a potential
358   low-entropy situation (embedded system, etc.). This may cause the
359   operation to take a long time during boot. If you are in a "no
360   entropy" situation, you cannot encrypt swap securely. In this
361   situation you should find some entropy, also because nothing else
362   using crypto will be secure, like ssh, ssl or GnuPG.
363
364   Note: The "noearly" option makes sure things like LVM, RAID, etc.
365   are running. As swap is non-critical for boot, it is fine to start
366   it late.
367
368   02) Add the swap partition to /etc/fstab. A line like the following
369   should do it:
370
371       /dev/mapper/swap none swap sw 0 0
372  
373   That is it. Reboot or start it manually to activate encrypted swap.
374   Manual start would look like this:
375
376       /etc/init.d/crypdisks start
377       swapon /dev/mapper/swap
378  
379
380  * 2.3 What is the difference between "plain" and LUKS format?
381
382   First, unless you happen to understand the cryptographic background
383   well, you should use LUKS. It does protect the user from a lot of
384   common mistakes. Plain dm-crypt is for experts.
385
386   Plain format is just that: It has no metadata on disk, reads all
387   parameters from the commandline (or the defaults), derives a
388   master-key from the passphrase and then uses that to de-/encrypt
389   the sectors of the device, with a direct 1:1 mapping between
390   encrypted and decrypted sectors.
391
392   Primary advantage is high resilience to damage, as one damaged
393   encrypted sector results in exactly one damaged decrypted sector.
394   Also, it is not readily apparent that there even is encrypted data
395   on the device, as an overwrite with crypto-grade randomness (e.g.
396   from /dev/urandom) looks exactly the same on disk.
397
398   Side-note: That has limited value against the authorities. In
399   civilized countries, they cannot force you to give up a crypto-key
400   anyways. In quite a few countries around the world, they can force
401   you to give up the keys (using imprisonment or worse to pressure
402   you, sometimes without due process), and in the worst case, they
403   only need a nebulous "suspicion" about the presence of encrypted
404   data. Sometimes this applies to everybody, sometimes only when you
405   are suspected of having "illicit data" (definition subject to
406   change) and sometimes specifically when crossing a border. Note
407   that this is going on in countries like the US and the UK, to
408   different degrees and sometimes with courts restricting what the
409   authorities can actually demand.
410
411   My advice is to either be ready to give up the keys or to not have
412   encrypted data when traveling to those countries, especially when
413   crossing the borders. The latter also means not having any
414   high-entropy (random) data areas on your disk, unless you can
415   explain them and demonstrate that explanation. Hence doing a
416   zero-wipe of all free space, including unused space, may be a good
417   idea.
418
419   Disadvantages are that you do not have all the nice features that
420   the LUKS metadata offers, like multiple passphrases that can be
421   changed, the cipher being stored in the metadata, anti-forensic
422   properties like key-slot diffusion and salts, etc..
423
424   LUKS format uses a metadata header and 8 key-slot areas that are
425   being placed at the beginning of the disk, see below under "What
426   does the LUKS on-disk format looks like?". The passphrases are used
427   to decrypt a single master key that is stored in the anti-forensic
428   stripes.
429
430   Advantages are a higher usability, automatic configuration of
431   non-default crypto parameters, defenses against low-entropy
432   passphrases like salting and iterated PBKDF2 passphrase hashing,
433   the ability to change passphrases, and others.
434
435   Disadvantages are that it is readily obvious there is encrypted
436   data on disk (but see side note above) and that damage to the
437   header or key-slots usually results in permanent data-loss. See
438   below under "6. Backup and Data Recovery" on how to reduce that
439   risk. Also the sector numbers get shifted by the length of the
440   header and key-slots and there is a loss of that size in capacity
441   (1MB+4096B for defaults and 2MB for the most commonly used
442   non-default XTS mode).
443
444
445  * 2.4 Can I encrypt an already existing, non-empty partition to use
446    LUKS?
447
448   There is no converter, and it is not really needed. The way to do
449   this is to make a backup of the device in question, securely wipe
450   the device (as LUKS device initialization does not clear away old
451   data), do a luksFormat, optionally overwrite the encrypted device,
452   create a new filesystem and restore your backup on the now
453   encrypted device. Also refer to sections "Security Aspects" and
454   "Backup and Data Recovery".
455
456   For backup, plain GNU tar works well and backs up anything likely
457   to be in a filesystem.
458
459
460  * 2.5 How do I use LUKS with a loop-device?
461
462   This can be very handy for experiments. Setup is just the same as
463   with any block device. If you want, for example, to use a 100MiB
464   file as LUKS container, do something like this:
465
466       head -c 100M /dev/zero > luksfile  # create empty file
467       losetup /dev/loop0 luksfile        # map luksfile to /dev/loop0
468       cryptsetup luksFormat /dev/loop0   # create LUKS on loop device
469  
470   Afterwards just use /dev/loop0 as a you would use a LUKS partition.
471   To unmap the file when done, use "losetup -d /dev/loop0".
472
473
474  * 2.6 When I add a new key-slot to LUKS, it asks for a passphrase but
475    then complains about there not being a key-slot with that
476    passphrase?
477
478   That is as intended. You are asked a passphrase of an existing
479   key-slot first, before you can enter the passphrase for the new
480   key-slot. Otherwise you could break the encryption by just adding a
481   new key-slot. This way, you have to know the passphrase of one of
482   the already configured key-slots in order to be able to configure a
483   new key-slot.
484
485
486  * 2.7 Encryption on top of RAID or the other way round?
487
488   Unless you have special needs, place encryption between RAID and
489   filesystem, i.e. encryption on top of RAID. You can do it the other
490   way round, but you have to be aware that you then need to give the
491   passphrase for each individual disk and RAID autodetection will
492   not work anymore. Therefore it is better to encrypt the RAID
493   device, e.g. /dev/dm0 .
494
495   This means that the typical layering looks like this:
496
497   Filesystem     <- top
498   |
499   Encryption
500   |
501   RAID
502   |
503   Raw partitions
504   |
505   Raw disks      <- bottom
506  
507   The big advantage is that you can manage the RAID container just
508   like any RAID container, it does not care that what is in it is
509   encrypted.
510
511
512  * 2.8 How do I read a dm-crypt key from file?
513
514   Use the --key-file option, like this:
515
516       cryptsetup create --key-file keyfile e1 /dev/loop0
517  
518   This will read the binary key from file, i.e. no hashing or
519   transformation will be applied to the keyfile before its bits are
520   used as key. Extra bits (beyond the length of the key) at the end
521   are ignored. Note that if you read from STDIN, the data will still
522   be hashed, just as a key read interactively from the terminal. See
523   the man-page sections "NOTES ON PASSPHRASE PROCESSING..." for more
524   detail.
525
526
527  * 2.9 How do I read a LUKS slot key from file?
528
529   What you really do here is to read a passphrase from file, just as
530   you would with manual entry of a passphrase for a key-slot. You can
531   add a new passphrase to a free key-slot, set the passphrase of an
532   specific key-slot or put an already configured passphrase into a
533   file. In the last case make sure no trailing newline (0x0a) is
534   contained in the key file, or the passphrase will not work because
535   the whole file is used as input.
536
537   To add a new passphrase to a free key slot from file, use something
538   like this:
539
540       cryptsetup luksAddKey /dev/loop0 keyfile
541  
542   To add a new passphrase to a specific key-slot, use something like
543   this:
544
545       cryptsetup luksAddKey --key-slot 7 /dev/loop0 keyfile
546  
547   To supply a key from file to any LUKS command, use the --key-file
548   option, e.g. like this:
549
550       cryptsetup luksOpen --key-file keyfile /dev/loop0 e1
551  
552
553  * 2.10 How do I read the LUKS master key from file?
554
555   The question you should ask yourself first is why you would want to
556   do this. The only legitimate reason I can think of is if you want
557   to have two LUKS devices with the same master key. Even then, I
558   think it would be preferable to just use key-slots with the same
559   passphrase, or to use plain dm-crypt instead. If you really have a
560   good reason, please tell me. If I am convinced, I will add how to
561   do this here.
562
563
564  * 2.11 What are the security requirements for a key read from file?
565
566   A file-stored key or passphrase has the same security requirements
567   as one entered interactively, however you can use random bytes and
568   thereby use bytes you cannot type on the keyboard. You can use any
569   file you like as key file, for example a plain text file with a
570   human readable passphrase. To generate a file with random bytes,
571   use something like this:
572
573       head -c 256 /dev/random > keyfile
574  
575
576  * 2.12 If I map a journaled file system using dm-crypt/LUKS, does it
577    still provide its usual transactional guarantees?
578
579   Yes, it does, unless a very old kernel is used. The required flags
580   come from the filesystem layer and are processed and passed onwards
581   by dm-crypt. A bit more information on the process by which
582   transactional guarantees are implemented can be found here:
583
584   http://lwn.net/Articles/400541/
585
586   Please note that these "guarantees" are weaker than they appear to
587   be. One problem is that quite a few disks lie to the OS about
588   having flushed their buffers. Some other things can go wrong as
589   well. The filesystem developers are aware of these problems and
590   typically can make it work anyways. That said, dm-crypt/LUKS will
591   not make things worse.
592
593   One specific problem you can run into though is that you can get
594   short freezes and other slowdowns due to the encryption layer.
595   Encryption takes time and forced flushes will block for that time.
596   For example, I did run into frequent small freezes (1-2 sec) when
597   putting a vmware image on ext3 over dm-crypt. When I went back to
598   ext2, the problem went away. This seems to have gotten better with
599   kernel 2.6.36 and the reworking of filesystem flush locking
600   mechanism (less blocking of CPU activity during flushes). It
601   should improve further and eventually the problem should go away.
602
603
604  * 2.13 Can I use LUKS or cryptsetup with a more secure (external)
605    medium for key storage, e.g. TPM or a smartcard?
606
607   Yes, see the answers on using a file-supplied key. You do have to
608   write the glue-logic yourself though. Basically you can have
609   cryptsetup read the key from STDIN and write it there with your
610   own tool that in turn gets the key from the more secure key
611   storage.
612
613   For TPM support, you may want to have a look at tpm-luks at
614   https://github.com/shpedoikal/tpm-luks. Note that tpm-luks is not
615   related to the cryptsetup project.
616
617
618  * 2.14 Can I resize a dm-crypt or LUKS partition?
619
620   Yes, you can, as neither dm-crypt nor LUKS stores partition size.
621   Whether you should is a different question. Personally I recommend
622   backup, recreation of the encrypted partition with new size,
623   recreation of the filesystem and restore. This gets around the
624   tricky business of resizing the filesystem. Resizing a dm-crypt or
625   LUKS container does not resize the filesystem in it. The backup is
626   really non-optional here, as a lot can go wrong, resulting in
627   partial or complete data loss. Using something like gparted to
628   resize an encrypted partition is slow, but typically works. This
629   will not change the size of the filesystem hidden under the
630   encryption though.
631
632   You also need to be aware of size-based limitations. The one
633   currently relevant is that aes-xts-plain should not be used for
634   encrypted container sizes larger than 2TiB. Use aes-xts-plain64
635   for that.
636
637
638  * 2.15 How do I Benchmark the Ciphers, Hashes and Modes?
639
640   Since version 1.60 cryptsetup supports the "benchmark" command.
641   Simply run as root:
642
643    cryptsetup benchmark
644  
645   It will output first iterations/second for the key-derivation
646   function PBKDF2 parameterized with different hash-functions, and
647   then the raw encryption speed of ciphers with different modes and
648   key-sizes. You can get more than the default benchmarks, see the
649   man-page for the relevant parameters. Note that XTS mode takes two
650   keys, hence the listed key sizes are double that for other modes
651   and half of it is the cipher key, the other half is the XTS key.
652
653
654  * 2.16 How do I Verify I have an Authentic cryptsetup Source Package?
655
656   Current maintainer is Milan Broz and he signs the release packages
657   with his PGP key. The key he currently uses is the "RSA key ID
658   D93E98FC", fingerprint 2A29 1824 3FDE 4664 8D06 86F9 D9B0 577B
659   D93E 98FC. While I have every confidence this really is his key and
660   that he is who he claims to be, don't depend on it if your life is
661   at stake. For that matter, if your life is at stake, don't depend
662   on me being who I claim to be either.
663
664   That said, as cryptsetup is under good version control, a malicious
665   change should be noticed sooner or later, but it may take a while.
666   Also, the attacker model makes compromising the sources in a
667   non-obvious way pretty hard. Sure, you could put the master-key
668   somewhere on disk, but that is rather obvious as soon as somebody
669   looks as there would be data in an empty LUKS container in a place
670   it should not be. Doing this in a more nefarious way, for example
671   hiding the master-key in the salts, would need a look at the
672   sources to be discovered, but I think that somebody would find that
673   sooner or later as well.
674
675   That said, this discussion is really a lot more complicated and
676   longer as an FAQ can sustain. If in doubt, ask on the mailing list.
677
678
679 3. Common Problems 
680
681
682  * 3.1 My dm-crypt/LUKS mapping does not work! What general steps are
683    there to investigate the problem?
684
685   If you get a specific error message, investigate what it claims
686   first. If not, you may want to check the following things.
687
688   - Check that "/dev", including "/dev/mapper/control" is there. If it
689   is missing, you may have a problem with the "/dev" tree itself or
690   you may have broken udev rules.
691
692   - Check that you have the device mapper and the crypt target in your
693   kernel. The output of "dmsetup targets" should list a "crypt"
694   target. If it is not there or the command fails, add device mapper
695   and crypt-target to the kernel.
696
697   - Check that the hash-functions and ciphers you want to use are in
698   the kernel. The output of "cat /proc/crypto" needs to list them.
699
700
701  * 3.2 My dm-crypt mapping suddenly stopped when upgrading cryptsetup.
702
703   The default cipher, hash or mode may have changed (the mode changed
704   from 1.0.x to 1.1.x). See under "Issues With Specific Versions of
705   cryptsetup".
706
707
708  * 3.3 When I call cryptsetup from cron/CGI, I get errors about
709    unknown features?
710
711   If you get errors about unknown parameters or the like that are not
712   present when cryptsetup is called from the shell, make sure you
713   have no older version of cryptsetup on your system that then gets
714   called by cron/CGI. For example some distributions install
715   cryptsetup into /usr/sbin, while a manual install could go to
716   /usr/local/sbin. As a debugging aid, call "cryptsetup --version"
717   from cron/CGI or the non-shell mechanism to be sure the right
718   version gets called.
719
720
721  * 3.4 Unlocking a LUKS device takes very long. Why?
722
723   The iteration time for a key-slot (see Section 5 for an explanation
724   what iteration does) is calculated when setting a passphrase. By
725   default it is 1 second on the machine where the passphrase is set.
726   If you set a passphrase on a fast machine and then unlock it on a
727   slow machine, the unlocking time can be much longer. Also take into
728   account that up to 8 key-slots have to be tried in order to find the
729   right one.
730
731   If this is problem, you can add another key-slot using the slow
732   machine with the same passphrase and then remove the old key-slot.
733   The new key-slot will have an iteration count adjusted to 1 second
734   on the slow machine. Use luksKeyAdd and then luksKillSlot or
735   luksRemoveKey.
736
737   However, this operation will not change volume key iteration count
738   (MK iterations in output of "cryptsetup luksDump"). In order to
739   change that, you will have to backup the data in the LUKS
740   container (i.e. your encrypted data), luksFormat on the slow
741   machine and restore the data. Note that in the original LUKS
742   specification this value was fixed to 10, but it is now derived
743   from the PBKDF2 benchmark as well and set to iterations in 0.125
744   sec or 1000, whichever is larger. Also note that MK iterations
745   are not very security relevant. But as each key-slot already takes
746   1 second, spending the additional 0.125 seconds really does not
747   matter.
748
749
750  * 3.5 "blkid" sees a LUKS UUID and an ext2/swap UUID on the same
751    device. What is wrong?
752
753   Some old versions of cryptsetup have a bug where the header does
754   not get completely wiped during LUKS format and an older ext2/swap
755   signature remains on the device. This confuses blkid.
756
757   Fix: Wipe the unused header areas by doing a backup and restore of
758   the header with cryptsetup 1.1.x:
759
760       cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>
761       cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>
762  
763
764  * 3.6 cryptsetup segfaults on Gentoo amd64 hardened ...
765
766   There seems to be some interference between the hardening and and
767   the way cryptsetup benchmarks PBKDF2. The solution to this is
768   currently not quite clear for an encrypted root filesystem.     For
769   other uses, you can apparently specify USE="dynamic" as compile
770   flag, see http://bugs.gentoo.org/show_bug.cgi?id=283470
771
772
773 4. Troubleshooting 
774
775
776  * 4.1 I get the error "LUKS keyslot x is invalid." What does that
777    mean?
778
779   This means that the given keyslot has an offset that points
780   outside the valid keyslot area. Typically, the reason is a
781   corrupted LUKS header because something was written to the start of
782   the device the LUKS container is on. Refer to Section "Backup and
783   Data Recovery" and ask on the mailing list if you have trouble
784   diagnosing and (if still possible) repairing this.
785
786
787  * 4.2 I cannot unlock my LUKS container! What could be the problem?
788
789   First, make sure you have a correct passphrase. Then make sure you
790   have the correct key-map and correct keyboard. And then make sure
791   you have the correct character set and encoding, see also
792   "PASSPHRASE CHARACTER SET" under Section 1.2.
793
794   If you are sure you are entering the passphrase right, there is the
795   possibility that the respective key-slot has been damaged. There
796   is no way to recover a damaged key-slot, except from a header
797   backup (see Section 6). For security reasons, there is also no
798   checksum in the key-slots that could tell you whether a key-slot has
799   been damaged. The only checksum present allows recognition of a
800   correct passphrase, but that only works if the passphrase is
801   correct and the respective key-slot is intact.
802
803   In order to find out whether a key-slot is damaged one has to look
804   for "non-random looking" data in it. There is a tool that
805   automatizes this in the cryptsetup distribution from version 1.6.0
806   onwards. It is located in misc/keyslot_checker/. Instructions how
807   to use and how to interpret results are in the README file. Note
808   that this tool requires a libcryptsetup from cryptsetup 1.6.0 or
809   later (which means libcryptsetup.so.4.5.0 or later). If the tool
810   complains about missing functions in libcryptsetup, you likely
811   have an earlier version from your distribution still installed. You
812   can either point the symbolic link(s) from libcryptsetup.so.4 to
813   the new version manually, or you can uninstall the distribution
814   version of cryptsetup and re-install that from cryptsetup >= 1.6.0
815   again to fix this.
816
817
818  * 4.3 Can a bad RAM module cause problems?
819
820   LUKS and dm-crypt can give the RAM quite a workout, especially when
821   combined with software RAID. In particular the combination RAID5 +
822   LUKS + XFS seems to uncover RAM problems that never caused obvious
823   problems before. Symptoms vary, but often the problem manifest
824   itself when copying large amounts of data, typically several times
825   larger than your main memory.
826
827   Side note: One thing you should always do on large data
828   copy/movements is to run a verify, for example with the "-d"
829   option of "tar" or by doing a set of MD5 checksums on the source
830   or target with
831
832       find . -type f -exec md5sum \{\} \; > checksum-file
833  
834   and then a "md5sum -c checksum-file" on the other side. If you get
835   mismatches here, RAM is the primary suspect. A lesser suspect is
836   an overclocked CPU. I have found countless hardware problems in
837   verify runs after copying or making backups. Bit errors are much
838   more common than most people think.
839
840   Some RAM issues are even worse and corrupt structures in one of the
841   layers. This typically results in lockups, CPU state dumps in the
842   system logs, kernel panic or other things. It is quite possible to
843   have the problem with an encrypted device, but not with an
844   otherwise the same unencrypted device. The reason for that is that
845   encryption has an error amplification property: You flip one bit
846   in an encrypted data block, and the decrypted version has half of
847   its bits flipped. This is an important security property for modern
848   ciphers. With the usual modes in cryptsetup (CBC, ESSIV, XTS), you
849   get up to a completely changed 512 byte block per bit error. A
850   corrupt block causes a lot more havoc than the occasionally
851   flipped single bit and can result in various obscure errors.
852
853   Note, that a verify run on copying between encrypted or
854   unencrypted devices will reliably detect corruption, even when the
855   copying itself did not report any problems. If you find defect
856   RAM, assume all backups and copied data to be suspect, unless you
857   did a verify.
858
859
860  * 4.4 How do I test RAM?
861
862   First you should know that overclocking often makes memory
863   problems worse. So if you overclock (which I strongly recommend
864   against in a system holding data that has some worth), run the
865   tests with the overclocking active.
866
867   There are two good options. One is Memtest86+ and the other is
868   "memtester" by Charles Cazabon. Memtest86+ requires a reboot and
869   then takes over the machine, while memtester runs from a
870   root-shell. Both use different testing methods and I have found
871   problems fast with each one that the other needed long to find. I
872   recommend running the following procedure until the first error is
873   found:
874
875   - Run Memtest86+ for one cycle
876
877   - Run memtester for one cycle (shut down as many other applications
878   as possible)
879
880   - Run Memtest86+ for 24h or more
881
882   - Run memtester for 24h or more
883
884   If all that does not produce error messages, your RAM may be sound,
885   but I have had one weak bit that Memtest86+ needed around 60 hours
886   to find. If you can reproduce the original problem reliably, a good
887   additional test may be to remove half of the RAM (if you have more
888   than one module) and try whether the problem is still there and if
889   so, try with the other half. If you just have one module, get a
890   different one and try with that. If you do overclocking, reduce
891   the settings to the most conservative ones available and try with
892   that.
893
894
895 5. Security Aspects 
896
897
898  * 5.1 How long is a secure passphrase ?
899
900   This is just the short answer. For more info and explanation of
901   some of the terms used in this item, read the rest of Section 5.
902   The actual recommendation is at the end of this item.
903
904   First, passphrase length is not really the right measure,
905   passphrase entropy is. For example, a random lowercase letter (a-z)
906   gives you 4.7 bit of entropy, one element of a-z0-9 gives you 5.2
907   bits of entropy, an element of a-zA-Z0-9 gives you 5.9 bits and
908   a-zA-Z0-9!@#$%^&:-+ gives you 6.2 bits. On the other hand, a random
909   English word only gives you 0.6...1.3 bits of entropy per
910   character. Using sentences that make sense gives lower entropy,
911   series of random words gives higher entropy. Do not use sentences
912   that can be tied to you or found on your computer. This type of
913   attack is done routinely today.
914
915   That said, it does not matter too much what scheme you use, but it
916   does matter how much entropy your passphrase contains, because an
917   attacker has to try on average
918
919       1/2 * 2^(bits of entropy in passphrase)    
920  
921   different passphrases to guess correctly.
922
923   Historically, estimations tended to use computing time estimates,
924   but more modern approaches try to estimate cost of guessing a
925   passphrase.
926
927   As an example, I will try to get an estimate from the numbers in
928   http://it.slashdot.org/story/12/12/05/0623215/new-25-gpu-monster-devours-strong-passwords-in-minutes
929   More references can be found a the end of this document. Note that
930   these are estimates from the defender side, so assuming something
931   is easier than it actually is is fine. An attacker may still have
932   vastly higher cost than estimated here.
933
934   LUKS uses SHA1 for hashing per default. The claim in the reference
935   is 63 billion tries/second for SHA1. We will leave aside the check
936   whether a try actually decrypts a key-slot. Now, the machine has 25
937   GPUs, which I will estimate at an overall lifetime cost of USD/EUR
938   1000 each, and an useful lifetime of 2 years. (This is on the low
939   side.) Disregarding downtime, the machine can then break
940
941      N = 63*10^9 * 3600 * 24 * 365 * 2 ~ 4*10^18     
942    
943   passphrases for EUR/USD 25k. That is one 62 bit passphrase hashed
944   once with SHA1 for EUR/USD 25k. Note that as this can be
945   parallelized, it can be done faster than 2 years with several of
946   these machines.
947
948   For plain dm-crypt (no hash iteration) this is it. This gives (with
949   SHA1, plain dm-crypt default is ripemd160 which seems to be
950   slightly slower than SHA1):
951
952     Passphrase entropy  Cost to break  
953     60 bit              EUR/USD     6k  
954     65 bit              EUR/USD   200K
955     70 bit              EUR/USD     6M
956     75 bit              EUR/USD   200M
957     80 bit              EUR/USD     6B
958     85 bit              EUR/USD   200B
959     ...                      ...    
960  
961   For LUKS, you have to take into account hash iteration in PBKDF2.
962   For a current CPU, there are about 100k iterations (as can be
963   queried with ''cryptsetup luksDump''.
964
965   The table above then becomes:
966
967     Passphrase entropy  Cost to break 
968     50 bit              EUR/USD   600k 
969     55 bit              EUR/USD    20M
970     60 bit              EUR/USD   600M  
971     65 bit              EUR/USD    20B
972     70 bit              EUR/USD   600B
973     75 bit              EUR/USD    20T
974     ...                      ...    
975  
976   Recommendation:
977
978   To get reasonable security for the next 10 years, it is a good idea
979   to overestimate by a factor of at least 1000.
980
981   Then there is the question of how much the attacker is willing to
982   spend. That is up to your own security evaluation. For general use,
983   I will assume the attacker is willing to spend up to 1 million
984   EUR/USD. Then we get the following recommendations:
985
986   Plain dm-crypt: Use > 80 bit. That is e.g. 17 random chars from a-z
987   or a random English sentence of > 135 characters length.
988
989   LUKS: Use > 65 bit. That is e.g. 14 random chars from a-z or a
990   random English sentence of > 108 characters length.
991
992   If paranoid, add at least 20 bit. That is roughly four additional
993   characters for random passphrases and roughly 32 characters for a
994   random English sentence.
995
996
997  * 5.2 Is LUKS insecure? Everybody can see I have encrypted data!
998
999   In practice it does not really matter. In most civilized countries
1000   you can just refuse to hand over the keys, no harm done. In some
1001   countries they can force you to hand over the keys, if they suspect
1002   encryption. However the suspicion is enough, they do not have to
1003   prove anything. This is for practical reasons, as even the presence
1004   of a header (like the LUKS header) is not enough to prove that you
1005   have any keys. It might have been an experiment, for example. Or it
1006   was used as encrypted swap with a key from /dev/random. So they
1007   make you prove you do not have encrypted data. Of course that is
1008   just as impossible as the other way round.
1009
1010   This means that if you have a large set of random-looking data,
1011   they can already lock you up. Hidden containers (encryption hidden
1012   within encryption), as possible with Truecrypt, do not help
1013   either. They will just assume the hidden container is there and
1014   unless you hand over the key, you will stay locked up. Don't have
1015   a hidden container? Though luck. Anybody could claim that.
1016
1017   Still, if you are concerned about the LUKS header, use plain
1018   dm-crypt with a good passphrase. See also Section 2, "What is the
1019   difference between "plain" and LUKS format?"
1020
1021
1022  * 5.3 Should I initialize (overwrite) a new LUKS/dm-crypt partition?
1023
1024   If you just create a filesystem on it, most of the old data will
1025   still be there. If the old data is sensitive, you should overwrite
1026   it before encrypting. In any case, not initializing will leave the
1027   old data there until the specific sector gets written. That may
1028   enable an attacker to determine how much and where on the
1029   partition data was written. If you think this is a risk, you can
1030   prevent this by overwriting the encrypted device (here assumed to
1031   be named "e1") with zeros like this:
1032
1033       dd_rescue -w /dev/zero /dev/mapper/e1
1034  
1035   or alternatively with one of the following more standard commands:
1036
1037       cat /dev/zero > /dev/mapper/e1
1038       dd if=/dev/zero of=/dev/mapper/e1
1039        
1040
1041  * 5.4 How do I securely erase a LUKS (or other) partition?
1042
1043   For LUKS, if you are in a desperate hurry, overwrite the LUKS
1044   header and key-slot area. This means overwriting the first
1045   (keyslots x stripes x keysize) + offset bytes. For the default
1046   parameters, this is the 1'052'672 bytes, i.e. 1MiB + 4096 of the
1047   LUKS partition. For 512 bit key length (e.g. for aes-xts-plain with
1048   512 bit key) this is 2MiB. (The different offset stems from
1049   differences in the sector alignment of the key-slots.) If in doubt,
1050   just be generous and overwrite the first 10MB or so, it will likely
1051   still be fast enough. A single overwrite with zeros should be
1052   enough. If you anticipate being in a desperate hurry, prepare the
1053   command beforehand. Example with /dev/sde1 as the LUKS partition
1054   and default parameters:
1055
1056       head -c 1052672 /dev/zero > /dev/sde1; sync
1057  
1058   A LUKS header backup or full backup will still grant access to
1059   most or all data, so make sure that an attacker does not have
1060   access to backups or destroy them as well.
1061
1062   If you have time, overwrite the whole LUKS partition with a single
1063   pass of zeros. This is enough for current HDDs. For SSDs or FLASH
1064   (USB sticks) you may want to overwrite the whole drive several
1065   times to be sure data is not retained by wear leveling. This is
1066   possibly still insecure as SSD technology is not fully understood
1067   in this regard. Still, due to the anti-forensic properties of the
1068   LUKS key-slots, a single overwrite of an SSD or FLASH drive could
1069   be enough. If in doubt, use physical destruction in addition. Here
1070   is a link to some current research results on erasing SSDs and
1071   FLASH drives:
1072   http://www.usenix.org/events/fast11/tech/full_papers/Wei.pdf
1073
1074   Keep in mind to also erase all backups.
1075
1076   Example for a zero-overwrite erase of partition sde1 done with
1077   dd_rescue:
1078
1079       dd_rescue -w /dev/zero /dev/sde1   
1080  
1081
1082  * 5.5 How do I securely erase a backup of a LUKS partition or header?
1083
1084   That depends on the medium it is stored on. For HDD and SSD, use
1085   overwrite with zeros. For an SSD or FLASH drive (USB stick), you
1086   may want to overwrite the complete SSD several times and use
1087   physical destruction in addition, see last item. For re-writable
1088   CD/DVD, a single overwrite should also be enough, due to the
1089   anti-forensic properties of the LUKS keyslots. For write-once
1090   media, use physical destruction. For low security requirements,
1091   just cut the CD/DVD into several parts. For high security needs,
1092   shred or burn the medium. If your backup is on magnetic tape, I
1093   advise physical destruction by shredding or burning, after
1094   overwriting . The problem with magnetic tape is that it has a
1095   higher dynamic range than HDDs and older data may well be
1096   recoverable after overwrites. Also write-head alignment issues can
1097   lead to data not actually being deleted at all during overwrites.
1098
1099
1100  * 5.6 What about backup? Does it compromise security?
1101
1102   That depends. See item 6.7.
1103
1104
1105  * 5.7 Why is all my data permanently gone if I overwrite the LUKS
1106    header?
1107
1108   Overwriting the LUKS header in part or in full is the most common
1109   reason why access to LUKS containers is lost permanently.
1110   Overwriting can be done in a number of fashions, like creating a
1111   new filesystem on the raw LUKS partition, making the raw partition
1112   part of a raid array and just writing to the raw partition.
1113
1114   The LUKS header contains a 256 bit "salt" value and without that no
1115   decryption is possible. While the salt is not secret, it is
1116   key-grade material and cannot be reconstructed. This is a
1117   cryptographically strong "cannot". From observations on the
1118   cryptsetup mailing-list, people typically go though the usual
1119   stages of grief (Denial, Anger, Bargaining, Depression, Acceptance)
1120   when this happens to them. Observed times vary between 1 day and 2
1121   weeks to complete the cycle. Seeking help on the mailing-list is
1122   fine. Even if we usually cannot help with getting back your data,
1123   most people found the feedback comforting.
1124
1125   If your header does not contain an intact salt, best go directly
1126   to the last stage ("Acceptance") and think about what to do now.
1127   There is one exception that I know of: If your LUKS container is
1128   still open, then it may be possible to extract the master key from
1129   the running system. See Item "How do I recover the master key from
1130   a mapped LUKS container?" in Section "Backup and Data Recovery".
1131
1132
1133  * 5.8 What is a "salt"?
1134
1135   A salt is a random key-grade value added to the passphrase before
1136   it is processed. It is not kept secret. The reason for using salts
1137   is as follows: If an attacker wants to crack the password for a
1138   single LUKS container, then every possible passphrase has to be
1139   tried. Typically an attacker will not try every binary value, but
1140   will try words and sentences from a dictionary.
1141
1142   If an attacker wants to attack several LUKS containers with the
1143   same dictionary, then a different approach makes sense: Compute the
1144   resulting slot-key for each dictionary element and store it on
1145   disk. Then the test for each entry is just the slow unlocking with
1146   the slot key (say 0.00001 sec) instead of calculating the slot-key
1147   first (1 sec). For a single attack, this does not help. But if you
1148   have more than one container to attack, this helps tremendously,
1149   also because you can prepare your table before you even have the
1150   container to attack! The calculation is also very simple to
1151   parallelize. You could, for example, use the night-time unused CPU
1152   power of your desktop PCs for this.
1153
1154   This is where the salt comes in. If the salt is combined with the
1155   passphrase (in the simplest form, just appended to it), you
1156   suddenly need a separate table for each salt value. With a
1157   reasonably-sized salt value (256 bit, e.g.) this is quite
1158   infeasible.
1159
1160
1161  * 5.9 Is LUKS secure with a low-entropy (bad) passphrase?
1162
1163   Note: You should only use the 94 printable characters from 7 bit
1164   ASCII code to prevent your passphrase from failing when the
1165   character encoding changes, e.g. because of a system upgrade, see
1166   also the note at the very start of this FAQ under "WARNINGS".
1167
1168   This needs a bit of theory. The quality of your passphrase is
1169   directly related to its entropy (information theoretic, not
1170   thermodynamic). The entropy says how many bits of "uncertainty" or
1171   "randomness" are in you passphrase. In other words, that is how
1172   difficult guessing the passphrase is.
1173
1174   Example: A random English sentence has about 1 bit of entropy per
1175   character. A random lowercase (or uppercase) character has about
1176   4.7 bit of entropy.
1177
1178   Now, if n is the number of bits of entropy in your passphrase and t
1179   is the time it takes to process a passphrase in order to open the
1180   LUKS container, then an attacker has to spend at maximum
1181
1182       attack_time_max = 2^n * t 
1183  
1184   time for a successful attack and on average half that. There is no
1185   way getting around that relationship. However, there is one thing
1186   that does help, namely increasing t, the time it takes to use a
1187   passphrase, see next FAQ item.
1188
1189   Still, if you want good security, a high-entropy passphrase is the
1190   only option. For example, a low-entropy passphrase can never be
1191   considered secure against a TLA-level (Three Letter Agency level,
1192   i.e. government-level) attacker, no matter what tricks are used in
1193   the key-derivation function. Use at least 64 bits for secret stuff.
1194   That is 64 characters of English text (but only if randomly chosen)
1195   or a combination of 12 truly random letters and digits.
1196
1197   For passphrase generation, do not use lines from very well-known
1198   texts (religious texts, Harry potter, etc.) as they are to easy to
1199   guess. For example, the total Harry Potter has about 1'500'000
1200   words (my estimation). Trying every 64 character sequence starting
1201   and ending at a word boundary would take only something like 20
1202   days on a single CPU and is entirely feasible. To put that into
1203   perspective, using a number of Amazon EC2 High-CPU Extra Large
1204   instances (each gives about 8 real cores), this test costs
1205   currently about 50USD/EUR, but can be made to run arbitrarily fast.
1206
1207   On the other hand, choosing 1.5 lines from, say, the Wheel of Time
1208   is in itself not more secure, but the book selection adds quite a
1209   bit of entropy. (Now that I have mentioned it here, don't use tWoT
1210   either!) If you add 2 or 3 typos or switch some words around, then
1211   this is good passphrase material.
1212
1213
1214  * 5.10 What is "iteration count" and why is decreasing it a bad idea?
1215
1216   Iteration count is the number of PBKDF2 iterations a passphrase is
1217   put through before it is used to unlock a key-slot. Iterations are
1218   done with the explicit purpose to increase the time that it takes
1219   to unlock a key-slot. This provides some protection against use of
1220   low-entropy passphrases.
1221
1222   The idea is that an attacker has to try all possible passphrases.
1223   Even if the attacker knows the passphrase is low-entropy (see last
1224   item), it is possible to make each individual try take longer. The
1225   way to do this is to repeatedly hash the passphrase for a certain
1226   time. The attacker then has to spend the same time (given the same
1227   computing power) as the user per try. With LUKS, the default is 1
1228   second of PBKDF2 hashing.
1229
1230   Example 1: Lets assume we have a really bad passphrase (e.g. a
1231   girlfriends name) with 10 bits of entropy. With the same CPU, an
1232   attacker would need to spend around 500 seconds on average to
1233   break that passphrase. Without iteration, it would be more like
1234   0.0001 seconds on a modern CPU.
1235
1236   Example 2: The user did a bit better and has 32 chars of English
1237   text. That would be about 32 bits of entropy. With 1 second
1238   iteration, that means an attacker on the same CPU needs around 136
1239   years. That is pretty impressive for such a weak passphrase.
1240   Without the iterations, it would be more like 50 days on a modern
1241   CPU, and possibly far less.
1242
1243   In addition, the attacker can both parallelize and use special
1244   hardware like GPUs or FPGAs to speed up the attack. The attack can
1245   also happen quite some time after the luksFormat operation and CPUs
1246   can have become faster and cheaper. For that reason you want a
1247   bit of extra security. Anyways, in Example 1 your are screwed.
1248   In example 2, not necessarily. Even if the attack is faster, it
1249   still has a certain cost associated with it, say 10000 EUR/USD
1250   with iteration and 1 EUR/USD without iteration. The first can be
1251   prohibitively expensive, while the second is something you try
1252   even without solid proof that the decryption will yield something
1253   useful.
1254
1255   The numbers above are mostly made up, but show the idea. Of course
1256   the best thing is to have a high-entropy passphrase.
1257
1258   Would a 100 sec iteration time be even better? Yes and no.
1259   Cryptographically it would be a lot better, namely 100 times better.
1260   However, usability is a very important factor for security
1261   technology and one that gets overlooked surprisingly often. For
1262   LUKS, if you have to wait 2 minutes to unlock the LUKS container,
1263   most people will not bother and use less secure storage instead. It
1264   is better to have less protection against low-entropy passphrases
1265   and people actually use LUKS, than having them do without
1266   encryption altogether.
1267
1268   Now, what about decreasing the iteration time? This is generally a
1269   very bad idea, unless you know and can enforce that the users only
1270   use high-entropy passphrases. If you decrease the iteration time
1271   without ensuring that, then you put your users at increased risk,
1272   and considering how rarely LUKS containers are unlocked in a
1273   typical work-flow, you do so without a good reason. Don't do it.
1274   The iteration time is already low enough that users with entropy
1275   low passphrases are vulnerable. Lowering it even further increases
1276   this danger significantly.
1277
1278
1279  * 5.11 Some people say PBKDF2 is insecure?
1280
1281   There is some discussion that a hash-function should have a "large
1282   memory" property, i.e. that it should require a lot of memory to be
1283   computed. This serves to prevent attacks using special programmable
1284   circuits, like FPGAs, and attacks using graphics cards. PBKDF2
1285   does not need a lot of memory and is vulnerable to these attacks.
1286   However, the publication usually referred in these discussions is
1287   not very convincing in proving that the presented hash really is
1288   "large memory" (that may change, email the FAQ maintainer when it
1289   does) and it is of limited usefulness anyways. Attackers that use
1290   clusters of normal PCs will not be affected at all by a "large
1291   memory" property. For example the US Secret Service is known to
1292   use the off-hour time of all the office PCs of the Treasury for
1293   password breaking. The Treasury has about 110'000 employees.
1294   Assuming every one has an office PC, that is significant computing
1295   power, all of it with plenty of memory for computing "large
1296   memory" hashes. Bot-net operators also have all the memory they
1297   want. The only protection against a resourceful attacker is a
1298   high-entropy passphrase, see items 5.9 and 5.10.
1299
1300
1301  * 5.12 What about iteration count with plain dm-crypt?
1302
1303   Simple: There is none. There is also no salting. If you use plain
1304   dm-crypt, the only way to be secure is to use a high entropy
1305   passphrase. If in doubt, use LUKS instead.
1306
1307
1308  * 5.13 Is LUKS with default parameters less secure on a slow CPU?
1309
1310   Unfortunately, yes. However the only aspect affected is the
1311   protection for low-entropy passphrase or master-key. All other
1312   security aspects are independent of CPU speed.
1313
1314   The master key is less critical, as you really have to work at it
1315   to give it low entropy. One possibility is to supply the master key
1316   yourself. If that key is low-entropy, then you get what you
1317   deserve. The other known possibility is to use /dev/urandom for
1318   key generation in an entropy-starved situation (e.g. automatic
1319   installation on an embedded device without network and other entropy
1320   sources).
1321
1322   For the passphrase, don't use a low-entropy passphrase. If your
1323   passphrase is good, then a slow CPU will not matter. If you insist
1324   on a low-entropy passphrase on a slow CPU, use something like
1325   "--iter-time=10" or higher and wait a long time on each LUKS unlock
1326   and pray that the attacker does not find out in which way exactly
1327   your passphrase is low entropy. This also applies to low-entropy
1328   passphrases on fast CPUs. Technology can do only so much to
1329   compensate for problems in front of the keyboard.
1330
1331
1332  * 5.14 Why was the default aes-cbc-plain replaced with aes-cbc-essiv?
1333
1334   Note: This item applies both to plain dm-crypt and to LUKS
1335
1336   The problem is that cbc-plain has a fingerprint vulnerability, where
1337   a specially crafted file placed into the crypto-container can be
1338   recognized from the outside. The issue here is that for cbc-plain
1339   the initialization vector (IV) is the sector number. The IV gets
1340   XORed to the first data chunk of the sector to be encrypted. If you
1341   make sure that the first data block to be stored in a sector
1342   contains the sector number as well, the first data block to be
1343   encrypted is all zeros and always encrypted to the same ciphertext.
1344   This also works if the first data chunk just has a constant XOR
1345   with the sector number. By having several shifted patterns you can
1346   take care of the case of a non-power-of-two start sector number of
1347   the file.
1348
1349   This mechanism allows you to create a pattern of sectors that have
1350   the same first ciphertext block and signal one bit per sector to the
1351   outside, allowing you to e.g. mark media files that way for
1352   recognition without decryption. For large files this is a
1353   practical attack. For small ones, you do not have enough blocks to
1354   signal and take care of different file starting offsets.
1355
1356   In order to prevent this attack, the default was changed to
1357   cbc-essiv. ESSIV uses a keyed hash of the sector number, with the
1358   encryption key as key. This makes the IV unpredictable without
1359   knowing the encryption key and the watermarking attack fails.
1360
1361
1362  * 5.15 Are there any problems with "plain" IV? What is "plain64"?
1363
1364   First, "plain" and "plain64" are both not secure to use with CBC,
1365   see previous FAQ item.
1366
1367   However there are modes, like XTS, that are secure with "plain" IV.
1368   The next limit is that "plain" is 64 bit, with the upper 32 bit set
1369   to zero. This means that on volumes larger than 2TiB, the IV
1370   repeats, creating a vulnerability that potentially leaks some
1371   data. To avoid this, use "plain64", which uses the full sector
1372   number up to 64 bit. Note that "plain64" requires a kernel >=
1373   2.6.33. Also note that "plain64" is backwards compatible for
1374   volume sizes <= 2TiB, but not for those > 2TiB. Finally, "plain64"
1375   does not cause any performance penalty compared to "plain".
1376
1377
1378  * 5.16 What about XTS mode?
1379
1380   XTS mode is potentially even more secure than cbc-essiv (but only if
1381   cbc-essiv is insecure in your scenario). It is a NIST standard and
1382   used, e.g. in Truecrypt. At the moment, if you want to use it, you
1383   have to specify it manually as "aes-xts-plain", i.e.
1384
1385       cryptsetup -c aes-xts-plain luksFormat <device>
1386  
1387   For volumes >2TiB and kernels >= 2.6.33 use "plain64" (see FAQ
1388   item on "plain" and "plain64"):
1389
1390       cryptsetup -c aes-xts-plain64 luksFormat <device>
1391  
1392   There is a potential security issue with XTS mode and large blocks.
1393   LUKS and dm-crypt always use 512B blocks and the issue does not
1394   apply.
1395
1396
1397  * 5.17 Is LUKS FIPS-140-2 certified?
1398
1399   No. But that is more a problem of FIPS-140-2 than of LUKS. From a
1400   technical point-of-view, LUKS with the right parameters would be
1401   FIPS-140-2 compliant, but in order to make it certified, somebody
1402   has to pay real money for that. And then, whenever cryptsetup is
1403   changed or extended, the certification lapses and has to be
1404   obtained again.
1405
1406   From the aspect of actual security, LUKS with default parameters
1407   should be as good as most things that are FIPS-140-2 certified,
1408   although you may want to make sure to use /dev/random (by
1409   specifying --use-random on luksFormat) as randomness source for
1410   the master key to avoid being potentially insecure in an
1411   entropy-starved situation.
1412
1413
1414  * 5.18 What about Plausible Deniability?
1415
1416   First let me attempt a definition for the case of encrypted
1417   filesystems: Plausible deniability is when you hide encrypted data
1418   inside an encrypted container and it is not possible to prove it is
1419   there. The idea is compelling and on first glance it seems
1420   possible to do it. And from a cryptographic point of view, it
1421   actually is possible.
1422
1423   So, does it work in practice? No, unfortunately. The reasoning used
1424   by its proponents is fundamentally flawed in several ways and the
1425   cryptographic properties fail fatally when colliding with the real
1426   world.
1427
1428   First, why should "I do not have a hidden partition" be any more
1429   plausible than "I forgot my crypto key" or "I wiped that partition
1430   with random data, nothing in there"? I do not see any reason.
1431
1432   Second, there are two types of situations: Either they cannot force
1433   you to give them the key (then you simply do not) or the can. In
1434   the second case, they can always do bad things to you, because they
1435   cannot prove that you have the key in the first place! This means
1436   they do not have to prove you have the key, or that this random
1437   looking data on your disk is actually encrypted data. So the
1438   situation will allow them to waterboard/lock-up/deport you
1439   anyways, regardless of how "plausible" your deniability is. Do not
1440   have a hidden partition you could show to them, but there are
1441   indications you may? Too bad for you. Unfortunately "plausible
1442   deniability" also means you cannot prove there is no hidden data.
1443
1444   Third, hidden partitions are not that hidden. There are basically
1445   just two possibilities: a) Make a large crypto container, but put a
1446   smaller filesystem in there and put the hidden partition into the
1447   free space. Unfortunately this is glaringly obvious and can be
1448   detected in an automated fashion. This means that the initial
1449   suspicion to put you under duress in order to make you reveal you
1450   hidden data is given. b) Make a filesystem that spans the whole
1451   encrypted partition, and put the hidden partition into space not
1452   currently used by that filesystem. Unfortunately that is also
1453   glaringly obvious, as you then cannot write to the filesystem
1454   without a high risk of destroying data in the hidden container.
1455   Have not written anything to the encrypted filesystem  in a while?
1456   Too bad, they have the suspicion they need to do unpleasant things
1457   to you.
1458
1459   To be fair, if you prepare option b) carefully and directly before
1460   going into danger, it may work. But then, the mere presence of
1461   encrypted data may already be enough to get you into trouble in
1462   those places were they can demand encryption keys.
1463
1464   Here is an additional reference for some problems with plausible
1465   deniability: http://www.schneier.com/paper-truecrypt-dfs.pdf I
1466   strongly suggest you read it.
1467
1468   So, no, I will not provide any instructions on how to do it with
1469   plain dm-crypt or LUKS. If you insist on shooting yourself in the
1470   foot, you can figure out how to do it yourself.
1471
1472
1473  * 5.19 What about SSDs, Flash and Hybrid Drives?
1474
1475   The problem is that you cannot reliably erase parts of these
1476   devices, mainly due to wear-leveling and possibly defect
1477   management.
1478
1479   Basically, when overwriting a sector (of 512B), what the device
1480   does is to move an internal sector (may be 128kB or even larger) to
1481   some pool of discarded, not-yet erased unused sectors, take a
1482   fresh empty sector from the empty-sector pool and copy the old
1483   sector over with the changes to the small part you wrote. This is
1484   done in some fashion so that larger writes do not cause a lot of
1485   small internal updates.
1486
1487   The thing is that the mappings between outside-addressable sectors
1488   and inside sectors is arbitrary (and the vendors are not talking).
1489   Also the discarded sectors are not necessarily erased immediately.
1490   They may linger a long time.
1491
1492   For plain dm-crypt, the consequences are that older encrypted data
1493   may be lying around in some internal pools of the device. Thus may
1494   or may not be a problem and depends on the application. Remember
1495   the same can happen with a filesystem if consecutive writes to the
1496   same area of a file can go to different sectors.
1497
1498   However, for LUKS, the worst case is that key-slots and LUKS
1499   header may end up in these internal pools. This means that password
1500   management functionality is compromised (the old passwords may
1501   still be around, potentially for a very long time) and that fast
1502   erase by overwriting the header and key-slot area is insecure.
1503
1504   Also keep in mind that the discarded/used pool may be large. For
1505   example, a 240GB SSD has about 16GB of spare area in the chips that
1506   it is free to do with as it likes. You would need to make each
1507   individual key-slot larger than that to allow reliable overwriting.
1508   And that assumes the disk thinks all other space is in use.
1509   Reading the internal pools using forensic tools is not that hard,
1510   but may involve some soldering.
1511
1512   What to do?
1513
1514   If you trust the device vendor (you probably should not...) you can
1515   try an ATA "secure erase" command for SSDs. That does not work for
1516   USB keys though and may or may not be secure for a hybrid drive. If
1517   it finishes on an SSD after a few seconds, it was possibly faked.
1518   UNfortunately, for hybrid drives that indicator does not work, as
1519   the drive may well take the time to dully erase the magnetic part,
1520   but only mark the SSD/Flash part as erased while data is still in
1521   there.
1522
1523   If you can do without password management and are fine with doing
1524   physical destruction for permanently deleting data (always after
1525   one or several full overwrites!), you can use plain dm-crypt or
1526   LUKS.
1527
1528   If you want or need the original LUKS security features to work,
1529   you can use a detached LUKS header and put that on a conventional,
1530   magnetic disk. That leaves potentially old encrypted data in the
1531   pools on the disk, but otherwise you get LUKS with the same
1532   security as on a magnetic disk.
1533
1534   If you are concerned about your laptop being stolen, you are likely
1535   fine using LUKS on an SSD or hybrid drive. An attacker would need
1536   to have access to an old passphrase (and the key-slot for this old
1537   passphrase would actually need to still be somewhere in the SSD)
1538   for your data to be at risk. So unless you pasted your old
1539   passphrase all over the Internet or the attacker has knowledge of
1540   it from some other source and does a targeted laptop theft to get
1541   at your data, you should be fine.
1542
1543
1544 6. Backup and Data Recovery 
1545
1546
1547  * 6.1 Why do I need Backup?
1548
1549   First, disks die. The rate for well-treated (!) disk is about 5%
1550   per year, which is high enough to worry about. There is some
1551   indication that this may be even worse for some SSDs. This applies
1552   both to LUKS and plain dm-crypt partitions.
1553
1554   Second, for LUKS, if anything damages the LUKS header or the
1555   key-stripe area then decrypting the LUKS device can become
1556   impossible. This is a frequent occurrence. For example an
1557   accidental format as FAT or some software overwriting the first
1558   sector where it suspects a partition boot sector typically makes a
1559   LUKS partition permanently inaccessible. See more below on LUKS
1560   header damage.
1561
1562   So, data-backup in some form is non-optional. For LUKS, you may
1563   also want to store a header backup in some secure location. This
1564   only needs an update if you change passphrases.
1565
1566
1567  * 6.2 How do I backup a LUKS header?
1568
1569   While you could just copy the appropriate number of bytes from the
1570   start of the LUKS partition, the best way is to use command option
1571   "luksHeaderBackup" of cryptsetup. This protects also against
1572   errors when non-standard parameters have been used in LUKS
1573   partition creation. Example:
1574
1575  
1576      cryptsetup luksHeaderBackup --header-backup-file <file> <device>
1577  
1578   To restore, use the inverse command, i.e.
1579
1580      cryptsetup luksHeaderRestore --header-backup-file <file> <device>
1581  
1582
1583  * 6.3 How do I test a LUKS header?
1584
1585   Use
1586
1587      cryptsetup -v isLuks <device>
1588  
1589   on the device. Without the "-v" it just signals its result via
1590   exit-status. You can also use the more general test
1591
1592       blkid -p <device>
1593  
1594   which will also detect other types and give some more info. Omit
1595   "-p" for old versions of blkid that do not support it.
1596
1597
1598  * 6.4 How do I backup a LUKS or dm-crypt partition?
1599
1600   There are two options, a sector-image and a plain file or
1601   filesystem backup of the contents of the partition. The sector
1602   image is already encrypted, but cannot be compressed and contains
1603   all empty space. The filesystem backup can be compressed, can
1604   contain only part of the encrypted device, but needs to be
1605   encrypted separately if so desired.
1606
1607   A sector-image will contain the whole partition in encrypted form,
1608   for LUKS the LUKS header, the keys-slots and the data area. It can
1609   be done under Linux e.g. with dd_rescue (for a direct image copy)
1610   and with "cat" or "dd". Example:
1611
1612       cat /dev/sda10 > sda10.img
1613       dd_rescue /dev/sda10 sda10.img 
1614  
1615   You can also use any other backup software that is capable of making
1616   a sector image of a partition. Note that compression is
1617   ineffective for encrypted data, hence it does not make sense to
1618   use it.
1619
1620   For a filesystem backup, you decrypt and mount the encrypted
1621   partition and back it up as you would a normal filesystem. In this
1622   case the backup is not encrypted, unless your encryption method
1623   does that. For example you can encrypt a backup with "tar" as
1624   follows with GnuPG:
1625
1626       tar cjf - <path> | gpg --cipher-algo AES -c - > backup.tbz2.gpg
1627  
1628   And verify the backup like this if you are at "path":
1629
1630       cat backup.tbz2.gpg | gpg - | tar djf - 
1631  
1632   Note: Always verify backups, especially encrypted ones.
1633
1634   In both cases GnuPG will ask you interactively for your symmetric
1635   key. The verify will only output errors. Use "tar dvjf -" to get
1636   all comparison results. To make sure no data is written to disk
1637   unencrypted, turn off swap if it is not encrypted before doing the
1638   backup.
1639
1640   You can of course use different or no compression and you can use
1641   an asymmetric key if you have one and have a backup of the secret
1642   key that belongs to it.
1643
1644   A second option for a filesystem-level backup that can be used when
1645   the backup is also on local disk (e.g. an external USB drive) is
1646   to use a LUKS container there and copy the files to be backed up
1647   between both mounted containers. Also see next item.
1648
1649
1650  * 6.5 Do I need a backup of the full partition? Would the header and
1651    key-slots not be enough?
1652
1653   Backup protects you against two things: Disk loss or corruption
1654   and user error. By far the most questions on the dm-crypt mailing
1655   list about how to recover a damaged LUKS partition are related
1656   to user error. For example, if you create a new filesystem on a
1657   LUKS partition, chances are good that all data is lost
1658   permanently.
1659
1660   For this case, a header+key-slot backup would often be enough. But
1661   keep in mind that a well-treated (!) HDD has roughly a failure
1662   risk of 5% per year. It is highly advisable to have a complete
1663   backup to protect against this case.
1664
1665
1666   * *6.6 What do I need to backup if I use "decrypt_derived"?
1667
1668   This is a script in Debian, intended for mounting /tmp or swap with
1669   a key derived from the master key of an already decrypted device.
1670   If you use this for an device with data that should be persistent,
1671   you need to make sure you either do not lose access to that master
1672   key or have a backup of the data. If you derive from a LUKS
1673   device, a header backup of that device would cover backing up the
1674   master key. Keep in mind that this does not protect against disk
1675   loss.
1676
1677   Note: If you recreate the LUKS header of the device you derive from
1678   (using luksFormat), the master key changes even if you use the same
1679   passphrase(s) and you will not be able to decrypt the derived
1680   device with the new LUKS header.
1681
1682
1683  * 6.7 Does a backup compromise security?
1684
1685   Depends on how you do it. However if you do not have one, you are
1686   going to eventually lose your encrypted data.
1687
1688   There are risks introduced by backups. For example if you
1689   change/disable a key-slot in LUKS, a binary backup of the partition
1690   will still have the old key-slot. To deal with this, you have to
1691   be able to change the key-slot on the backup as well, securely
1692   erase the backup or do a filesystem-level backup instead of a binary
1693   one.
1694
1695   If you use dm-crypt, backup is simpler: As there is no key
1696   management, the main risk is that you cannot wipe the backup when
1697   wiping the original. However wiping the original for dm-crypt
1698   should consist of forgetting the passphrase and that you can do
1699   without actual access to the backup.
1700
1701   In both cases, there is an additional (usually small) risk with
1702   binary backups: An attacker can see how many sectors and which
1703   ones have been changed since the backup. To prevent this, use a
1704   filesystem level backup method that encrypts the whole backup in
1705   one go, e.g. as described above with tar and GnuPG.
1706
1707   My personal advice is to use one USB disk (low value data) or
1708   three disks (high value data) in rotating order for backups, and
1709   either use independent LUKS partitions on them, or use encrypted
1710   backup with tar and GnuPG.
1711
1712   If you do network-backup or tape-backup, I strongly recommend to
1713   go the filesystem backup path with independent encryption, as you
1714   typically cannot reliably delete data in these scenarios,
1715   especially in a cloud setting. (Well, you can burn the tape if it
1716   is under your control...)
1717
1718
1719  * 6.8 What happens if I overwrite the start of a LUKS partition or
1720    damage the LUKS header or key-slots?
1721
1722   There are two critical components for decryption: The salt values
1723   in the header itself and the key-slots. If the salt values are
1724   overwritten or changed, nothing (in the cryptographically strong
1725   sense) can be done to access the data, unless there is a backup
1726   of the LUKS header. If a key-slot is damaged, the data can still
1727   be read with a different key-slot, if there is a remaining
1728   undamaged and used key-slot. Note that in order to make a key-slot
1729   unrecoverable in a cryptographically strong sense, changing about
1730   4-6 bits in random locations of its 128kiB size is quite enough.
1731
1732
1733  * 6.9 What happens if I (quick) format a LUKS partition?
1734
1735   I have not tried the different ways to do this, but very likely you
1736   will have written a new boot-sector, which in turn overwrites the
1737   LUKS header, including the salts, making your data permanently
1738   irretrievable, unless you have a LUKS header backup. You may also
1739   damage the key-slots in part or in full. See also last item.
1740
1741
1742  * 6.10 How do I recover the master key from a mapped LUKS container?
1743
1744   This is typically only needed if you managed to damage your LUKS
1745   header, but the container is still mapped, i.e. "luksOpen"ed. It
1746   also helps if you have a mapped container that you forgot or do not
1747   know a passphrase for (e.g. on a long running server.)
1748
1749   WARNING: Things go wrong, do a full backup before trying this!
1750
1751   WARNING: This exposes the master key of the LUKS container. Note
1752   that both ways to recreate a LUKS header with the old master key
1753   described below will write the master key to disk. Unless you are
1754   sure you have securely erased it afterwards, e.g. by writing it to
1755   an encrypted partition, RAM disk or by erasing the filesystem you
1756   wrote it to by a complete overwrite, you should change the master
1757   key afterwards.    Changing the master key requires a full data
1758   backup, luksFormat and then restore of the backup.
1759
1760   First, there is a script by Milan that automates    the whole
1761   process, except generating a new LUKS header with the old master
1762   key (it prints the command for that though):
1763
1764 http://code.google.com/p/cryptsetup/source/browse/misc/luks-header-from-active
1765
1766   You can also do this manually. Here is how:
1767
1768   - Get the master key from the device mapper. This is done by the
1769   following command. Substitute c5 for whatever you mapped to:
1770
1771       # dmsetup table --target crypt --showkey /dev/mapper/c5
1772       Result:
1773       0 200704 crypt aes-cbc-essiv:sha256 
1774       a1704d9715f73a1bb4db581dcacadaf405e700d591e93e2eaade13ba653d0d09 
1775       0 7:0 4096
1776  
1777   The result is actually one line, wrapped here for clarity. The long
1778   hex string is the master key.
1779
1780   - Convert the master key to a binary file representation. You can
1781   do this manually, e.g. with hexedit. You can also use the tool
1782   "xxd" from vim like this:
1783
1784       echo "a1704d9....53d0d09" | xxd -r -p > <master-key-file>
1785  
1786   - Do a luksFormat to create a new LUKS header.
1787
1788     NOTE: If your header is intact and you just forgot the
1789   passphrase, you can just set a new passphrase, see next
1790   sub-item.
1791
1792   Unmap the device before you do that (luksClose). Then do
1793
1794       cryptsetup luksFormat --master-key-file=<master-key-file> <luks device>
1795  
1796   Note that if the container was created with other than the default
1797   settings of the cryptsetup version you are using, you need to give
1798   additional parameters specifying the deviations. If in doubt, try
1799   the script by Milan. It does recover the other parameters as well.
1800
1801   Side note: This is the way the decrypt_derived script gets at the
1802   master key. It just omits the conversion and hashes the master key
1803   string.
1804
1805   - If the header is intact and you just forgot the passphrase, just
1806   set a new passphrase like this:
1807
1808       cryptsetup luksAddKey --master-key-file=<master-key-file> <luks device>
1809  
1810   You may want to disable the old one afterwards.
1811
1812
1813  * 6.11 What does the on-disk structure of dm-crypt look like?
1814
1815   There is none. dm-crypt takes a block device and gives encrypted
1816   access to each of its blocks with a key derived from the passphrase
1817   given. If you use a cipher different than the default, you have to
1818   specify that as a parameter to cryptsetup too. If you want to
1819   change the password, you basically have to create a second
1820   encrypted device with the new passphrase and copy your data over.
1821   On the plus side, if you accidentally overwrite any part of a
1822   dm-crypt device, the damage will be limited to the are you
1823   overwrote.
1824
1825
1826  * 6.12 What does the on-disk structure of LUKS look like?
1827
1828   A LUKS partition consists of a header, followed by 8 key-slot
1829   descriptors, followed by 8 key slots, followed by the encrypted
1830   data area.
1831
1832   Header and key-slot descriptors fill the first 592 bytes. The
1833   key-slot size depends on the creation parameters, namely on the
1834   number of anti-forensic stripes, key material offset and master
1835   key size.
1836
1837   With the default parameters, each key-slot is a bit less than
1838   128kiB in size. Due to sector alignment of the key-slot start,
1839   that means the key block 0 is at offset 0x1000-0x20400, key
1840   block 1 at offset 0x21000-0x40400, and key block 7 at offset
1841   0xc1000-0xe0400. The space to the next full sector address is
1842   padded with zeros. Never used key-slots are filled with what the
1843   disk originally contained there, a key-slot removed with
1844   "luksRemoveKey" or "luksKillSlot" gets filled with 0xff. Due to
1845   2MiB default alignment, start of the data area for cryptsetup 1.3
1846   and later is at 2MiB, i.e. at 0x200000. For older versions, it is
1847   at 0x101000, i.e. at 1'052'672 bytes, i.e. at 1MiB + 4096 bytes
1848   from the start of the partition. Incidentally, "luksHeaderBackup"
1849   for a LUKS container created with default parameters dumps exactly
1850   the first 2MiB (or 1'052'672 bytes for   headers created with
1851   cryptsetup versions < 1.3) to file and "luksHeaderRestore" restores
1852   them.
1853
1854   For non-default parameters, you have to figure out placement
1855   yourself. "luksDump" helps. See also next item. For the most common
1856   non-default settings, namely aes-xts-plain with 512 bit key, the
1857   offsets are: 1st keyslot 0x1000-0x3f800, 2nd keyslot
1858   0x40000-0x7e000, 3rd keyslot 0x7e000-0xbd800, ..., and start of
1859   bulk data at 0x200000.
1860
1861   The exact specification of the format is here:
1862   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/Specification
1863
1864
1865  * 6.13 What is the smallest possible LUKS container?
1866
1867   Note: From cryptsetup 1.3 onwards, alignment is set to 1MB. With
1868   modern Linux partitioning tools that also align to 1MB, this will
1869   result in alignment to 2k sectors and typical Flash/SSD sectors,
1870   which is highly desirable for a number of reasons. Changing the
1871   alignment is not recommended.
1872
1873   That said, with default parameters, the data area starts at
1874   exactly 2MB offset (at 0x101000 for cryptsetup versions before
1875   1.3). The smallest data area you can have is one sector of 512
1876   bytes. Data areas of 0 bytes can be created, but fail on mapping.
1877
1878   While you cannot put a filesystem into something this small, it may
1879   still be used to contain, for example, key. Note that with current
1880   formatting tools, a partition for a container this size will be
1881   3MiB anyways. If you put the LUKS container into a file (via
1882   losetup and a loopback device), the file needs to be 2097664 bytes
1883   in size, i.e. 2MiB + 512B.
1884
1885   There two ways to influence the start of the data area are key-size
1886   and alignment.
1887
1888   For alignment, you can go down to 1 on the parameter. This will
1889   still leave you with a data-area starting at 0x101000, i.e.
1890   1MiB+4096B (default parameters) as alignment will be rounded up to
1891   the next multiple of 8 (i.e. 4096 bytes) If in doubt, do a dry-run
1892   on a larger file and dump the LUKS header to get actual
1893   information.
1894
1895   For key-size, you can use 128 bit (e.g. AES-128 with CBC), 256 bit
1896   (e.g. AES-256 with CBC) or 512 bit (e.g. AES-256 with XTS mode).
1897   You can do 64 bit (e.g. blowfish-64 with CBC), but anything below
1898   128 bit has to be considered insecure today.
1899
1900   Example 1 - AES 128 bit with CBC:
1901
1902       cryptsetup luksFormat -s 128 --align-payload=8 <device>
1903  
1904   This results in a data offset of 0x81000, i.e. 516KiB or 528384
1905   bytes. Add one 512 byte sector and the smallest LUKS container size
1906   with these parameters is 516KiB + 512B or 528896 bytes.
1907
1908   Example 2 - Blowfish 64 bit with CBC (WARNING: insecure):
1909
1910       cryptsetup luksFormat -c blowfish -s 64 --align-payload=8 /dev/loop0
1911  
1912   This results in a data offset of 0x41000, i.e. 260kiB or 266240
1913   bytes, with a minimal LUKS container size of 260kiB + 512B or
1914   266752 bytes.
1915
1916
1917  * 6.14 I think this is overly complicated. Is there an alternative?
1918
1919   Not really. Encryption comes at a price. You can use plain
1920   dm-crypt to simplify things a bit. It does not allow multiple
1921   passphrases, but on the plus side, it has zero on disk description
1922   and if you overwrite some part of a plain dm-crypt partition,
1923   exactly the overwritten parts are lost (rounded up to sector
1924   borders).
1925
1926
1927  * 6.15 Can I clone a LUKS container?
1928
1929   You can, but it breaks security, because the cloned container has
1930   the same header and hence the same master key. You cannot change
1931   the master key on a LUKS container, even if you change the
1932   passphrase(s), the master key stays the same. That means whoever
1933   has access to one of the clones can decrypt them all, completely
1934   bypassing the passphrases.
1935
1936   The right way to do this is to first luksFormat the target
1937   container, then to clone the contents of the source container, with
1938   both containers mapped, i.e. decrypted. You can clone the decrypted
1939   contents of a LUKS container in binary mode, although you may run
1940   into secondary issues with GUIDs in filesystems, partition tables,
1941   RAID-components and the like. These are just the normal problems
1942   binary cloning causes.
1943
1944   Note that if you need to ship (e.g.) cloned LUKS containers with a
1945   default passphrase, that is fine as long as each container was
1946   individually created (and hence has its own master key). In this
1947   case, changing the default passphrase will make it secure again.
1948
1949
1950 7. Interoperability with other Disk Encryption Tools  
1951
1952
1953  * 7.1 What is this section about?
1954
1955   Cryptsetup for plain dm-crypt can be used to access a number of
1956   on-disk formats created by tools like loop-aes patched into
1957   losetup. This sometimes works and sometimes does not.    This
1958   section collects insights into what works, what does not and where
1959   more information is required.
1960
1961   Additional information may be found in the mailing-list archives,
1962   mentioned at the start of this FAQ document. If you have a
1963   solution working that is not yet documented here and think a wider
1964   audience may be interested, please email the FAQ maintainer.
1965
1966
1967  * 7.2 loop-aes: General observations.
1968
1969   One problem is that there are different versions of losetup around.
1970   loop-aes is a patch for losetup. Possible problems and deviations
1971   from cryptsetup option syntax include:
1972
1973   - Offsets specified in bytes (cryptsetup: 512 byte sectors)
1974
1975   - The need to specify an IV offset
1976
1977   - Encryption mode needs specifying (e.g. "-c twofish-cbc-plain")
1978
1979   - Key size needs specifying (e.g. "-s 128" for 128 bit keys)
1980
1981   - Passphrase hash algorithm needs specifying
1982
1983   Also note that because plain dm-crypt and loop-aes format does not
1984   have metadata, and while the loopAES extension for cryptsetup tries
1985   autodetection (see command loopaesOpen), it may not always work.
1986   If you still have the old set-up, using a verbosity option (-v)
1987   on mapping with the old tool or having a look into the system logs
1988   after setup could give you the information you need. Below, there
1989   are also some things that worked for somebody.
1990
1991
1992  * 7.3 loop-aes patched into losetup on Debian 5.x, kernel 2.6.32
1993
1994   In this case, the main problem seems to be that this variant of
1995   losetup takes the offset (-o option) in bytes, while cryptsetup
1996   takes it in sectors of 512 bytes each. Example: The losetup command
1997
1998   losetup -e twofish -o 2560 /dev/loop0 /dev/sdb1 
1999   mount /dev/loop0 mount-point
2000  
2001   translates to
2002
2003   cryptsetup create -c twofish -o 5 --skip 5 e1 /dev/sdb1
2004   mount /dev/mapper/e1 mount-point
2005  
2006
2007  * 7.4 loop-aes with 160 bit key
2008
2009   This seems to be sometimes used with twofish and blowfish and
2010   represents a 160 bit ripemed160 hash output padded to 196 bit key
2011   length. It seems the corresponding options for cryptsetup are
2012
2013   --cipher twofish-cbc-null -s 192 -h ripemd160:20
2014  
2015
2016  * 7.5 loop-aes v1 format OpenSUSE
2017
2018   Apparently this is done by older OpenSUSE distros and stopped
2019   working from OpenSUSE 12.1 to 12.2. One user had success with the
2020   following:
2021
2022   cryptsetup create <target> <device> -c aes -s 128 -h sha256
2023  
2024
2025  * 7.6 Kernel encrypted loop device (cryptoloop)
2026
2027   There are a number of different losetup implementations for using
2028   encrypted loop devices so getting this to work may need a bit of
2029   experimentation.
2030
2031   NOTE: Do NOT use this for new containers! Some of the existing
2032   implementations are insecure and future support is uncertain.
2033
2034   Example for a compatible mapping:
2035
2036     losetup -e twofish -N /dev/loop0 /image.img
2037  
2038   translates to
2039
2040     cryptsetup create image_plain /image.img -c twofish-cbc-plain -H plain
2041  
2042   with the mapping being done to /dev/mapper/image_plain instead of
2043   to /dev/loop0.
2044
2045   More details:
2046
2047   Cipher, mode and pasword hash (or no hash):
2048
2049   -e cipher [-N]        => -c cipher-cbc-plain -H plain [-s 256]
2050   -e cipher             => -c cipher-cbc-plain -H ripemd160 [-s 256]
2051  
2052   Key size and offsets (losetup: bytes, cryptsetuop: sectors of 512
2053   bytes):
2054
2055   -k 128                 => -s 128
2056   -o 2560                => -o 5 -p 5       # 2560/512 = 5
2057  
2058   There is no replacement for --pass-fd, it has to be emulated using
2059   keyfiles, see the cryptsetup man-page.
2060
2061
2062 8. Issues with Specific Versions of cryptsetup 
2063
2064
2065  * 8.1 When using the create command for plain dm-crypt with
2066    cryptsetup 1.1.x, the mapping is incompatible and my data is not
2067    accessible anymore!
2068
2069   With cryptsetup 1.1.x, the distro maintainer can define different
2070   default encryption modes for LUKS and plain devices. You can check
2071   these compiled-in defaults using "cryptsetup --help". Moreover, the
2072   plain device default changed because the old IV mode was
2073   vulnerable to a watermarking attack.
2074
2075   If you are using a plain device and you need a compatible mode, just
2076   specify cipher, key size and hash algorithm explicitly. For
2077   compatibility with cryptsetup 1.0.x defaults, simple use the
2078   following:
2079
2080     cryptsetup create -c aes-cbc-plain -s 256 -h ripemd160 <name> <dev>
2081  
2082   LUKS stores cipher and mode in the metadata on disk, avoiding this
2083   problem.
2084
2085
2086  * 8.2 cryptsetup on SLED 10 has problems...
2087
2088   SLED 10 is missing an essential kernel patch for dm-crypt, which
2089   is broken in its kernel as a result. There may be a very old
2090   version of cryptsetup (1.0.x) provided by SLED, which should also
2091   not be used anymore as well. My advice would be to drop SLED 10.
2092
2093
2094 9. References and Further Reading 
2095
2096
2097  * Purpose of this Section
2098
2099   The purpose of this section is to collect references to all
2100   materials that do not fit the FAQ but are relevant in some fashion.
2101   This can be core topics like the LUKS spec or disk encryption, but
2102   it can also be more tangential, like secure storage management or
2103   cryptography used in LUKS. It should still have relevance to
2104   cryptsetup and its applications.
2105
2106   If you wan to see something added here, send email to the
2107   maintainer (or the cryptsetup mailing list) giving an URL, a
2108   description (1-3 lines preferred) and a section to put it in. You
2109   can also propose new sections.
2110
2111   At this time I would like to limit the references to things that
2112   are available on the web.
2113
2114
2115  * Specifications
2116
2117   - LUKS on-disk format spec:
2118   http://code.google.com/p/cryptsetup/wiki/Specification
2119
2120
2121  * Code Examples
2122
2123   - Some code examples are in the source package under docs/examples
2124
2125
2126  * Brute-forcing passphrases
2127
2128   -
2129   http://news.electricalchemy.net/2009/10/password-cracking-in-cloud-part-5.html
2130
2131   -
2132   http://it.slashdot.org/story/12/12/05/0623215/new-25-gpu-monster-devours-strong-passwords-in-minutes
2133
2134
2135  * Tools
2136
2137
2138  * SSD and Flash Disk Related
2139
2140
2141  * Disk Encryption
2142
2143
2144  * Attacks Against Disk Encryption
2145
2146
2147  * Risk Management as Relevant for Disk Encryption
2148
2149
2150  * Cryptography
2151
2152
2153  * Secure Storage
2154
2155  A. Contributors In no particular order:
2156
2157   - Arno Wagner
2158
2159   - Milan Broz
2160