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