doc cleanups.
[libgcrypt.git] / doc / gcrypt.texi
index b13464c..4e8eb99 100644 (file)
@@ -19,7 +19,7 @@ Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
 under the terms of the GNU General Public License as published by the
 Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
 option) any later version. The text of the license can be found in the
-section entitled ``Copying''.
+section entitled ``GNU General Public License''.
 @end quotation
 @end copying
 
@@ -77,7 +77,8 @@ section entitled ``Copying''.
 
 Appendices
 
-* FIPS Restrictions::           Restrictions in FIPS mode.
+* Self-Tests::                  Description of the self-tests.
+* FIPS Mode::                   Description of the FIPS mode.
 * Library Copying::             The GNU Lesser General Public License
                                 says how you can copy and share Libgcrypt.
 * Copying::                     The GNU General Public License says how you
@@ -85,6 +86,7 @@ Appendices
 
 Indices
 
+* Figures and Tables::          Index of figures and tables.
 * Concept Index::               Index of concepts and programs.
 * Function and Data Index::     Index of functions, variables and data types.
 
@@ -185,7 +187,7 @@ of the library are verified.
 * Building sources using Automake::  How to build sources with the help of Automake.
 * Initializing the library::    How to initialize the library.
 * Multi-Threading::             How Libgcrypt can be used in a MT environment.
-* FIPS mode::                   How to enable the FIPS mode.
+* Enabling FIPS mode::          How to enable the FIPS mode.
 @end menu
 
 
@@ -314,7 +316,7 @@ but due to problem with the dynamic linker an old version may actually
 be used.  So you may want to check that the version is okay right
 after program startup.
 
-@deftypefun const char *gcry_check_version (const char *@var{req_version})
+@deftypefun {const char *} gcry_check_version (const char *@var{req_version})
 
 The function @code{gcry_check_version} initializes some subsystems used
 by Libgcrypt and must be invoked before any other function in the
@@ -330,7 +332,7 @@ pointer.
 
 Libgcrypt uses a concept known as secure memory, which is a region of
 memory set aside for storing sensitive data.  Because such memory is a
-scare resource, it needs to be setup in advanced to a fixed size.
+scarce resource, it needs to be setup in advanced to a fixed size.
 Further, most operating systems have special requirements on how that
 secure memory can be used.  For example, it might be required to install
 an application as ``setuid(root)'' to allow allocating such memory.
@@ -389,8 +391,8 @@ and freed memory, you need to initialize Libgcrypt this way:
   gcry_control (GCRYCTL_INIT_SECMEM, 16384, 0);
 
 @anchor{sample-use-resume-secmem}
-  /* It is now okay to let Libgcrypt complain when there was/is a problem
-     with the secure memory. */
+  /* It is now okay to let Libgcrypt complain when there was/is
+     a problem with the secure memory. */
   gcry_control (GCRYCTL_RESUME_SECMEM_WARN);
 
   /* ... If required, other initialization goes here.  */
@@ -473,10 +475,10 @@ Synchronization''.  For other thread packages, more relaxed or more
 strict rules may apply.}.
 
 @item
-
 Just like the function @code{gpg_strerror}, the function
 @code{gcry_strerror} is not thread safe.  You have to use
 @code{gpg_strerror_r} instead.
+
 @end itemize
 
 
@@ -486,24 +488,28 @@ necessary thread callbacks for PThread and for GNU Pth:
 @table @code
 @item GCRY_THREAD_OPTION_PTH_IMPL
 
-This macro defines the following (static) symbols: gcry_pth_init,
-gcry_pth_mutex_init, gcry_pth_mutex_destroy, gcry_pth_mutex_lock,
-gcry_pth_mutex_unlock, gcry_pth_read, gcry_pth_write, gcry_pth_select,
-gcry_pth_waitpid, gcry_pth_accept, gcry_pth_connect, gcry_threads_pth.
+This macro defines the following (static) symbols:
+@code{gcry_pth_init}, @code{gcry_pth_mutex_init},
+@code{gcry_pth_mutex_destroy}, @code{gcry_pth_mutex_lock},
+@code{gcry_pth_mutex_unlock}, @code{gcry_pth_read},
+@code{gcry_pth_write}, @code{gcry_pth_select},
+@code{gcry_pth_waitpid}, @code{gcry_pth_accept},
+@code{gcry_pth_connect}, @code{gcry_threads_pth}.
 
-After including this macro, gcry_control() shall be used with a
-command of GCRYCTL_SET_THREAD_CBS in order to register the thread
-callback structure named ``gcry_threads_pth''.
+After including this macro, @code{gcry_control()} shall be used with a
+command of @code{GCRYCTL_SET_THREAD_CBS} in order to register the
+thread callback structure named ``gcry_threads_pth''.
 
 @item GCRY_THREAD_OPTION_PTHREAD_IMPL
 
 This macro defines the following (static) symbols:
-gcry_pthread_mutex_init, gcry_pthread_mutex_destroy, gcry_mutex_lock,
-gcry_mutex_unlock, gcry_threads_pthread.
+@code{gcry_pthread_mutex_init}, @code{gcry_pthread_mutex_destroy},
+@code{gcry_pthread_mutex_lock}, @code{gcry_pthread_mutex_unlock},
+@code{gcry_threads_pthread}.
 
-After including this macro, gcry_control() shall be used with a
-command of GCRYCTL_SET_THREAD_CBS in order to register the thread
-callback structure named ``gcry_threads_pthread''.
+After including this macro, @code{gcry_control()} shall be used with a
+command of @code{GCRYCTL_SET_THREAD_CBS} in order to register the
+thread callback structure named ``gcry_threads_pthread''.
 @end table
 
 Note that these macros need to be terminated with a semicolon.  Keep
@@ -511,12 +517,11 @@ in mind that these are convenient macros for C programmers; C++
 programmers might have to wrap these macros in an ``extern C'' body.
 
 
+@node Enabling FIPS mode
+@section How to enable the FIPS mode
 
-@node FIPS mode
-@section FIPS Mode
-
-Libgcrypt may be used in a FIPS 140 mode.  Note, that this does not
-necessary mean that Libcgrypt is n appoved FIPS 140-2 module.  Check the
+Libgcrypt may be used in a FIPS 140-2 mode.  Note, that this does not
+necessary mean that Libcgrypt is an appoved FIPS 140-2 module.  Check the
 NIST database at @url{http://csrc.nist.gov/groups/STM/cmvp/} to see what
 versions of Libgcrypt are approved.
 
@@ -527,10 +532,10 @@ Libgcrypt into this mode:
 
 @itemize
 @item 
-If the file @file{/proc/fips140} exists and contains the string value
-@code{1}, Libgcrypt is put into FIPS mode at initialization time.
-Obviously this works only on systems with a @code{proc} file system
-(ie.e GNU/Linux).
+If the file @file{/proc/sys/crypto/fips_enabled} exists and contains a
+numeric value other than @code{0}, Libgcrypt is put into FIPS mode at
+initialization time.  Obviously this works only on systems with a
+@code{proc} file system (i.e. GNU/Linux).
 
 @item 
 If the file @file{/etc/gcrypt/fips140.force} exists, Libgcrypt is put
@@ -538,14 +543,16 @@ into FIPS mode at initialization time.  Note that this filename is
 hardwired and does not depend on any configuration options.
 
 @item 
-If the applications requests FIPS mode using the control command
-@code{GCRYCTL_FORCE_FIPS_MODE}.  This may be done at any time.
+If the application requests FIPS mode using the control command
+@code{GCRYCTL_FORCE_FIPS_MODE}.  This must be done prior to any
+initialization (i.e. before @code{gcry_check_version}).
 
 @end itemize
 
-Note that once Libgcrypt has been put into FIPS mode, it is not possible
-to switch back to standard mode without terminating the process first.
-
+Once Libgcrypt has been put into FIPS mode, it is not possible to
+switch back to standard mode without terminating the process first.
+If the logging verbosity level of Libgcrypt has been set to at least
+2, the state transitions and the self-tests are logged.
 
 
 
@@ -628,11 +635,12 @@ value of 1 to request that default size.
 @item GCRYCTL_TERM_SECMEM; Arguments: none
 This command zeroises the secure memory and destroys the handler.  The
 secure memory pool may not be used anymore after running this command.
-If the secure memory pool as already been destroyed, this command has no
-effect.  Applications might want to run this command from their exit
-handler to make sure that the secure memory gets properly destroyed.
-This command is not necessary thread-safe but that should not be needed
-in cleanup code.  It may be called from a signal handler.
+If the secure memory pool as already been destroyed, this command has
+no effect.  Applications might want to run this command from their
+exit handler to make sure that the secure memory gets properly
+destroyed.  This command is not necessarily thread-safe but that
+should not be needed in cleanup code.  It may be called from a signal
+handler.
 
 @item GCRYCTL_DISABLE_SECMEM_WARN; Arguments: none
 Disable warning messages about problems with the secure memory
@@ -682,27 +690,30 @@ an issue if random of @code{GCRY_VERY_STRONG_RANDOM} quality is
 requested as in this case enough extra entropy gets mixed.  It is also
 not an issue when using Linux (rndlinux driver), because this one
 guarantees to read full 16 bytes from /dev/urandom and thus there is no
-way for an attacker without kernel access to conrol these 16 bytes.
+way for an attacker without kernel access to control these 16 bytes.
 
 @item GCRYCTL_SET_VERBOSITY; Arguments: int level
 This command sets the verbosity of the logging.  A level of 0 disables
 all extra logging whereas positive numbers enable more verbose logging.
 The level may be changed at any time but be aware that no memory
-syncronization is done so the effect of this command might not
-immediately show up in other threads.
+synchronization is done so the effect of this command might not
+immediately show up in other threads.  This command may even be used
+prior to @code{gcry_check_version}.
 
 @item GCRYCTL_SET_DEBUG_FLAGS; Arguments: unsigned int flags
 Set the debug flag bits as given by the argument.  Be aware that that no
-memory syncronization is done so the effect of this command might not
+memory synchronization is done so the effect of this command might not
 immediately show up in other threads.  The debug flags are not
 considered part of the API and thus may change without notice.  As of
 now bit 0 enables debugging of cipher functions and bit 1 debugging of
-multi-precision-integers.
+multi-precision-integers.  This command may even be used prior to
+@code{gcry_check_version}.
 
 @item GCRYCTL_CLEAR_DEBUG_FLAGS; Arguments: unsigned int flags
 Set the debug flag bits as given by the argument.  Be aware that that no
-memory syncronization is done so the effect of this command might not
-immediately show up in other threads.
+memory synchronization is done so the effect of this command might not
+immediately show up in other threads.  This command may even be used
+prior to @code{gcry_check_version}.
 
 @item GCRYCTL_DISABLE_INTERNAL_LOCKING; Arguments: none
 This command does nothing.  It exists only for backward compatibility.
@@ -758,12 +769,17 @@ command may be used before the intialization has been finished but not
 before a gcry_version_check.
 
 @item GCRYCTL_FORCE_FIPS_MODE; Arguments: none
-Running this command puts the library into FIPS mode.  If the library
-has already been initialized or is already in FIPS mode, a selftest is
-triggered and thus the library will be put into operational state.  This
-command may even be used before a call to gcry_check_version and that is
-actually the recommended way to let an application switch the library
-into FIPS mode.
+Running this command puts the library into FIPS mode.  If the library is
+already in FIPS mode, a self-test is triggered and thus the library will
+be put into operational state.  This command may be used before a call
+to gcry_check_version and that is actually the recommended way to let an
+application switch the library into FIPS mode.  Note that Libgcrypt will
+reject an attempt to switch to fips mode during or after the intialization.
+
+@item GCRYCTL_SELFTEST; Arguments: none
+This may be used at anytime to have the library run all implemented
+self-tests.  It works in standard and in FIPS mode.  Returns 0 on
+success or an error code on failure.
 
 
 @end table
@@ -1153,7 +1169,8 @@ above:
   gcry_cipher_hd_t handle;
   gcry_error_t err = 0;
 
-  err = gcry_cipher_open (&handle, GCRY_CIPHER_AES, GCRY_CIPHER_MODE_CBC, 0);
+  err = gcry_cipher_open (&handle, GCRY_CIPHER_AES, 
+                          GCRY_CIPHER_MODE_CBC, 0);
   if (err)
     @{
       fprintf (stderr, "Failure: %s/%s\n",
@@ -1279,8 +1296,8 @@ functions for doing memory allocation.
 @section Error handler
 
 The following functions may be used to register handler functions that
-are called by Libgcrypt in case certain error conditions
-occur.
+are called by Libgcrypt in case certain error conditions occur.  They
+may and should be registered prior to calling @code{gcry_check_version}.
 
 @deftp {Data type} gcry_handler_no_mem_t
 This type is defined as: @code{void (*gcry_handler_no_mem_t) (void *, size_t, unsigned int)}
@@ -1308,9 +1325,10 @@ This type is defined as: @code{void (*gcry_handler_log_t) (void *, int, const ch
 @end deftp
 
 @deftypefun void gcry_set_log_handler (gcry_handler_log_t @var{func_log}, void *@var{cb_data})
-This function registers @var{func_log} as `logging handler', which
-means that it will be called in case Libgcrypt wants to log
-a message.
+This function registers @var{func_log} as `logging handler', which means
+that it will be called in case Libgcrypt wants to log a message.  This
+function may and should be used prior to calling
+@code{gcry_check_version}.
 @end deftypefun
 
 @c **********************************************************
@@ -1494,13 +1512,13 @@ unsigned char *inbuf)
 
 @deftp {Data type} gcry_cipher_stencrypt_t
 Type for the `stencrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
-(*gcry_cipher_stencrypt_t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
+(*gcry_@/cipher_@/stencrypt_@/t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
 unsigned char *, unsigned int n)
 @end deftp
 
 @deftp {Data type} gcry_cipher_stdecrypt_t
 Type for the `stdecrypt' function, defined as: gcry_err_code_t
-(*gcry_cipher_stdecrypt_t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
+(*gcry_@/cipher_@/stdecrypt_@/t) (void *c, const unsigned char *outbuf, const
 unsigned char *, unsigned int n)
 @end deftp
 
@@ -1532,8 +1550,9 @@ number.
 
 @table @code
 @item GCRY_CIPHER_MODE_NONE
-No mode specified, may be set later using other functions.  The value
-of this constant is always 0.
+No mode specified.  This should not be used.  The only exception is that
+if Libgcrypt is not used in FIPS mode and if any debug flag has been
+set, this mode may be used to bypass the actual encryption.
 
 @item GCRY_CIPHER_MODE_ECB
 Electronic Codebook mode.  
@@ -1579,10 +1598,11 @@ The cipher mode to use must be specified via @var{mode}.  See
 @xref{Available cipher modes}, for a list of supported cipher modes
 and the according constants.  Note that some modes are incompatible
 with some algorithms - in particular, stream mode
-(GCRY_CIPHER_MODE_STREAM) only works with stream ciphers. Any block
-cipher mode (GCRY_CIPHER_MODE_ECB, GCRY_CIPHER_MODE_CBC,
-GCRY_CIPHER_MODE_CFB, GCRY_CIPHER_MODE_OFB or GCRY_CIPHER_MODE_CTR)
-will work with any block cipher algorithm.
+(@code{GCRY_CIPHER_MODE_STREAM}) only works with stream ciphers. Any
+block cipher mode (@code{GCRY_CIPHER_MODE_ECB},
+@code{GCRY_CIPHER_MODE_CBC}, @code{GCRY_CIPHER_MODE_CFB},
+@code{GCRY_CIPHER_MODE_OFB} or @code{GCRY_CIPHER_MODE_CTR}) will work
+with any block cipher algorithm.
 
 The third argument @var{flags} can either be passed as @code{0} or as
 the bit-wise OR of the following constants.
@@ -1775,7 +1795,7 @@ Returns @code{0} when the specified algorithm is available for use.
 @end deftypefun
 @c end gcry_cipher_algo_info
 
-@deftypefun const char *gcry_cipher_algo_name (int @var{algo})
+@deftypefun {const char *} gcry_cipher_algo_name (int @var{algo})
 
 @code{gcry_cipher_algo_name} returns a string with the name of the
 cipher algorithm @var{algo}.  If the algorithm is not known or another
@@ -1837,9 +1857,10 @@ called S-expressions (see
 @uref{http://people.csail.mit.edu/@/rivest/@/sexp.html}) and does not work
 with contexts as most of the other building blocks of Libgcrypt do.
 
+@noindent
 The following information are stored in S-expressions:
 
-@table @asis
+@itemize @asis
 @item keys
 
 @item plain text data
@@ -1848,7 +1869,7 @@ The following information are stored in S-expressions:
 
 @item signatures
 
-@end table
+@end itemize
 
 @noindent
 To describe how Libgcrypt expect keys, we use examples. Note that
@@ -2255,7 +2276,7 @@ function checks that this data actually can be used with the given key,
 does the padding and encrypts it.
 
 If the function could successfully perform the encryption, the return
-value will be 0 and a new S-expression with the encrypted result is
+value will be 0 and a new S-expression with the encrypted result is
 allocated and assigned to the variable at the address of @var{r_ciph}.
 The caller is responsible to release this value using
 @code{gcry_sexp_release}.  In case of an error, an error code is
@@ -2621,6 +2642,13 @@ Note that in this case only the values for N, as given in the table,
 are allowed.  When specifying Q all values of N in the range 512 to
 15680 are valid as long as they are multiples of 8.
 
+@item transient-key
+This is only meaningful for RSA keys.  This is a flag with no value.  If
+given the RSA key is created using a faster and a somewhat less secure
+random number generator.  This flag may be used for keys which are only
+used for a short time and do not require full cryptographic strength.
+
+
 @end table
 @c end table of parameters
 
@@ -2764,7 +2792,7 @@ Create a copy of the data set @var{data} and store it in
 @var{data_cp}.  FIXME: exact semantics undefined.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun unsigned int gcry_ac_data_length (gcry_ac_data_t @var{data})
+@deftypefun {unsigned int} gcry_ac_data_length (gcry_ac_data_t @var{data})
 Returns the number of named MPI values inside of the data set
 @var{data}.
 @end deftypefun
@@ -2985,7 +3013,8 @@ Example code:
   err = gcry_ac_open  (&handle, GCRY_AC_RSA, 0);
   assert (! err);
 
-  err = gcry_ac_key_pair_generate (handle, 1024, &rsa_spec, &key_pair, NULL);
+  err = gcry_ac_key_pair_generate (handle, 1024, &rsa_spec,
+                                   &key_pair, NULL);
   assert (! err);
 @}
 @end example
@@ -3520,7 +3549,7 @@ has an effect. It is implemented as a macro.
 The way to read out the calculated message digest is by using the
 function:
 
-@deftypefun unsigned char *gcry_md_read (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{algo})
+@deftypefun {unsigned char *} gcry_md_read (gcry_md_hd_t @var{h}, int @var{algo})
 
 @code{gcry_md_read} returns the message digest after finalizing the
 calculation.  This function may be used as often as required but it will
@@ -3559,7 +3588,7 @@ Hash algorithms are identified by internal algorithm numbers (see
 used by names, so two functions are available to map between string
 representations and hash algorithm identifiers.
 
-@deftypefun const char *gcry_md_algo_name (int @var{algo})
+@deftypefun {const char *} gcry_md_algo_name (int @var{algo})
 
 Map the digest algorithm id @var{algo} to a string representation of the
 algorithm name.  For unknown algorithms this function returns the
@@ -3603,7 +3632,7 @@ The macro returns 0 if the algorithm @var{algo} is available for use.
 If the length of a message digest is not known, it can be retrieved
 using the following function:
 
-@deftypefun unsigned int gcry_md_get_algo_dlen (int @var{algo})
+@deftypefun {unsigned int} gcry_md_get_algo_dlen (int @var{algo})
 
 Retrieve the length in bytes of the digest yielded by algorithm
 @var{algo}.  This is often used prior to @code{gcry_md_read} to allocate
@@ -3694,19 +3723,19 @@ does implicitly stop debugging.
 
 @acronym{Libgcypt} offers random numbers of different quality levels:
 
-@deftp {Data type} enum gcry_random_level
-The constants for the random quality levels are of this type.
+@deftp {Data type} gcry_random_level_t
+The constants for the random quality levels are of this enum type.
 @end deftp
 
 @table @code
 @item GCRY_WEAK_RANDOM
 For all functions, except for @code{gcry_mpi_randomize}, this level maps
-to GCRY_STRONG_RANDOM. IF you do not want this, consider using
+to GCRY_STRONG_RANDOM.  If you do not want this, consider using
 @code{gcry_create_nonce}.
 @item GCRY_STRONG_RANDOM
-Use this level for e.g. session keys and similar purposes.
+Use this level for session keys and similar purposes.
 @item GCRY_VERY_STRONG_RANDOM
-Use this level for e.g. key material.
+Use this level for long term key material.
 @end table
 
 @node Retrieving random numbers
@@ -3718,14 +3747,14 @@ Fill @var{buffer} with @var{length} random bytes using a random quality
 as defined by @var{level}.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun void * gcry_random_bytes (size_t @var{nbytes}, enum gcry_random_level @var{level})
+@deftypefun {void *} gcry_random_bytes (size_t @var{nbytes}, enum gcry_random_level @var{level})
 
 Convenience function to allocate a memory block consisting of
 @var{nbytes} fresh random bytes using a random quality as defined by
 @var{level}.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun void * gcry_random_bytes_secure (size_t @var{nbytes}, enum gcry_random_level @var{level})
+@deftypefun {void *} gcry_random_bytes_secure (size_t @var{nbytes}, enum gcry_random_level @var{level})
 
 Convenience function to allocate a memory block consisting of
 @var{nbytes} fresh random bytes using a random quality as defined by
@@ -3978,7 +4007,7 @@ printf ("my name is %.*s\n", (int)len, name);
 @end example
 @end deftypefun
 
-@deftypefun char *gcry_sexp_nth_string (@w{gcry_sexp_t @var{list}}, @w{int @var{number}})
+@deftypefun {char *} gcry_sexp_nth_string (@w{gcry_sexp_t @var{list}}, @w{int @var{number}})
 
 This function is used to get and convert data from a @var{list}. The
 data is assumed to be a Nul terminated string.  The caller must
@@ -4017,22 +4046,15 @@ can't be converted to an MPI, @code{NULL} is returned.
 Public key cryptography is based on mathematics with large numbers.  To
 implement the public key functions, a library for handling these large
 numbers is required.  Because of the general usefulness of such a
-library, its interface is exposed by Libgcrypt.  The implementation is
-based on an old release of GNU Multi-Precision Library (GMP) but in the
-meantime heavily modified and stripped down to what is required for
-cryptography. For a lot of CPUs, high performance assembler
-implementations of some very low level functions are used to gain much
-better performance than with the standard C implementation.
-
-@noindent
+library, its interface is exposed by Libgcrypt. 
 In the context of Libgcrypt and in most other applications, these large
 numbers are called MPIs (multi-precision-integers).
 
 @node Data types
 @section Data types
 
-@deftp {Data type} gcry_mpi_t
-The @code{gcry_mpi_t} type represents an object to hold an MPI.
+@deftp {Data type} {gcry_mpi_t}
+This type represents an object to hold an MPI.
 @end deftp
 
 @node Basic functions
@@ -4322,6 +4344,12 @@ Shift the value of @var{a} by @var{n} bits to the right and store the
 result in @var{x}.
 @end deftypefun
 
+@deftypefun void gcry_mpi_lshift (@w{gcry_mpi_t @var{x}}, @w{gcry_mpi_t @var{a}}, @w{unsigned int @var{n}})
+
+Shift the value of @var{a} by @var{n} bits to the left and store the
+result in @var{x}.
+@end deftypefun
+
 @node Miscellaneous
 @section Miscellaneous
 
@@ -4398,8 +4426,7 @@ holding the prime factors and store it in @var{factors}.  @var{flags}
 might be used to influence the prime number generation process.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun gcry_prime_group_generator (gcry_mpi_t *@var{r_g},
-gcry_mpi_t @var{prime}, gcry_mpi_t *@var{factors}, gcry_mpi_t @var{start_g})
+@deftypefun gcry_error_t gcry_prime_group_generator (gcry_mpi_t *@var{r_g}, gcry_mpi_t @var{prime}, gcry_mpi_t *@var{factors}, gcry_mpi_t @var{start_g})
 
 Find a generator for @var{prime} where the factorization of
 (@var{prime}-1) is in the @code{NULL} terminated array @var{factors}.
@@ -4436,18 +4463,18 @@ wrong.
 @node Memory allocation
 @section Memory allocation
 
-@deftypefun void *gcry_malloc (size_t @var{n})
+@deftypefun {void *} gcry_malloc (size_t @var{n})
 
 This function tries to allocate @var{n} bytes of memory.  On success
 it returns a pointer to the memory area, in an out-of-core condition,
 it returns NULL.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun void *gcry_malloc_secure (size_t @var{n})
+@deftypefun {void *} gcry_malloc_secure (size_t @var{n})
 Like @code{gcry_malloc}, but uses secure memory.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun void *gcry_calloc (size_t @var{n})
+@deftypefun {void *} gcry_calloc (size_t @var{n})
 
 This function tries to allocate @var{n} bytes of cleared memory
 (i.e. memory that is initialized with zero bytes).  On success it
@@ -4455,11 +4482,11 @@ returns a pointer to the memory area, in an out-of-core condition, it
 returns NULL.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun void *gcry_calloc_secure (size_t @var{n})
+@deftypefun {void *} gcry_calloc_secure (size_t @var{n})
 Like @code{gcry_calloc}, but uses secure memory.
 @end deftypefun
 
-@deftypefun void *gcry_realloc (void *@var{p}, size_t @var{n})
+@deftypefun {void *} gcry_realloc (void *@var{p}, size_t @var{n})
 
 This function tries to resize the memory area pointed to by @var{p} to
 @var{n} bytes.  On success it returns a pointer to the new memory
@@ -4486,7 +4513,7 @@ either a POSIX platform or compatible to the API used by Windows NT.
 Provisions have been take so that the library can be directly used from
 C++ applications; however building with a C++ compiler is not supported.
 
-Building libgcrypt is done by using the common @code{./configure && make}
+Building Libgcrypt is done by using the common @code{./configure && make}
 approach.  The configure command is included in the source distribution
 and as a portable shell script it works on any Unix-alike system.  The
 result of running the configure script are a C header file
@@ -4507,26 +4534,28 @@ Announcements of new releases are posted to the
 @url{http://www.gnupg.org/documentation/mailing-lists.en.html} for
 details.}.
 
-@noindent
-Libgcrypt consists of several subsystems as shown by this diagram:
 
-@center @image{libgcrypt-modules, 10cm,,Module Overview}
+@float Figure,fig:subsystems
+@caption{Libgcrypt subsystems}
+@center @image{libgcrypt-modules, 150mm,,Libgcrypt subsystems}
+@end float
 
-All of these subsystems provide a public API including the helper
-systesm like S-expression.  The API style depends on the subsystem; in
-general an open, use, close approach is implemented.  The open returns a
-handle to a context used for all futher operations on this handle,
-several functions may then be used on this handle and a final close
-function releases all resources associated with the handle.
+Libgcrypt consists of several subsystems (@pxref{fig:subsystems}) and
+all these subsystems provide a public API; this includes the helper
+subsystems like the one for S-expressions.  The API style depends on the
+subsystem; in general an open-use-close approach is implemented.  The
+open returns a handle to a context used for all further operations on
+this handle, several functions may then be used on this handle and a
+final close function releases all resources associated with the handle.
 
 @menu
-* Public-Key Subsystem Architecture::              All about public keys.
-* Symmetric Encryption Subsystem Architecture::    All about standard ciphers.
-* Hashing and MACing Subsystem Architecture::      All about hashing.
-* Multi-Precision-Integer Subsystem Architecture:: All about big integers.
-* Prime-Number-Generator Subsystem Architecture::  All about prime numbers.
-* Random-Number Subsystem Architecture::           All about random stuff.
-* Helper Subsystems Architecture::                 All about other stuff.
+* Public-Key Subsystem Architecture::              About public keys.
+* Symmetric Encryption Subsystem Architecture::    About standard ciphers.
+* Hashing and MACing Subsystem Architecture::      About hashing.
+* Multi-Precision-Integer Subsystem Architecture:: About big integers.
+* Prime-Number-Generator Subsystem Architecture::  About prime numbers.
+* Random-Number Subsystem Architecture::           About random stuff.
+@c * Helper Subsystems Architecture::                 About other stuff.
 @end menu
 
 
@@ -4534,89 +4563,1020 @@ function releases all resources associated with the handle.
 @node Public-Key Subsystem Architecture
 @section Public-Key Architecture
 
-TBD.
+Libgcrypt implements two interfaces for public key cryptography: The
+standard interface is PK interface using functions in the
+@code{gcry_pk_} name space.  The AC interface in an alternative one
+which is now deprecated and will not be further described.  The AC
+interface is also disabled in FIPS mode.
+
+Because public key cryptography is almost always used to process small
+amounts of data (hash values or session keys), the interface is not
+implemented using the open-use-close paradigm, but with single
+self-contained functions.  Due to the wide variety of parameters
+required by different algorithms S-expressions, as flexible way to
+convey these parameters, are used.  There is a set of helper functions
+to work with these S-expressions.
+@c see @xref{S-expression Subsystem Architecture}.
+
+Aside of functions to register new algorithms, map algorithms names to
+algorithms identifiers and to lookup properties of a key, the
+following main functions are available:
+
+@table @code
+
+@item gcry_pk_encrypt 
+Encrypt data using a public key.
+
+@item gcry_pk_decrypt 
+Decrypt data using a private key.
+
+@item gcry_pk_sign 
+Sign data using a private key.
+
+@item gcry_pk_verify
+Verify that a signature matches the data.
+
+@item gcry_pk_testkey
+Perform a consistency over a public or private key.
+
+@item gcry_pk_genkey
+Create a new public/private key pair.
+
+@end table
+
+With the help of the module registration system all these functions
+lookup the module implementing the algorithm and pass the actual work
+to that module.  The parsing of the S-expression input and the
+construction of S-expression for the return values is done by the high
+level code (@file{cipher/pubkey.c}).  Thus the internal interface
+between the algorithm modules and the high level functions passes data
+in a custom format.  The interface to the modules is published
+(@file{gcrypt-modules.h}) so that it can used to register external
+implementations of algorithms with Libgcrypt.  However, for some
+algorithms this module interface is to limited and thus for the
+internal modules an extra interface is sometimes used to convey more
+information.
+
+By default Libgcrypt uses a blinding technique for RSA decryption to
+mitigate real world timing attacks over a network: Instead of using
+the RSA decryption directly, a blinded value @math{y = x r^{e} \bmod n}
+is decrypted and the unblinded value @math{x' = y' r^{-1} \bmod n}
+returned.  The blinding value @math{r} is a random value with the size
+of the modulus @math{n} and generated with @code{GCRY_STRONG_RANDOM}
+random level.
+
+
+
 
 @node Symmetric Encryption Subsystem Architecture
-@section Symmetric Encryption Subsystem Architecturen
+@section Symmetric Encryption Subsystem Architecture
+
+The interface to work with symmetric encryption algorithms is made up
+of functions from the @code{gcry_cipher_} name space.  The
+implementation follows the open-use-close paradigm and uses registered
+algorithm modules for the actual work.  Unless a module implements
+optimized cipher mode implementations, the high level code
+(@file{cipher/cipher.c}) implements the modes and calls the core
+algorithm functions to process each block.
+
+The most important functions are:
+
+@table @code
+
+@item gcry_cipher_open
+Create a new instance to encrypt or decrypt using a specified
+algorithm and mode.
+
+@item gcry_cipher_close
+Release an instance.
+
+@item gcry_cipher_setkey
+Set a key to be used for encryption or decryption. 
+
+@item gcry_cipher_setiv
+Set an initialization vector to be used for encryption or decryption.
+
+@item gcry_cipher_encrypt
+@itemx gcry_cipher_decrypt 
+Encrypt or decrypt data.  These functions may be called with arbitrary
+amounts of data and as often as needed to encrypt or decrypt all data.
+
+@end table
+
+There are also functions to query properties of algorithms or context,
+like block length, key length, map names or to enable features like
+padding methods.
+
 
-TBD.
 
 @node Hashing and MACing Subsystem Architecture
 @section Hashing and MACing Subsystem Architecture
 
-TBD.
+The interface to work with message digests and CRC algorithms is made
+up of functions from the @code{gcry_md_} name space.  The
+implementation follows the open-use-close paradigm and uses registered
+algorithm modules for the actual work.  Although CRC algorithms are
+not considered cryptographic hash algorithms, they share enough
+properties so that it makes sense to handle them in the same way.
+It is possible to use several algorithms at once with one context and
+thus compute them all on the same data.
+
+The most important functions are:
+
+@table @code
+@item gcry_md_open
+Create a new message digest instance and optionally enable one
+algorithm.  A flag may be used to turn the message digest algorithm
+into a HMAC algorithm.
+
+@item gcry_md_enable
+Enable an additional algorithm for the instance.
+
+@item gcry_md_setkey
+Set the key for the MAC.
+
+@item gcry_md_write
+Pass more data for computing the message digest to an instance.
+
+@item gcry_md_putc
+Buffered version of @code{gcry_md_write} implemented as a macro.
+
+@item gcry_md_read
+Finalize the computation of the message digest or HMAC and return the
+result.
+
+@item gcry_md_close
+Release an instance
+
+@item gcry_md_hash_buffer
+Convenience function to directly compute a message digest over a
+memory buffer without the need to create an instance first.
+
+@end table
+
+There are also functions to query properties of algorithms or the
+instance, like enabled algorithms, digest length, map algorithm names.
+it is also possible to reset an instance or to copy the current state
+of an instance at any time.  Debug functions to write the hashed data
+to files are available as well.
+
 
 
 @node Multi-Precision-Integer Subsystem Architecture
 @section Multi-Precision-Integer Subsystem Architecture
 
-TBD.
+The implementation of Libgcrypt's big integer computation code is
+based on an old release of GNU Multi-Precision Library (GMP).  The
+decision not to use the GMP library directly was due to stalled
+development at that time and due to security requirements which could
+not be provided by the code in GMP.  As GMP does, Libgcrypt provides
+high performance assembler implementations of low level code for
+several CPUS to gain much better performance than with a generic C
+implementation.
+
+@noindent
+Major features of Libgcrypt's multi-precision-integer code compared to
+GMP are:
+
+@itemize
+@item 
+Avoidance of stack based allocations to allow protection against
+swapping out of sensitive data and for easy zeroing of sensitive
+intermediate results.
+
+@item
+Optional use of secure memory and tracking of its use so that results
+are also put into secure memory.
+
+@item
+MPIs are identified by a handle (implemented as a pointer) to give
+better control over allocations and to augment them with extra
+properties like opaque data.
+
+@item
+Removal of unnecessary code to reduce complexity.
+
+@item
+Functions specialized for public key cryptography.
+
+@end itemize
+
+
 
 @node Prime-Number-Generator Subsystem Architecture
 @section Prime-Number-Generator Subsystem Architecture
 
-TBD.
+Libgcrypt provides an interface to its prime number generator.  These
+functions make use of the internal prime number generator which is
+required for the generation for public key key pairs.  The plain prime
+checking function is exported as well.
+
+The generation of random prime numbers is based on the Lim and Lee
+algorithm to create practically save primes.@footnote{Chae Hoon Lim
+and Pil Joong Lee. A key recovery attack on discrete log-based shemes
+using a prime order subgroup. In Burton S. Kaliski Jr., editor,
+Advances in Cryptology: Crypto '97, pages 249­-263, Berlin /
+Heidelberg / New York, 1997. Springer-Verlag.  Described on page 260.}
+This algorithm creates a pool of smaller primes, select a few of them
+to create candidate primes of the form @math{2 * p_0 * p_1 * ... * p_n
++ 1}, tests the candidate for primality and permutates the pool until
+a prime has been found.  It is possible to clamp one of the small
+primes to a certain size to help DSA style algorithms.  Because most
+of the small primes in the pool are not used for the resulting prime
+number, they are saved for later use (see @code{save_pool_prime} and
+@code{get_pool_prime} in @file{cipher/primegen.c}).  The prime
+generator optionally supports the finding of an appropriate generator.
+
+@noindent
+The primality test works in three steps:
+
+@enumerate
+@item
+The standard sieve algorithm using the primes up to 4999 is used as a
+quick first check.
+
+@item
+A Fermat test filters out almost all non-primes.
+
+@item
+A 5 round Rabin-Miller test is finally used.  The first round uses a
+witness of 2, whereas the next rounds use a random witness.
+
+@end enumerate
 
 @node Random-Number Subsystem Architecture
 @section Random-Number Subsystem Architecture
 
-TBD.
+Libgcrypt provides 3 levels or random quality: The level
+@code{GCRY_VERY_STRONG_RANDOM} usually used for key generation, the
+level @code{GCRY_STRONG_RANDOM} for all other strong random
+requirements and the function @code{gcry_create_nonce} which is used
+for weaker usages like nonces.  There is also a level
+@code{GCRY_WEAK_RANDOM} which in general maps to
+@code{GCRY_STRONG_RANDOM} except when used with the function
+@code{gcry_mpi_randomize}, where it randomizes an
+multi-precision-integer using the @code{gcry_create_nonce} function.
 
+@noindent
+There are two distinct random generators available: 
 
-@node Helper Subsystems Architecture
-@section Helper Subsystems Architecture
+@itemize
+@item 
+The Continuously Seeded Pseudo Random Number Generator (CSPRNG), which
+is based on the classic GnuPG derived big pool implementation.
+Implemented in @code{random/random-csprng.c} and used by default.
+@item
+A FIPS approved ANSI X9.31 PRNG using AES with a 128 bit key. Implemented in
+@code{random/random-fips.c} and used if Libgcrypt is in FIPS mode.
+@end itemize
+
+@noindent
+Both generators make use of so-called entropy gathering modules:
+
+@table @asis
+@item rndlinux
+Uses the operating system provided
+@file{/dev/random} and @file{/dev/urandom} devices.
+
+@item rndunix
+Runs several operating system commands to collect entropy from sources
+like virtual machine and process statistics.  It is a kind of
+poor-man's @code{/dev/random} implementation. It is not available in
+FIPS mode.
+
+@item rndegd
+Uses the operating system provided Entropy Gathering Daemon (EGD).
+The EGD basically uses the same algorithms as rndunix does.  However
+as a system daemon it keeps on running and thus can serve several
+processes requiring entropy input and does not waste collected entropy
+if the application does not need all the collected entropy. It is not
+available in FIPS mode.
+
+@item rndw32
+Targeted for the Microsoft Windows OS.  It uses certain properties of
+that system and is the only gathering module available for that OS.
+
+@item rndhw
+Extra module to collect additional entropy by utilizing a hardware
+random number generator.  As of now the only supported hardware RNG is
+the Padlock engine of VIA (Centaur) CPUs.  It is not available in FIPS
+mode.
+
+@end table
 
-There are a few smaller subsystems which are mainly used internally by
-Libgcrypt but also available to applications.
 
 @menu
-* S-expression Subsystem Architecture::   Details about the S-expression architecture.
-* Memory Subsystem Architecture::         Details about the memory allocation architecture.
-* Miscellaneous Subsystems Architecture:: Details about other subsystems.
+* CSPRNG Description::      Description of the CSPRNG.
+* FIPS PRNG Description::   Description of the FIPS X9.31 PRNG.
 @end menu
 
-@node S-expression Subsystem Architecture
-@subsection S-expression Subsystem Architecture
 
-TBD.
+@node CSPRNG Description
+@subsection Description of the CSPRNG
+
+This random number generator is loosely modelled after the one
+described in Peter Gutmann's paper: "Software Generation of
+Practically Strong Random Numbers".@footnote{Also described in chapter
+6 of his book "Cryptographic Security Architecture", New York, 2004,
+ISBN 0-387-95387-6.}
+
+A pool of 600 bytes is used and mixed using the core RIPE-MD160 hash
+transform function.  Several extra features are used to make the
+robust against a wide variety of attacks and to protect against
+failures of subsystems.  The state of the generator may be saved to a
+file and initially seed form a file.
+
+Depending on how Libgcrypt was build the generator is able to select
+the best working entropy gathering module.  It makes use of the slow
+and fast collection methods and requires the pool to initially seeded
+form the slow gatherer or a seed file.  An entropy estimation is used
+to mix in enough data from the gather modules before returning the
+actual random output.  Process fork detection and protection is
+implemented.
+
+@c FIXME:  The design and implementaion needs a more verbose description.
+
+The implementation of the nonce generator (for
+@code{gcry_create_nonce}) is a straightforward repeated hash design: A
+28 byte buffer is initially seeded with the PID and the time in
+seconds in the first 20 bytes and with 8 bytes of random taken from
+the @code{GCRY_STRONG_RANDOM} generator.  Random numbers are then
+created by hashing all the 28 bytes with SHA-1 and saving that again
+in the first 20 bytes.  The hash is also returned as result.
+
+
+@node FIPS PRNG Description
+@subsection Description of the FIPS X9.31 PRNG
+
+The core of this deterministic random number generator is implemented
+according to the document ``NIST-Recommended Random Number Generator
+Based on ANSI X9.31 Appendix A.2.4 Using the 3-Key Triple DES and AES
+Algorithms'', dated 2005-01-31.  This implementation uses the AES
+variant.
+
+The generator is based on contexts to utilize the same core functions
+for all random levels as required by the high-level interface.  All
+random generators return their data in 128 bit blocks.  If the caller
+requests less bits, the extra bits are not used.  The key for each
+generator is only set once at the first time a generator context is
+used.  The seed value is set along with the key and again after 1000
+output blocks.
+
+On Unix like systems the @code{GCRY_VERY_STRONG_RANDOM} and
+@code{GCRY_STRONG_RANDOM} generators are keyed and seeded using the
+rndlinux module with the @file{/dev/radnom} device. Thus these
+generators may block until the OS kernel has collected enough entropy.
+When used with Microsoft Windows the rndw32 module is used instead.
+
+The generator used for @code{gcry_create_nonce} is keyed and seeded
+from the @code{GCRY_STRONG_RANDOM} generator.  Thus is may also block
+if the @code{GCRY_STRONG_RANDOM} generator has not yet been used
+before and thus gets initialized on the first use by
+@code{gcry_create_nonce}.  This special treatment is justified by the
+weaker requirements for a nonce generator and to save precious kernel
+entropy for use by the ``real'' random generators.
+
+A self-test facility uses a separate context to check the
+functionality of the core X9.31 functions using a known answers test.
+During runtime each output block is compared to the previous one to
+detect a stucked generator.
+
+The DT value for the generator is made up of the current time down to
+microseconds (if available) and a free running 64 bit counter.  When
+used with the test context the DT value is taken from the context and
+incremented on each use.
+
+
+
+@c @node Helper Subsystems Architecture
+@c @section Helper Subsystems Architecture
+@c 
+@c There are a few smaller subsystems which are mainly used internally by
+@c Libgcrypt but also available to applications.
+@c 
+@c @menu
+@c * S-expression Subsystem Architecture::   Details about the S-expression architecture.
+@c * Memory Subsystem Architecture::         Details about the memory allocation architecture.
+@c * Miscellaneous Subsystems Architecture:: Details about other subsystems.
+@c @end menu
+@c 
+@c @node S-expression Subsystem Architecture
+@c @subsection S-expression Subsystem Architecture
+@c 
+@c Libgcrypt provides an interface to S-expression to create and parse
+@c them.  To use an S-expression with Libgcrypt it needs first be
+@c converted into the internal representation used by Libgcrypt (the type
+@c @code{gcry_sexp_t}).  The conversion functions support a large subset
+@c of the S-expression specification and further fature a printf like
+@c function to convert a list of big integers or other binary data into
+@c an S-expression.
+@c 
+@c Libgcrypt currently implements S-expressions using a tagged linked
+@c list.  However this is not exposed to an application and may be
+@c changed in future releases to reduce overhead when already working
+@c with canonically encoded S-expressions.  Secure memory is supported by
+@c this S-expressions implementation.
+@c 
+@c @node Memory Subsystem Architecture 
+@c @subsection Memory Subsystem Architecture 
+@c 
+@c TBD.
+@c 
+@c 
+@c @node Miscellaneous Subsystems Architecture
+@c @subsection Miscellaneous Subsystems Architecture
+@c 
+@c TBD.
+@c 
+@c 
 
 
-@node Memory Subsystem Architecture 
-@subsection Memory Subsystem Architecture 
 
-TBD.
+@c **********************************************************
+@c *******************  Appendices  *************************
+@c **********************************************************
 
+@c ********************************************
+@node Self-Tests
+@appendix Description of the Self-Tests
 
-@node Miscellaneous Subsystems Architecture
-@subsection Miscellaneous Subsystems Architecture
+In addition to the build time regression test suite, Libgcrypt
+implements self-tests to be performed at runtime.  Which self-tests
+are actually used depends on the mode Libgcrypt is used in.  In
+standard mode a limited set of self-tests is run at the time an
+algorithm is first used.  Note that not all algorithms feature a
+self-test in standard mode.  The @code{GCRYCTL_SELFTEST} control
+command may be used to run all implemented self-tests at any time;
+this will even run more tests than those run in FIPS mode.
 
-TBD.
+If any of the self-tests fails, the library immediately returns an
+error code to the caller.  If Libgcrypt is in FIPS mode the self-tests
+will be performed within the ``Self-Test'' state and any failure puts
+the library into the ``Error'' state.
 
+@c --------------------------------
+@section Power-Up Tests
 
+Power-up tests are only performed if Libgcrypt is in FIPS mode.  
 
+@subsection Symmetric Cipher Algorithm Power-Up Tests
 
+The following symmetric encryption algorithm tests are run during
+power-up:
 
-@c **********************************************************
-@c *******************  Appendices  *************************
-@c **********************************************************
+@table @asis
+@item 3DES
+To test the 3DES 3-key EDE encryption in ECB mode these tests are
+run:
+@enumerate
+@item
+A known answer test is run on a 64 bit test vector processed by 64
+rounds of Single-DES block encryption and decryption using a key
+changed with each round.
+@item
+A known answer test is run on a 64 bit test vector processed by 16
+rounds of 2-key and 3-key Triple-DES block encryption and decryptions
+using a key changed with each round.
+@item
+10 known answer tests using 3-key Triple-DES EDE encryption, comparing
+the ciphertext to the known value, then running a decryption and
+comparing it to the initial plaintext.
+@end enumerate
+(@code{cipher/des.c:selftest})
+
+@item AES-128
+A known answer tests is run using one test vector and one test
+key with AES in ECB mode. (@code{cipher/rijndael.c:selftest_basic_128})
+
+@item AES-192
+A known answer tests is run using one test vector and one test
+key with AES in ECB mode. (@code{cipher/rijndael.c:selftest_basic_192})
+
+@item AES-256
+A known answer tests is run using one test vector and one test key
+with AES in ECB mode. (@code{cipher/rijndael.c:selftest_basic_256})
+@end table
+
+@subsection Hash Algorithm Power-Up Tests
+
+The following hash algorithm tests are run during power-up:
+
+@table @asis
+@item SHA-1
+A known answer test using the string @code{"abc"} is run.
+(@code{cipher/@/sha1.c:@/selftests_sha1})
+@item SHA-224
+A known answer test using the string @code{"abc"} is run.
+(@code{cipher/@/sha256.c:@/selftests_sha224})
+@item SHA-256
+A known answer test using the string @code{"abc"} is run.
+(@code{cipher/@/sha256.c:@/selftests_sha256})
+@item SHA-384
+A known answer test using the string @code{"abc"} is run.
+(@code{cipher/@/sha512.c:@/selftests_sha384})
+@item SHA-512
+A known answer test using the string @code{"abc"} is run.
+(@code{cipher/@/sha512.c:@/selftests_sha512})
+@end table
+
+@subsection MAC Algorithm Power-Up Tests
+
+The following MAC algorithm tests are run during power-up:
+
+@table @asis
+@item HMAC SHA-1
+A known answer test using 9 byte of data and a 64 byte key is run.
+(@code{cipher/hmac-tests.c:selftests_sha1})
+@item HMAC SHA-224
+A known answer test using 28 byte of data and a 4 byte key is run.
+(@code{cipher/hmac-tests.c:selftests_sha224})
+@item HMAC SHA-256
+A known answer test using 28 byte of data and a 4 byte key is run.
+(@code{cipher/hmac-tests.c:selftests_sha256})
+@item HMAC SHA-384
+A known answer test using 28 byte of data and a 4 byte key is run.
+(@code{cipher/hmac-tests.c:selftests_sha384})
+@item HMAC SHA-512
+A known answer test using 28 byte of data and a 4 byte key is run.
+(@code{cipher/hmac-tests.c:selftests_sha512})
+@end table
+
+@subsection Random Number Power-Up Test
+
+The DRNG is tested during power-up this way:
+
+@enumerate
+@item 
+Requesting one block of random using the public interface to check
+general working and the duplicated block detection.
+@item
+3 know answer tests using pre-defined keys, seed and initial DT
+values.  For each test 3 blocks of 16 bytes are requested and compared
+to the expected result.  The DT value is incremented for each block.
+@end enumerate
+
+@subsection Public Key Algorithm Power-Up Tests
+
+The public key algorithms are tested during power-up:
+
+@table @asis
+@item RSA
+A pre-defined 1024 bit RSA key is used and these tests are run
+in turn:
+@enumerate
+@item 
+Conversion of S-expression to internal format. 
+(@code{cipher/@/rsa.c:@/selftests_rsa})
+@item 
+Private key consistency check.
+(@code{cipher/@/rsa.c:@/selftests_rsa})
+@item
+A pre-defined 20 byte value is signed with PKCS#1 padding for SHA-1.
+The result is verified using the public key against the original data
+and against modified data.  (@code{cipher/@/rsa.c:@/selftest_sign_1024})
+@item
+A 1000 bit random value is encrypted and checked that it does not
+match the orginal random value.  The encrtypted result is then
+decrypted and checked that it macthes the original random value.
+(@code{cipher/@/rsa.c:@/selftest_encr_1024})
+@end enumerate
+
+@item DSA
+A pre-defined 1024 bit DSA key is used and these tests are run in turn:
+@enumerate
+@item
+Conversion of S-expression to internal format.
+(@code{cipher/@/dsa.c:@/selftests_dsa})
+@item
+Private key consistency check.
+(@code{cipher/@/dsa.c:@/selftests_dsa})
+@item
+A pre-defined 20 byte value is signed with PKCS#1 padding for
+SHA-1.  The result is verified using the public key against the
+original data and against modified data.
+(@code{cipher/@/dsa.c:@/selftest_sign_1024})
+@end enumerate
+@end table
 
-@node FIPS Restrictions
-@appendix Restrictions in FIPS mode
+@subsection Integrity Power-Up Tests
 
-If Libgcrypt is used FIPS mode these restrictions are effective:
+The integrity of the Libgcrypt is tested during power-up but only if
+checking has been enabled at build time.  The check works by computing
+a HMAC SHA-256 checksum over the file used to load Libgcrypt into
+memory.  That checksum is compared against a checksum stored in a file
+of the same name but with a single dot as a prefix and a suffix of
+@file{.hmac}.
+
+
+@subsection Critical Functions Power-Up Tests
+
+The 3DES weak key detection is tested during power-up by calling the
+detection function with keys taken from a table listening all weak
+keys.  The table itself is protected using a SHA-1 hash.
+(@code{cipher/@/des.c:@/selftest})
+
+
+
+@c --------------------------------
+@section Conditional Tests
+
+The conditional tests are performed if a certain contidion is met.
+This may occur at any time; the library does not necessary enter the
+``Self-Test'' state to run these tests but will transit to the
+``Error'' state if a test failed.
+
+@subsection Key-Pair Generation Tests
+
+After an asymmetric key-pair has been generated, Libgcrypt runs a
+pair-wise consistency tests on the generated key.  On failure the
+generated key is not used, an error code is returned and, if in FIPS
+mode, the library is put into the ``Error'' state.
+
+@table @asis
+@item RSA
+The test uses a random number 64 bits less the size of the modulus as
+plaintext and runs an encryption and decryption operation in turn.  The
+encrypted value is checked to not match the plaintext and the result
+of the decryption is checked to match the plaintext.
+
+A new random number of the same size is generated, signed and verified
+to test the correctness of the signing operation.  As a second signing
+test, the signature is modified by incrementing its value and then
+verified with the expected result that the verification fails.
+(@code{cipher/@/dsa.c:@/test_keys})
+@item DSA
+The test uses a random number of the size of the Q parameter to create
+a signature and then checks that the signature verifies.  As a second
+signing test, the data is modified by incrementing its value and then
+verified against the signature with the expected result that the
+verification fails.  (@code{cipher/@/dsa.c:@/test_keys})
+@end table
+
+
+@subsection Software Load Tests
+
+Loading of extra modules into libgcrypt is disabled in FIPS mode and
+thus no tests are
+implemented. (@code{cipher/@/cipher.c:@/gcry_cipher_register},
+@code{cipher/@/md.c:@/gcry_md_register},
+@code{cipher/@/md.c:@/gcry_pk_register})
+
+
+@subsection Manual Key Entry Tests
+
+A manual key entry feature is not implemented in Libgcrypt.
+
+
+@subsection Continuous RNG Tests
+
+The continuous random number test is only used in FIPS mode.  The RNG
+generates blocks of 128 bit size; the first block generated per
+context is saved in the context and another block is generated to be
+returned to the caller.  Each block is compared against the saved
+block and then stored in the context.  If a duplicated block is
+detected an error is signaled and the libray is put into the
+``Fatal-Error'' state.
+(@code{random/@/random-fips.c:@/x931_aes_driver})
+
+
+
+@c --------------------------------
+@section Application Requested Tests
+
+The application may requests tests at any time by means of the
+@code{GCRYCTL_SELFTEST} control command.  Note that using these tests
+is not FIPS conform: Although Libgcrypt rejects all application
+requests for services while running self-tests, it does not ensure
+that no other operations of Libgcrypt are still being executed.  Thus
+in FIPS mode an application requesting self-tests needs to be
+power-cycle Libgcrypt instead.
+
+When self-tests are requested, Libgcrypt runs all the tests it does
+during power-up as well as a few extra checks as described below.
+
+@subsection Symmetric Cipher Algorithm Tests
+
+The following symmetric encryption algorithm tests are run in addition
+to the power-up tests:
+
+@table @asis
+@item AES-128
+A known answer tests with test vectors taken from NIST SP800-38a and
+using the high level functions is run for block modes CFB and OFB.
+
+@end table
+
+@subsection Hash Algorithm Tests
+
+The following hash algorithm tests are run in addition to the 
+power-up tests:
+
+@table @asis
+@item SHA-1
+@itemx SHA-224
+@itemx SHA-256
+@enumerate
+@item
+A known answer test using a 56 byte string is run.
+@item 
+A known answer test using a string of one million letters "a" is run.
+@end enumerate
+(@code{cipher/@/sha1.c:@/selftests_sha1},
+@code{cipher/@/sha256.c:@/selftests_sha224},
+@code{cipher/@/sha256.c:@/selftests_sha256})
+@item SHA-384
+@item SHA-512
+@enumerate
+@item
+A known answer test using a 112 byte string is run.
+@item 
+A known answer test using a string of one million letters "a" is run.
+@end enumerate
+(@code{cipher/@/sha512.c:@/selftests_sha384},
+@code{cipher/@/sha512.c:@/selftests_sha512})
+@end table
+
+@subsection MAC Algorithm Tests
+
+The following MAC algorithm tests are run in addition to the power-up
+tests:
+
+@table @asis
+@item HMAC SHA-1
+@enumerate
+@item
+A known answer test using 9 byte of data and a 20 byte key is run.
+@item
+A known answer test using 9 byte of data and a 100 byte key is run.
+@item
+A known answer test using 9 byte of data and a 49 byte key is run.
+@end enumerate
+(@code{cipher/hmac-tests.c:selftests_sha1})
+@item HMAC SHA-224
+@itemx HMAC SHA-256
+@itemx HMAC SHA-384
+@itemx HMAC SHA-512
+@enumerate
+@item
+A known answer test using 9 byte of data and a 20 byte key is run.
+@item
+A known answer test using 50 byte of data and a 20 byte key is run.
+@item
+A known answer test using 50 byte of data and a 26 byte key is run.
+@item
+A known answer test using 54 byte of data and a 131 byte key is run.
+@item
+A known answer test using 152 byte of data and a 131 byte key is run.
+@end enumerate
+(@code{cipher/@/hmac-tests.c:@/selftests_sha224},
+@code{cipher/@/hmac-tests.c:@/selftests_sha256},
+@code{cipher/@/hmac-tests.c:@/selftests_sha384},
+@code{cipher/@/hmac-tests.c:@/selftests_sha512})
+@end table
+
+
+@c ********************************************
+@node FIPS Mode
+@appendix Description of the FIPS Mode
+
+This appendix gives detailed information pertaining to the FIPS mode.
+In particular, the changes to the standard mode and the finite state
+machine are described.  The self-tests required in this mode are
+described in the appendix on self-tests.
+
+@c -------------------------------
+@section Restrictions in FIPS Mode
+
+@noindent
+If Libgcrypt is used in FIPS mode these restrictions are effective:
 
 @itemize
+@item
+The cryptographic algorithms are restricted to this list:
+
+@table @asis
+@item GCRY_CIPHER_3DES
+3 key EDE Triple-DES symmetric encryption.
+@item GCRY_CIPHER_AES128
+AES 128 bit symmetric encryption.
+@item GCRY_CIPHER_AES192
+AES 192 bit symmetric encryption.
+@item GCRY_CIPHER_AES256
+AES 256 bit symmetric encryption.
+@item GCRY_MD_SHA1
+SHA-1 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA224
+SHA-224 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA256
+SHA-256 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA384
+SHA-384 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA512
+SHA-512 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA1,GCRY_MD_FLAG_HMAC
+HMAC using a SHA-1 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA224,GCRY_MD_FLAG_HMAC
+HMAC using a SHA-224 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA256,GCRY_MD_FLAG_HMAC
+HMAC using a SHA-256 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA384,GCRY_MD_FLAG_HMAC
+HMAC using a SHA-384 message digest.
+@item GCRY_MD_SHA512,GCRY_MD_FLAG_HMAC
+HMAC using a SHA-512 message digest.
+@item GCRY_PK_RSA
+RSA encryption and signing.         
+@item GCRY_PK_DSA
+DSA signing.
+@end table
+
+Note that the CRC algorithms are not considered cryptographic algorithms
+and thus are in addition available.
+
+@item
+RSA and DSA key generation refuses to create a key with a keysize of
+less than 1024 bits.  
+
+@item
+The @code{transient-key} flag for RSA key generation is ignored.
+
+@item
+Support for the VIA Padlock engine is disabled.
+
+@item 
+FIPS mode may only be used on systems with a /dev/random device.
+Switching into FIPS mode on other systems will fail at runtime.
+
+@item
+Saving and loading a random seed file is not ignored.
+
+@item
+An X9.31 style random number generator is used in place of the
+large-pool-CSPRNG generator.
+
+@item
+The Alternative Public Key Interface (@code{gcry_ac_xxx}) is not
+supported and all API calls return an error.
+
+@item Registration of external modules is not supported.
 
 @item 
-It may only be used on systesm with a /dev/random device.  Swicthing
-into FIPS mode on other systems will fail at runtime.
+Message digest debugging is disabled.
 
+@item
+All debug output related to cryptographic data is suppressed.
+
+@item 
+On-the-fly self-tests are not performed, instead of this self-tests are
+run before entering operational state.
+
+@item
+The function @code{gcry_set_allocation_handler} may not be used.  If it
+is used Libgcrypt will enter the error state.
+
+@item
+A handler set by @code{gcry_set_outofcore_handler} is ignored.
+@item
+A handler set by @code{gcry_set_fatalerror_handler} is ignored.
 
 
 @end itemize
 
 
+@c ********************************************
+@section FIPS Finite State Machine
+
+The FIPS mode of libgcrypt implements a finite state machine (FSM) using
+8 states (@pxref{tbl:fips-states}) and checks at runtime that only valid
+transitions (@pxref{tbl:fips-state-transitions}) may happen.
+
+@float Figure,fig:fips-fsm
+@caption{FIPS mode state diagram}
+@center @image{fips-fsm,150mm,,FIPS FSM Diagram}
+@end float
+
+@float Table,tbl:fips-states
+@caption{FIPS mode states}
+@noindent
+States used by the FIPS FSM:
+@table @asis
+
+@item Power-Off 
+Libgcrypt is not runtime linked to another application.  This usually
+means that the library is not loaded into main memory.  This state is
+documentation only.
+
+@item Power-On
+Libgcrypt is loaded into memory and API calls may be made.  Compiler
+introducted constructor functions may be run.  Note that Libgcrypt does
+not implement any arbitrary constructor functions to be called by the
+operating system
+
+@item Init
+The Libgcrypt initialization functions are performed and the library has
+not yet run any self-test.
+
+@item Self-Test
+Libgcrypt is performing self-tests.               
+
+@item Operational
+Libgcrypt is in the operational state and all interfaces may be used.
+
+@item Error
+Libgrypt is in the error state.  When calling any FIPS relevant
+interfaces they either return an error (@code{GPG_ERR_NOT_OPERATIONAL})
+or put Libgcrypt into the Fatal-Error state and won't return.  
 
+@item Fatal-Error
+Libgcrypt is in a non-recoverable error state and 
+will automatically transit into the  Shutdown state.        
+
+@item Shutdown
+Libgcrypt is about to be terminated and removed from the memory. The
+application may at this point still runing cleanup handlers.
+
+@end table
+@end float
+
+
+@float Table,tbl:fips-state-transitions
+@caption{FIPS mode state transitions}
+@noindent
+The valid state transitions (@pxref{fig:fips-fsm}) are:
+@table @code
+@item 1 
+Power-Off to Power-On is implicitly done by the OS loading Libgcrypt as
+a shared library and having it linked to an application.
+
+@item 2
+Power-On to Init is triggered by the application calling the
+Libgcrypt intialization function @code{gcry_check_version}.
+
+@item 3
+Init to Self-Test is either triggred by a dedicated API call or implicit
+by invoking a libgrypt service conrolled by the FSM.
+
+@item 4 
+Self-Test to Operational is triggered after all self-tests passed
+successfully.  
+
+@item 5
+Operational to Shutdown is an artifical state without any direct action
+in Libgcrypt.  When reaching the Shutdown state the library is
+deinitialized and can't return to any other state again.
+
+@item 6
+Shutdown to Power-off is the process of removing Libgcrypt from the
+computer's memory.  For obvious reasons the Power-Off state can't be
+represented within Libgcrypt and thus this transition is for
+documentation only.
+
+@item 7
+Operational to Error is triggered if Libgcrypt detected an application
+error which can't be returned to the caller but still allows Libgcrypt
+to properly run.  In the Error state all FIPS relevant interfaces return
+an error code.
+
+@item 8
+Error to Shutdown is similar to the Operational to Shutdown transition
+(5).
+
+@item 9
+Error to Fatal-Error is triggred if Libgrypt detects an fatal error
+while already being in Error state.
+
+@item 10
+Fatal-Error to Shutdown is automatically entered by Libgcrypt 
+after having reported the error.
+
+@item 11
+Power-On to Shutdown is an artifical state to document that Libgcrypt
+has not ye been initializaed but the process is about to terminate.
+
+@item 12
+Power-On to Fatal-Error will be triggerd if certain Libgcrypt functions
+are used without having reached the Init state.
+
+@item 13
+Self-Test to Fatal-Error is triggred by severe errors in Libgcrypt while
+running self-tests.
+
+@item 14
+Self-Test to Error is triggred by a failed self-test.
+
+@item 15
+Operational to Fatal-Error is triggred if Libcrypt encountered a
+non-recoverable error.
+
+@item 16
+Operational to Self-Test is triggred if the application requested to run
+the self-tests again.
+
+@item 17
+Error to Self-Test is triggered if the application has requested to run
+self-tests to get to get back into operational state after an error.
+
+@end table
+@end float
 
 @c **********************************************************
 @c *************  Appendices (license etc.)  ****************
@@ -4625,6 +5585,13 @@ into FIPS mode on other systems will fail at runtime.
 
 @include gpl.texi
 
+@node Figures and Tables
+@unnumbered List of Figures and Tables
+
+@listoffloats Figure
+
+@listoffloats Table
+
 @node Concept Index
 @unnumbered Concept Index
 
@@ -4635,8 +5602,18 @@ into FIPS mode on other systems will fail at runtime.
 
 @printindex fn
 
+
+
 @bye
 
+GCRYCTL_SET_RANDOM_DAEMON_SOCKET
+GCRYCTL_USE_RANDOM_DAEMON
+The random damon is still a bit experimental, thus we do not document
+them.  Note that they should be used during initialization and that
+these functions are not really thread safe.
+
+
+
 
 @c  LocalWords:  int HD