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Hardwarekey als zweiter Faktor — Konzept und Übernahme

Stand: Deploymentcenter 2.9.3, 21. September 2026

Dieses Dokument beschreibt die Hardwarekey-Anmeldung so, wie sie im Deploymentcenter läuft, und zwar mit dem Ziel, sie in einem anderen Projekt gleichwertig nachzubauen. Es ist bewusst konzeptlastig: Der PHP-Code ist die Referenz, nicht der Kern. Der Kern sind die Entscheidungen.

Es deckt zwei Ebenen ab, und die zweite ist die, die man zuerst übersieht:

1. Die Zeremonie (§2–§7): die Dinge, die wie eine Prüfung aussehen und keine sind, und was stattdessen trägt.
2. Die Wege daneben (§12): ein zweiter Anmeldepfad, der den Faktor nicht kannte; eine Prüfung, die bei Datenbankfehlern stillschweigend abschaltete; eine übernommene Sitzung, die die Anmeldemittel ändern durfte.

Dazu §13 (welche Entscheidung welche Zertifizierungsanforderung erfüllt) und §14 (wie man Eigenschaften belegt, die sich nicht unit-testen lassen).

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1. Was das Verfahren leistet — und was nicht

Leistet: Nach dem Passwort verlangt die Anmeldung einen Gegenstand, der physisch vorliegen muss. Es ist beweisbar, dass der private Schlüssel in einem Sicherheitselement entstanden ist und es nie verlassen hat. Die Anmeldung ist an die Adresse gebunden (RP-ID), also phishing-resistent: Eine nachgebaute Seite bekommt keine gültige Signatur, weil der Browser die echte Herkunft in die signierten Daten schreibt.

Leistet nicht:

• Keine Prüfung bei der Anmeldung. Attestation gibt es im Standard nur bei der Registrierung. Die Aussage lautet: „Dieser Schlüssel ist nachweislich in Hardware entstanden" — und sie trägt danach, weil der private Teil diese Hardware nicht verlassen kann. Bei jeder späteren Anmeldung wird nur noch die Signatur gegen den gespeicherten öffentlichen Schlüssel geprüft.
• Kein Schutz gegen einen kompromittierten Client. Wer den Browser kontrolliert, kann eine echte Zeremonie gegen einen echten Schlüssel auslösen. Dagegen hilft Attestation nicht und soll es nicht.
• Keine Aussage über den Menschen. userVerification steht hier auf discouraged, es wird also keine PIN und kein Fingerabdruck verlangt. Wer den Schlüssel in der Hand hat, kommt hinein. Siehe §8.

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2. Die drei Fallen

Das ist der wichtigste Abschnitt. Alle drei waren in der ersten Fassung (2.9.0) vorhanden und wurden erst im Betrieb als wirkungslos erkannt.

2.1 authenticatorAttachment: "cross-platform" ist keine Prüfung

authenticatorSelection: { authenticatorAttachment: 'cross-platform' }

Liest sich wie „nur angesteckte Hardware". Steuert aber nur, was der Browser dem Benutzer anbietet. Ein Passwortverwalter meldet sich ebenfalls als cross-platform und kommt anstandslos durch. Die Angabe darf drinbleiben — sie verbessert die Auswahl —, aber sie sichert nichts zu.

2.2 response.authenticatorAttachment ist wertlos

Das Feld setzt der Client. Der Client ist genau die Instanz, gegen die serverseitig nichts zu beweisen ist. Wer darauf eine Regel stützt, hat eine Regel, die der Angreifer selbst ausfüllt.

2.3 Ein x5c allein beweist nichts

Der verführerischste Fehler. „Es ist ein Zertifikat dabei, also ist es Hardware" — nein. Jeder Authenticator kann sich selbst eines ausstellen.

Dieser Fall wurde gegen den fertigen Server gefahren, mit:

• eigenem EC-Schlüsselpaar,
• selbst ausgestelltem Zertifikat, Betreff CN=Yubico U2F EE Serial 99999999, O=Yubico AB, OU=Authenticator Attestation,
• der AAGUID eines echten YubiKey 5 NFC — in authData und in der Zertifikatserweiterung 1.3.6.1.4.1.45724.1.1.4,
• einer kryptografisch einwandfreien ES256-Signatur über authData || SHA256(clientDataJSON).

Antwort: „Die Zertifikatskette endet nicht bei einer hinterlegten Herstellerwurzel." Abgelehnt an der Kette, nicht an der Signatur. Genau das ist die Probe, die eine Umsetzung bestehen muss. Kommt die Ablehnung wegen der Signatur, hat der Test sich selbst falsch gebaut und beweist nichts.

Die einzige Eigenschaft, die Software nicht herstellen kann, ist eine Kette bis zu einer Wurzel, deren privaten Schlüssel der Hersteller hat. Alles andere ist abschreibbar.

2.4 Und die Wege NEBEN der Zeremonie

Die drei Fallen oben sind Fallen innerhalb der Zeremonie. Eine Sicherheitsbegutachtung am 21.09.2026 fand die schwerere Klasse: Die Zeremonie war korrekt, der zweite Faktor trotzdem umgehbar — daneben. Ausführlich in §12; in einem Satz:

Ein zweiter Faktor ist nur so stark wie der schwächste Weg zum Konto, und Sitzungen, die aus ihm entstehen, erben seinen Schutz nicht.

Wer §5 umsetzt und §12 überspringt, hat eine einwandfreie Zeremonie mit einer Tür daneben.

2.5 Und die AAGUID?

Eine AAGUID ist eine Behauptung im Datenstrom. Als alleiniges Kriterium wertlos. Sinnvoll erst zusätzlich zur Wurzelprüfung — und dann muss die AAGUID aus authData gegen die im Zertifikat gegengeprüft werden, sonst filtert man wieder nach einer Behauptung.

Empfehlung: Modellliste leer lassen. Hersteller vergeben neuen Firmwareständen neue AAGUIDs. Eine gepflegte Liste ist eine Liste, die irgendwann einen echten Schlüssel abweist.

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3. Datenmodell

CREATE TABLE user_credentials (
  id            INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  user_id       INT NOT NULL,
  credential_id VARBINARY(255) NOT NULL,   -- roh vom Authenticator
  public_key    TEXT NOT NULL,             -- PEM, nicht COSE (siehe unten)
  alg           INT NOT NULL DEFAULT -7,   -- -7 = ES256, -257 = RS256
  sign_count    BIGINT UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0,
  aaguid        VARBINARY(16) NULL,
  attested      TINYINT(1) NOT NULL DEFAULT 0,   -- <- einzige Entscheidungsspalte
  attestation_fmt  VARCHAR(32)  NULL,
  attestation_ca   VARCHAR(190) NULL,
  attestation_root VARCHAR(190) NULL,
  transports    VARCHAR(128) NULL,
  label         VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT 'Hardwarekey',
  created_at    DATETIME NOT NULL,
  last_used_at  DATETIME NULL,
  UNIQUE KEY ux_credential_id (credential_id),
  KEY ix_credential_user (user_id)
);

Vier Entscheidungen, die man sonst zweimal trifft:

Feld	Warum so
public_key als PEM	Geprüft wird mit openssl_verify(), das ein PEM will. Die Wandlung COSE→PEM einmal bei der Aufnahme zu bezahlen ist billiger als bei jeder Anmeldung.
alg gespeichert	Ließe sich aus dem PEM herleiten. Die Prüfung soll aber nicht davon abhängen, dass das Herleiten richtig geraten hat.
credential_id UNIQUE global	Die Kennung ist geräteweit eindeutig. Ohne UNIQUE landet derselbe Schlüssel an zwei Konten.
attested als einzige Entscheidungsspalte	Die drei Textspalten kommen aus einem Zertifikat, also von außen. Sie taugen zur Anzeige, nicht als Vergleichsgrundlage im Code. Das Bit hat der Server selbst gesetzt.

Dazu am Benutzer: recovery_hash, recovery_created_at, recovery_used_at für den Notfalltoken (§7).

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4. Ablauf

Registrierung (verlangt bestehende Anmeldung + CSRF)

Browser                          Server
   |-- POST ?action=register_options ------------>|
   |                                   erzeugt 32 Byte challenge,
   |                                   legt sie in die Sitzung
   |<-- publicKey{ challenge, rp, user,           |
   |              pubKeyCredParams, attestation,  |
   |              excludeCredentials }            |
   |                                              |
   |  navigator.credentials.create()              |
   |                                              |
   |-- POST ?action=register_verify ------------->|
   |   { clientDataJSON, attestationObject }      |
   |                                   1. clientData prüfen
   |                                   2. authData zerlegen
   |                                   3. Attestation prüfen  <- §5
   |                                   4. Regel anwenden      <- §6
   |<-- { attested, root, aaguid }                |

Anmeldung (zweite Stufe, noch niemand angemeldet)

Der Zwischenzustand ist wichtig: Nach richtigem Passwort steht in der Sitzung nur pending_user_id — isLoggedIn() bleibt false. Erst der zweite Faktor macht daraus eine Anmeldung. Wer hier eine „halbe" Anmeldung baut, hat die Sicherheitslücke schon eingebaut.

const PENDING_TIMEOUT = 300;   // Zwischenzustand verfällt nach 5 Minuten

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5. Der Kern: Attestationsprüfung

Reihenfolge ist nicht beliebig. Erst die Signatur, dann die Kette — nur so lässt sich später unterscheiden, ob ein Schlüssel kaputt oder bloß nicht zugelassen ist.

public static function inspect(
    array $attestationObject,   // CBOR-dekodiert
    string $authDataRaw,
    string $clientDataJson,
    ?string $aaguidFromAuthData,
    array $trustedRoots         // PEM je Wurzel
): array {
    $format = $attestationObject['fmt'] ?? 'unbekannt';
    $stmt   = $attestationObject['attStmt'] ?? [];

    // "none": Passwortverwalter, eingebaute Passkeys. Keine Behauptung.
    if ($format === 'none' || $stmt === []) {
        return ['attested' => false,
                'reason' => 'Der Authenticator hat keine Attestation mitgeschickt.'];
    }

    $chain = $stmt['x5c'] ?? null;

    // "self attestation": beweist, dass der Schlüssel zu sich selbst passt.
    // Über Hardware sagt das nichts.
    if (!is_array($chain) || $chain === []) {
        return ['attested' => false,
                'reason' => 'Die Attestation ist selbst unterschrieben.'];
    }

    $leafPem = self::derToPem($chain[0]);
    $parsed  = openssl_x509_parse($leafPem);

    self::checkValidity($parsed);                       // abgelaufen?

    $clientDataHash = hash('sha256', $clientDataJson, true);

    if ($format === 'packed') {                         // CTAP2, Normalfall
        self::verifyPacked($leafPem, $stmt['sig'],
                           $authDataRaw . $clientDataHash, $stmt);
        self::checkAaguidExtension($parsed, $aaguidFromAuthData);
    } elseif ($format === 'fido-u2f') {                 // CTAP1, ältere Keys
        self::verifyU2f($leafPem, $stmt['sig'], $authDataRaw, $clientDataHash);
    } else {
        // tpm, android-key, apple: nicht umgesetzt. Ablehnen ist ehrlicher
        // als durchwinken — ein ungeprüftes Format als "geprüft" zu führen
        // wäre genau der Fehler, den diese Klasse behebt.
        throw new \RuntimeException("Format \"$format\" wird hier nicht geprüft.");
    }

    $root = self::chainVerifies($chain, $trustedRoots); // <- die Aussage
    if ($root === null) {
        throw new \RuntimeException(
            'Die Zertifikatskette endet nicht bei einer hinterlegten Herstellerwurzel.');
    }

    return ['attested' => true, 'root' => $root, 'format' => $format];
}

5.1 Kettenprüfung — gegen eigene Wurzeln

private static function chainVerifies(array $derChain, array $trustedRoots): ?string
{
    if ($trustedRoots === []) {
        throw new \RuntimeException('Keine Herstellerwurzeln hinterlegt.');
    }

    $intermediates = array_map([self::class, 'derToPem'], array_slice($derChain, 1));
    $current = self::derToPem($derChain[0]);

    for ($step = 0; $step < 6; $step++) {
        foreach ($trustedRoots as $rootPem) {
            if (self::signedBy($current, $rootPem)) {
                return self::describe(openssl_x509_parse($rootPem));
            }
        }
        $next = null;
        foreach ($intermediates as $i => $kandidat) {
            if (self::signedBy($current, $kandidat)) {
                $next = $kandidat; unset($intermediates[$i]); break;
            }
        }
        if ($next === null) { return null; }
        self::checkValidity(openssl_x509_parse($next));
        $current = $next;
    }
    return null;
}

private static function signedBy(string $certPem, string $issuerPem): bool
{
    $key = openssl_pkey_get_public($issuerPem);
    return $key !== false && openssl_x509_verify($certPem, $key) === 1;
}

Nicht openssl_x509_checkpurpose() benutzen. Dessen Wurzelspeicher ist der des Betriebssystems, und dort steht die Web-PKI — also genau die falsche Menge. Eine Attestationskette soll bei einem Hersteller enden und nirgends sonst.

5.2 fido-u2f — anderes signiertes Material

Ältere Schlüssel über CTAP1 signieren nicht authData, sondern:

0x00 | rpIdHash | clientDataHash | credentialId | 0x04 | x | y

Erbe aus der Zeit vor WebAuthn. Wer das Format weglässt, weist ältere Hardware ab. U2F kennt nur ES256, und die AAGUID ist dort immer Null — eine Modellliste greift für diese Geräte also grundsätzlich nicht.

5.3 Klonerkennung

if (!($storedSignCount === 0 && $neuerZaehler === 0)
    && $neuerZaehler <= $storedSignCount) {
    throw new \RuntimeException('Zähler nicht gestiegen — möglicherweise ein Duplikat.');
}

Die Ausnahme ist notwendig: Ein Teil der Hardware führt den Zähler gar nicht und meldet konstant 0. „Zählt nicht" darf nicht wie „geklont" aussehen.

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6. Die Regel — drei Stufen, nicht ein Schalter

Stufe	Aufnahme	Anmeldung	attestation in den Vorgaben
off	jeder	alle	none
register	nur nachgewiesen	alle	direct
strict	nur nachgewiesen	nur nachgewiesene	direct

Warum die Mittelstufe zwingend ist: Bei attestation: "none" ersetzt der Browser die AAGUID durch 16 Nullbytes, bevor der Server sie sieht. Alle vor der Umstellung registrierten Schlüssel haben daher keine Herkunft — auch echte Yubikeys. Ein einzelner Schalter sperrt in dem Moment, in dem man ihn umlegt, den eigenen Zugang aus.

Der Übergang nach strict muss bewacht sein:

public function blockingReason(string $desiredLevel, int $actingUserId): ?string
{
    if ($desiredLevel !== self::STRICT) { return null; }

    $stmt = $this->db->prepare(
        'SELECT COUNT(*) FROM user_credentials WHERE user_id = :u AND attested = 1');
    $stmt->execute([':u' => $actingUserId]);
    if ((int)$stmt->fetchColumn() > 0) { return null; }

    return 'Kein nachgewiesener Schlüssel am eigenen Konto. '
         . '"strict" würde die eigene Anmeldung sperren.';
}

Eine Einstellung, die sich selbst aussperrt, ist keine Einstellung, sondern eine Falle.

Und die Regel zweimal prüfen. allowCredentials ist eine Vorgabe an den Browser, keine Zusage des Clients:

// login_options: filtert die Auswahl
$ids = $repo->rawIdsForUser($userId, $policy->appliesToLogin());

// login_verify: entscheidet wirklich
if ($policy->appliesToLogin() && (int)$credential['attested'] !== 1) {
    Auth::recordSecondFactorFailure($db, 'not_attested');
    Http::fail(403, 'not_attested', '...');
}

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7. Ersatzweg: der Notfalltoken

Ohne ihn ist ein verlorener Schlüssel ein verlorenes Konto.

• Nur der Hash in der Datenbank, Klartext genau einmal bei der Erzeugung sichtbar.
• Einmalgebrauch, Hash wird beim Verbrauch geleert.
• recovery_used_at bleibt stehen: Ohne diese Spur sieht „keiner hinterlegt" genauso aus wie „es gab nie einen", während es in Wahrheit heißt: jemand hat ihn benutzt.
• Alphabet ohne 0/O und 1/I, Gruppen zu vier Zeichen — er wird abgeschrieben und vorgelesen.
• Läuft als gewöhnliches Formular, nicht über JavaScript. Ein Ersatzweg mit denselben Voraussetzungen wie der Hauptweg ist keiner.

Der Notfalltoken gilt unabhängig von der Regel. Das ist Absicht: Er ist der Weg zurück aus einer Fehlkonfiguration.

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8. Bewusst offene Punkte

Punkt	Stand	Wenn das Zielprojekt mehr braucht
userVerification	discouraged — keine PIN	Auf required stellen; verlangt dann PIN/Biometrie am Schlüssel und prüft das UV-Bit in authData.
FIDO Metadata Service	nicht angebunden	Kanonischer Weg zu „jede zertifizierte Hardware". Signierter JWT-Abruf mit Auffrischung — eine laufende Außenabhängigkeit in der Anmeldestrecke.
tpm / apple	abgelehnt	Windows Hello und Secure Enclave sind hardwaregestützt, sitzen aber im selben Gerät wie der erste Faktor.
Enterprise Attestation	nein	Liefert eine geräteindividuelle Kennung. Braucht Browser-Richtlinien auf verwalteten Rechnern.

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9. Portierung in ein anderes Projekt

9.1 Was sprachunabhängig ist

Alles in §2 bis §7. Die Fallen, die Reihenfolge der Prüfungen, das Datenmodell, die drei Stufen, der Notfalltoken.

9.2 Was zu ersetzen ist

PHP	Entsprechung .NET	Entsprechung Node
openssl_x509_parse	X509Certificate2	crypto.X509Certificate
openssl_x509_verify($c,$k)	X509Certificate2.Verify() bzw. Signaturprüfung über X509Chain mit eigenem CustomTrustStore	cert.verify(publicKey)
openssl_verify	ECDsa.VerifyData / RSA.VerifyData	crypto.verify
eigener CBOR-Leser	PeterO.Cbor	cbor

.NET-Hinweis: Für die Kettenprüfung X509ChainPolicy.TrustMode = CustomRootTrust setzen und die Herstellerwurzeln in CustomTrustStore legen. Ohne das prüft .NET gegen den Betriebssystemspeicher — derselbe Fehler wie openssl_x509_checkpurpose().

9.3 Wurzelzertifikate

Yubico veröffentlicht sie unter https://developers.yubico.com/PKI/yubico-ca-certs.txt. Für WebAuthn sind drei relevant:

• Yubico U2F Root CA Serial 457200631 (2014) — YubiKey 4 und 5
• Yubico FIDO Root CA Serial 450203556 (2024)
• Yubico Attestation Root 1 (2024-12)

Die dort ebenfalls veröffentlichten Wurzeln für PIV und OpenPGP gehören nicht dazu — sie signieren anderes und vergrößerten nur die Menge des Akzeptierten.

Andere Hersteller (SoloKeys, Nitrokey, Feitian, Token2) brauchen ihre eigenen Wurzeln. Fehlen sie, wird echte Hardware abgewiesen — das ist eine Konfigurationslücke, kein Urteil über das Gerät.

9.4 RP-ID

Ein registrierter Schlüssel gilt nur für die Kennung, unter der er aufgenommen wurde. Test- und Produktivinstanz brauchen je eine eigene Registrierung. Das ist kein Mangel, sondern der Kern des Verfahrens — genau deshalb läuft ein Anmeldeversuch auf einer nachgebauten Seite ins Leere.

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10. Prüfliste für die Übernahme

Eine Umsetzung gilt erst als fertig, wenn alle Punkte belegt sind:

• Ein echter Hardwarekey wird aufgenommen und zeigt die erreichte Wurzel
• Ein Passwortverwalter-Passkey (fmt: none) wird abgewiesen
• Ein selbst ausgestelltes Zertifikat mit gültiger Signatur und abgeschriebener AAGUID wird abgewiesen — an der KETTE, nicht an der Signatur (§2.3; ohne diesen Nachweis ist nichts belegt)
• Zwischenzustand: isLoggedIn() bleibt nach richtigem Passwort false
• Zwischenzustand verfällt nach 5 Minuten
• Zähler-Rückschritt wird erkannt, beide-Null bleibt erlaubt
• Notfalltoken funktioniert ohne JavaScript und ist danach verbraucht
• strict lässt sich nicht einschalten, solange kein nachgewiesener Schlüssel am eigenen Konto hängt
• Ein Konto zu löschen entfernt seine Credential-Zeilen (sonst ist der Schlüssel wegen UNIQUE dauerhaft verbrannt)
• Fehlermeldungen kommen beim Benutzer lesbar an

Und die Wege daneben (§12) — ohne diese ist die Zeremonie eine Tür neben einer offenen:

• Jeder Anmeldepfad prüft den zweiten Faktor. Zählen Sie sie auf; was Sie nicht vollständig aufschreiben können, ist der Befund
• Kein catch (\Throwable) in einem Authentifizierungspfad, der auf „kein Faktor" oder „nicht gesperrt" zurückfällt
• Änderungen an den Anmeldemitteln verlangen eine frische Authentifizierung
• Ein Passwortwechsel beendet die übrigen Sitzungen des Kontos
• Leerlauf sperrt (ein Faktor genügt zum Öffnen), Absolutgrenze beendet
• rpId/origin stammen aus der Konfiguration, nicht aus dem Host-Header — und eine Anzeige sagt vorher, ob sie gesetzt sind
• Der Notfalltoken altert; das Alter wird nach dem Hashvergleich geprüft
• Anmeldefehler sind ununterscheidbar (falscher Name, falsches Passwort, gesperrt, deaktiviert)
• Eine Diagnose meldet vor dem Anmelden, ob der Anker gesetzt ist und ob er zur tatsächlichen Adresse passt (§12.6)
• Sitzungen aus der Zeit vor der Generations-Migration gelten weiter (§12.4) — sonst wirft die Einführung jeden Angemeldeten hinaus
• Die negativen Tests prüfen den Ablehnungsgrund, nicht nur die Ablehnung (§14.1)

Der letzte Punkt steht nicht aus Höflichkeit dort: Genau hier hatte diese Umsetzung einen Fehler. Die API verpackt Fehler als { error: { code, message } }, das JavaScript las data.message || data.error — und zeigte [object Object] an, ausgerechnet dort, wo die Begründung der Ablehnung stehen sollte.

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11. Referenzdateien im Deploymentcenter

Datei	Inhalt
src/Core/Webauthn/Attestation.php	Attestationsprüfung, Kette, AAGUID-Gegenprobe
src/Core/Webauthn/HardwarePolicy.php	Die drei Stufen, Modellliste, Bewachung
src/Core/Webauthn/WebauthnServer.php	Die beiden Zeremonien
src/Core/Webauthn/CoseKey.php	COSE → DER/PEM, von Hand
src/Core/Webauthn/Cbor.php	CBOR-Leser, nur so groß wie nötig
src/Core/Webauthn/CredentialRepo.php	Schlüssel und Notfalltoken
src/Core/Webauthn/roots/yubico.pem	Die drei Wurzeln
public/api/auth/v1/index.php	Die vier Aktionen
public/login.php	Zweite Stufe, Notfalltoken und Sperrbildschirm (§12.8)
public/api/health.php	Ankerdiagnose checks.webauthn_anchor (§12.6)
sql/migrations/019_*.sql, 021_*.sql	Datenmodell des Schlüssels
sql/migrations/022_*.sql	session_epoch (§12.4)
tests/e2e/suite_hardware.py	Gruppen hardware und haertung, ohne Krypto-Bibliothek
docs/UPGRADE.md §17–§19	Einführung, Verschärfung, Härtung im Betrieb

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12. Die Wege neben der Zeremonie

Alles hier stammt aus einer Begutachtung des fertigen Verfahrens. Die Kryptographie musste dafür nicht angefasst werden — sie war in Ordnung. Jeder Punkt ist unabhängig von der Sprache und gilt im Zielprojekt genauso.

12.1 Jeder Anmeldeweg muss den Faktor kennen

Das Deploymentcenter hat neben dem WebUI eine zweite Anmeldung für Erstinstallationen. Sie prüfte ein TOTP-Feld, das kein Anmeldeweg auswertet — und nicht die Tabelle, in der der tatsächlich umgesetzte zweite Faktor liegt. Wer ein Administratorpasswort hatte, bekam dort ohne Hardwarekey ein gültiges Token.

if (!empty($user['totp_secret']) || Auth::secondFactorRequired($db, (int)$user['id'])) {
    Http::fail(403, 'second_factor_required', '...');
}
if (Auth::roleOf($user) !== 'installer') {
    Http::fail(403, 'installer_account_required', '...');
}

Prüffrage fürs Zielprojekt: Zählen Sie alle Stellen auf, an denen ein Passwort gegen ein Konto geprüft wird. Jede einzelne muss den zweiten Faktor kennen oder das Konto ablehnen. Eine Liste, die Sie nicht vollständig aufschreiben können, ist der Befund.

Und die Trennung symmetrisch: Der Docblock behauptete seit jeher, dieser Weg sei „für Installationskonten gedacht" — erzwungen hat das nichts. Der umgekehrte Fall war dagegen geprüft. Eine Trennung, die nur in eine Richtung wirkt, ist eine Notiz, keine Trennung.

12.2 Authentifizierung muss geschlossen scheitern

} catch (\PDOException $e) {
    if ($e->getCode() === '42S02' || $e->getCode() === '42S22') {
        return false;                  // Migration steht aus - bekannt, harmlos
    }
    throw $e;                          // alles andere: abbrechen
}

Vorher stand dort catch (\Throwable) mit return false. Begründet war das mit einer fehlenden Tabelle vor der Migration — gefangen wurden aber auch Verbindungsabbrüche, Lock-Timeouts, „too many connections" und entzogene Rechte. Jeder davon schaltete still für alle Konten auf Passwort-allein zurück, und dieselbe Bauart hob bei lockoutSeconds() gleichzeitig den Brute-Force-Schutz auf.

Die Regel: In einem Authentifizierungspfad darf ein catch nur die Fehler schlucken, die Sie benennen können. Lieber keine Anmeldung als eine ohne zweiten Faktor.

12.3 Die Sitzung erbt den Schutz nicht

Ein Hardwarekey schützt die Anmeldung. Er schützt nicht die Sitzung, die daraus entsteht. Solange eine übernommene Sitzung die Anmeldemittel ändern darf, ist er gegen genau den Fall wirkungslos, gegen den er gedacht ist:

• eigenen Schlüssel registrieren → dauerhafter Zugang, fällt niemandem auf
• Notfalltoken ausstellen → Ersatzweg in fremder Hand
• Regel abschalten → zweiter Faktor anlagenweit weg

Diese Aktionen brauchen eine Authentifizierung aus den letzten Minuten („sudo mode"). Im Deploymentcenter sind das zehn Minuten und ein Bildschirm — derselbe, den auch der Leerlauf benutzt. Zwei Formulare, die beide ein Passwort prüfen, laufen mit der Zeit auseinander.

12.4 Ein Passwortwechsel muss fremde Sitzungen beenden

Sonst lässt er genau den drin, dessentwegen man ihn vornimmt. PHP führt keinen Index „alle Sitzungen des Kontos X"; eine Zählergeneration löst es mit einer Spalte:

ALTER TABLE users ADD COLUMN session_epoch INT NOT NULL DEFAULT 0;

Die Sitzung merkt sich den Stand beim Anmelden, jede Anfrage vergleicht, der Wechsel erhöht. Die eigene Sitzung übernimmt den neuen Stand — wer sein Passwort ändert, soll sich nicht selbst hinauswerfen. Ein Zähler, keine Uhr: kein Zeitzonen- und kein Gleichstandsproblem.

Die Rollout-Falle: Sitzungen, die vor der Migration entstanden sind, tragen den Wert gar nicht. Wer sie als ungültig behandelt, wirft im Moment der Einführung jeden Angemeldeten hinaus — und eine Sicherheitsverbesserung, die das tut, wird beim nächsten Mal abgeschaltet. Fehlt der Wert, gilt die Sitzung weiter:

if (!isset($_SESSION['dc_session_epoch'])) {
    return true;          // aus der Zeit vor der Migration
}

Die Lücke schließt sich von selbst: Jede neue Anmeldung trägt den Stand ein.

12.5 Leerlauf: sperren, nicht beenden

AAL2 verlangt erneute Authentifizierung nach 30 Minuten Untätigkeit und lässt zur Reaktivierung einen Faktor genügen. Wer stattdessen die volle Anmeldung erzwingt, erzieht dazu, den Schlüssel steckend liegen zu lassen — und dann ist der zweite Faktor keiner mehr. Eine Regel, die zur Umgehung erzieht, ist schlechter als eine mildere, die eingehalten wird.

Eine gesperrte Sitzung darf sich außerdem nicht selbst verlängern, sonst hält ein offener Tab mit Hintergrundabrufen die Sperre ewig auf.

12.6 Der Anker darf nicht vom Aufrufer kommen

rpId und expectedOrigin aus dem Host-Header abzuleiten heißt, den Maßstab der Prüfung vom Geprüften setzen zu lassen. Fest konfigurieren, und bei fehlender Konfiguration werfen statt raten.

Damit tauschen Sie aber eine stille Schwäche gegen eine stille Aussperrung: Ohne den Wert nimmt die Anlage keinen Hardwarekey mehr an, und gemerkt wird das beim nächsten Anmeldeversuch. Es braucht also eine Diagnose, die das vorher sichtbar macht — im Deploymentcenter unter /api/health → checks.webauthn_anchor.

Und diese Diagnose muss vergleichen, nicht nur nachsehen. Die erste Fassung meldete, ob ein Wert gesetzt ist. Das beantwortet die Frage nicht: Ein Tippfehler in der Adresse weist den Schlüssel genauso ab wie ein fehlender Wert, weil der Browser den echten Ursprung in clientDataJSON einträgt und der zu expectedOrigin passen muss.

$erwarteterHost     = parse_url($appUrl, PHP_URL_HOST);
$tatsaechlicherHost = explode(':', $_SERVER['HTTP_HOST'] ?? '')[0];

$checks['webauthn_anchor'] = [
    'ok'              => $gesetzt && $passt,
    'configured'      => $gesetzt,
    'matches_request' => $passt,
];

Dass hier der Host-Header herangezogen wird, ist unbedenklich: Es ist eine Diagnose, keine Entscheidung. Wer ihn fälscht, erzeugt eine falsche Warnung und sonst nichts — während die Zeremonie ihn unverändert ignoriert. Die Unterscheidung lohnt sich zu merken: Derselbe Wert darf an der einen Stelle verboten und an der anderen nützlich sein, solange klar ist, welche von beiden etwas entscheidet.

12.7 Kleinigkeiten mit Hebelwirkung

• Fehlermeldungen am Login vereinheitlichen. Gesperrt wird nur, was existiert; eine eigene Meldung „Konto gesperrt" hebt jede sorgfältige Laufzeitangleichung wieder auf. Die Wartezeit darf darin stehen, der Grund nicht. Die IP-Sperre darf benannt werden — sie sagt nichts über ein Konto.
• Drosselung auf den Anmeldepfaden. Kontosperren greifen erst nach N Versuchen; bis dahin darf sonst beliebig schnell geraten werden.
• session.use_strict_mode. PHP-Vorgabe ist aus — der Server übernimmt jede vom Client erfundene Sitzungskennung.
• CSRF-Token bei der Anmeldung verwerfen. Es liegt in der Session und überlebt session_regenerate_id() sonst.
• Notfalltoken altern lassen. Ein Zettel im Schrank altert; ein Token ohne Ablauf nicht. Alter nach dem Hashvergleich prüfen, sonst verrät die Antwortzeit, ob einer existiert.
• Sperren auch auf der zweiten Stufe. Sonst ist der Zwischenzustand zwischen Passwort und Faktor die Stelle, an der unbegrenzt geraten werden darf — also die schwächste, obwohl sie die stärkere sein soll.

12.8 Ein Bildschirm für Leerlauf und Bestätigung

§12.3 und §12.5 verlangen dasselbe: „bitte noch einmal das Passwort". Es liegt nahe, dafür zwei Dinge zu bauen — einen Sperrbildschirm für den Leerlauf und ein Bestätigungsformular für heikle Aktionen. Tun Sie es nicht. Zwei Stellen, die beide Passwörter prüfen, laufen mit der Zeit auseinander, und beim Prüfen von Passwörtern ist das die teuerste Art von Duplikat.

Der Trick ist, den Leerlauf-Zustand willentlich herbeizuführen:

// Bei Leerlauf: sperren statt vernichten
if (($now - $lastSeen) > self::IDLE_TIMEOUT) {
    $_SESSION['dc_locked'] = true;
    return;
}

// Vor einer heiklen Aktion: denselben Zustand herstellen
public static function lockForReauth(): void
{
    $_SESSION['dc_locked'] = true;
    unset($_SESSION['dc_reauth_at']);
}

Die ganze Wirkung hängt dann an einer Zeile in isLoggedIn():

if (!empty($_SESSION['dc_locked'])) {
    return false;     // eine gesperrte Sitzung ist keine Anmeldung
}

Jede Stelle, die bisher isLoggedIn() gefragt hat — WebUI, API, Endpunkte — bekommt damit ohne eigenes Zutun die richtige Antwort. Sie müssen nichts aufzählen, und deshalb können Sie auch nichts vergessen.

Zwei Feinheiten, die sonst beißen:

• Die Weiterleitung muss unterscheiden. Eine gesperrte Sitzung gehört auf den Sperrbildschirm (Passwort genügt), eine fehlende auf die Anmeldung (Passwort und Faktor). Derselbe Ort für beides wäre entweder zu streng oder zu lasch.
• Die Formulardaten gehen verloren. Nach dem Entsperren landet man wieder auf der Seite, nicht in der abgebrochenen Aktion. Sagen Sie das in der Meldung, sonst sucht man nach einer Wirkung, die nie eingetreten ist.

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13. Was welche Zertifizierungsanforderung erfüllt

Nützlich, wenn das Zielprojekt ein Sicherheitsprotokoll hat: Die Zahlen in diesem Dokument sind nicht gegriffen, sie stammen aus Anforderungen. Wer sie ändert, sollte wissen, welche davon er verlässt.

Entscheidung	Wert hier	Woher
Zweiter Faktor kryptographisch, phishing-resistent	WebAuthn	NIST SP 800-63B, AAL2 (Phishing-Resistenz verlangt erst AAL3 — WebAuthn liefert sie ohnehin)
Erneute Authentifizierung bei Untätigkeit	30 Min	AAL2; ein Faktor genügt zur Reaktivierung
Absolute Sitzungsgrenze	12 Std	AAL2
Mindestlänge Passwort	12 Zeichen	PCI DSS 4.0, 8.3.6
Kontosperre nach N Fehlversuchen	5	PCI DSS 4.0, 8.3.4 verlangt höchstens 10
MFA auf allen Zugangswegen	§12.1	PCI DSS 4.0, 8.4.2 — der Befund, der die Setup-API betraf
Erneute Authentifizierung vor Änderung der Anmeldemittel	10 Min	OWASP ASVS, Kapitel Authentifizierung
Sitzungen bei Passwortwechsel beenden	§12.4	OWASP ASVS, Kapitel Sitzungsverwaltung
HSTS, TLS-Zwang, Sicherheits-Header	§12.7	OWASP ASVS, Kapitel Konfiguration
Protokollierung sicherheitsrelevanter Ereignisse	SecurityLogger	ISO 27001:2022 A.8.15
Authentisierungsinformation, sichere Authentisierung	§12.1–§12.4	ISO 27001:2022 A.5.17, A.8.5
Identitäts- und Berechtigungsmanagement	Rollentrennung §12.1	BSI IT-Grundschutz ORP.4, APP.3.1

Zwei Ehrlichkeiten dazu:

• Eine Begutachtung, die nur die Authentifizierungskapitel betrachtet, kann auch nur über diese eine Aussage treffen. „Die genannten Blocker sind geschlossen" ist belegbar; „ASVS L2 bestanden" wäre es nicht.
• ISO 27001 zertifiziert das Managementsystem, nicht den Code. Was hier steht, ist Nachweismaterial für einen Auditor — kein Zertifikat.

13.1 Wo die Anforderungen sich widersprechen

Das ist der interessante Teil. AAL2 verlangt Reauthentifizierung alle 30 Minuten. Nimmt man das als „volle Anmeldung mit Hardwarekey", entsteht ein Verhalten, das der Standard gerade nicht will: Der Schlüssel bleibt stecken, weil ihn jemand achtmal am Tag sucht. Derselbe Standard lässt deshalb einen Faktor zur Reaktivierung genügen.

Eine Regel, die zur Umgehung erzieht, ist schlechter als eine mildere, die eingehalten wird.

Wer im Zielprojekt eine Zahl verschärft, sollte diese Frage mitstellen: Welches Verhalten erzeugt sie bei dem Menschen, der sie täglich einhalten muss?

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14. Wie man belegt, was sich nicht unit-testen lässt

Drei der wichtigsten Zusicherungen in diesem Dokument lassen sich nicht mit einem gewöhnlichen Testfall prüfen. Sie sind trotzdem belegbar — nur anders.

14.1 Der Test muss aus dem richtigen Grund scheitern

Die Probe aus §2.3 (selbst ausgestelltes Zertifikat) ist wertlos, wenn die Ablehnung wegen der Signatur kommt: Dann hat der Test sich selbst falsch gebaut und über die Kette nichts gezeigt. Prüfen Sie also nicht nur dass abgelehnt wurde, sondern womit:

if 'signatur' in meldung.lower():
    return 'UNKLAR: an der Signatur gescheitert - beweist nichts ueber die Kette'
if 'wurzel' in meldung.lower() or 'kette' in meldung.lower():
    return 'BESTANDEN'

Das gilt allgemein: Ein negativer Sicherheitstest, der den Ablehnungsgrund nicht prüft, bestätigt irgendwann nur noch, dass irgendetwas kaputt ist.

14.2 Manche Eigenschaften verlangen echtes Warten

Ob eine veraltete Sitzung die Anmeldemittel noch ändern kann, hängt am Zehn-Minuten-Fenster. Es für den Test zu verkleinern liegt nahe — und prüft dann eine andere Anlage als die, die später läuft. Im Deploymentcenter wartet ein Werkzeug außerhalb der Suite die vollen elf Minuten ab und prüft danach:

A) Formularweg       -> Sperrbildschirm
B) Zustand danach    -> unverändert (die Aktion hatte keine Wirkung)
C) JSON-Weg          -> 403 reauth_required
D) Sperrbildschirm   -> wird angezeigt
E) Passwort          -> öffnet wieder

Punkt B ist der eigentliche Beweis. „Wurde umgeleitet" heißt noch nicht „hatte keine Wirkung" — eine Umleitung nach getaner Arbeit sieht genauso aus.

Eine Falle aus eigener Erfahrung: Beim ersten Anlauf schickte die Probe beide Wege durch dieselbe Sitzung. Schritt A hatte sie bereits gesperrt, also meldete der JSON-Weg folgerichtig „nicht angemeldet" statt „reauth_required" — ein Fehler der Probe, nicht des Codes. Zwei Zustände, die sich gegenseitig ausschließen, brauchen zwei Sitzungen.

14.3 Was sich gar nicht nachstellen lässt

Der Gegenfall zu §2.3 — ein echter Yubikey, der eine gültige Kette vorlegt — ist von einem Testrechner aus nicht erzeugbar; dafür bräuchte man den privaten Wurzelschlüssel des Herstellers, und genau darauf beruht die ganze Aussage. Diese Hälfte belegt nur echte Hardware. Planen Sie den Handgriff ein, statt ihn wegzuautomatisieren.

14.4 Was in die automatische Reihe gehört

Alles, was ohne Kryptographie und ohne Warten auskommt — und das ist mehr, als es zunächst scheint. Bei einer Registrierung mit fmt: "none" prüft der Server keine Signatur; es genügt ein fest eingebauter, gültiger Kurvenpunkt. Damit lässt sich der entscheidende Vergleich ohne jede Abhängigkeit fahren:

Dieselben Bytes eines Authenticators ohne Herkunftsnachweis — einmal mit und einmal ohne Regel.

Ebenso automatisierbar: dass die Anmeldung die Existenz eines Kontos nicht verrät, dass HSTS und CSP ankommen, dass die Diagnose aus §12.6 grün meldet, und dass ein Konto der falschen Rolle am zweiten Anmeldepfad abgewiesen wird.