R6: Security - Master-Key + AES-256-GCM at-rest + TLS-Warnung

- Core/Security/SecretProtection: AES-256-GCM at-rest, Master-Key aus env IBKRTRADER_MASTER_KEY
  bzw. gitignorierte master.key; selbstheilendes enc:v1:-Format; Passthrough ohne Key (mit Warnung)
- Core/Security/EncryptedStringConverter (EF-ValueConverter, bereit fuer kuenftige Credentials)
- Program: ConfigureSecretProtection (Master-Key laden) + WarnIfDbTlsNotEnforced (SslMode) beim Start
- master.key gitignored
- Tests: SecretProtection (Round-Trip/Idempotenz/Passthrough/Tamper/Key-Fehler) -> 56/56 gruen

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 <noreply@anthropic.com>
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Richard
2026-07-28 19:53:21 +02:00
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using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
namespace IBKRTrader.Core.Security;
/// <summary>
/// Verschlüsselung sensibler Felder (z. B. IBKR-API-Credentials) at-rest mit einem portablen
/// Master-Key (AES-256-GCM, authenticated). Der Master-Key liegt AUSSERHALB der DB
/// (Umgebungsvariable <c>IBKRTRADER_MASTER_KEY</c> bzw. eine gitignorierte <c>master.key</c>)
/// ein DB-Leak/Backup ist damit ohne den Master-Key wertlos.
///
/// Speicherformat: <c>enc:v1:base64(nonce(12) || tag(16) || ciphertext)</c>. Werte OHNE dieses
/// Präfix gelten als Alt-Klartext und werden beim nächsten Speichern automatisch verschlüsselt
/// (selbstheilend). Ohne Master-Key arbeitet die App mit Klartext mit deutlicher Startwarnung.
/// </summary>
public static class SecretProtection
{
public const string Prefix = "enc:v1:";
private static byte[]? _key; // 32 Byte, null = nicht konfiguriert
/// <summary>True, wenn ein Master-Key gesetzt ist (Verschlüsselung aktiv).</summary>
public static bool IsConfigured => _key != null;
/// <summary>
/// Konfiguriert den Master-Key aus dem Rohwert (Env/Datei). Akzeptiert 32-Byte-Schlüssel als
/// Base64 oder Hex; jeder andere String wird per SHA-256 zu 32 Byte abgeleitet. Leer/null = aus.
/// </summary>
public static void Configure(string? rawKey)
{
_key = string.IsNullOrWhiteSpace(rawKey) ? null : DeriveKey(rawKey.Trim());
}
/// <summary>Nur für Tests: Zustand zurücksetzen.</summary>
internal static void Reset() => _key = null;
/// <summary>Verschlüsselt Klartext → <c>enc:v1:…</c>. Ohne Master-Key: Passthrough (Klartext).</summary>
public static string Protect(string? plaintext)
{
if (string.IsNullOrEmpty(plaintext)) return plaintext ?? string.Empty;
if (plaintext.StartsWith(Prefix, StringComparison.Ordinal)) return plaintext;
if (_key == null) return plaintext;
byte[] pt = Encoding.UTF8.GetBytes(plaintext);
byte[] nonce = RandomNumberGenerator.GetBytes(AesGcm.NonceByteSizes.MaxSize); // 12
byte[] tag = new byte[AesGcm.TagByteSizes.MaxSize]; // 16
byte[] ct = new byte[pt.Length];
using (var aes = new AesGcm(_key, tag.Length))
aes.Encrypt(nonce, pt, ct, tag);
byte[] packed = new byte[nonce.Length + tag.Length + ct.Length];
Buffer.BlockCopy(nonce, 0, packed, 0, nonce.Length);
Buffer.BlockCopy(tag, 0, packed, nonce.Length, tag.Length);
Buffer.BlockCopy(ct, 0, packed, nonce.Length + tag.Length, ct.Length);
return Prefix + Convert.ToBase64String(packed);
}
/// <summary>Entschlüsselt <c>enc:v1:…</c>. Alt-Klartext (ohne Präfix) wird unverändert zurückgegeben.</summary>
public static string Unprotect(string? stored)
{
if (string.IsNullOrEmpty(stored)) return stored ?? string.Empty;
if (!stored.StartsWith(Prefix, StringComparison.Ordinal)) return stored;
if (_key == null)
throw new InvalidOperationException(
"Verschlüsselte Daten, aber kein Master-Key gesetzt (IBKRTRADER_MASTER_KEY). Entschlüsselung nicht möglich.");
byte[] packed;
try { packed = Convert.FromBase64String(stored[Prefix.Length..]); }
catch (FormatException ex) { throw new InvalidOperationException("Beschädigter verschlüsselter Wert (Base64).", ex); }
int nonceLen = AesGcm.NonceByteSizes.MaxSize; // 12
int tagLen = AesGcm.TagByteSizes.MaxSize; // 16
if (packed.Length < nonceLen + tagLen)
throw new InvalidOperationException("Beschädigter verschlüsselter Wert (zu kurz).");
byte[] nonce = new byte[nonceLen];
byte[] tag = new byte[tagLen];
byte[] ct = new byte[packed.Length - nonceLen - tagLen];
Buffer.BlockCopy(packed, 0, nonce, 0, nonceLen);
Buffer.BlockCopy(packed, nonceLen, tag, 0, tagLen);
Buffer.BlockCopy(packed, nonceLen + tagLen, ct, 0, ct.Length);
byte[] pt = new byte[ct.Length];
try
{
using var aes = new AesGcm(_key, tag.Length);
aes.Decrypt(nonce, ct, tag, pt);
}
catch (CryptographicException ex)
{
throw new InvalidOperationException("Entschlüsselung fehlgeschlagen (falscher Master-Key oder manipulierte Daten).", ex);
}
return Encoding.UTF8.GetString(pt);
}
/// <summary>True, wenn der Wert bereits im verschlüsselten Format vorliegt.</summary>
public static bool IsEncrypted(string? value) =>
!string.IsNullOrEmpty(value) && value!.StartsWith(Prefix, StringComparison.Ordinal);
private static byte[] DeriveKey(string raw)
{
// 32-Byte-Key als Base64?
try { var b = Convert.FromBase64String(raw); if (b.Length == 32) return b; } catch { /* kein Base64 */ }
// 32-Byte-Key als Hex (64 Zeichen)?
if (raw.Length == 64 && IsHex(raw))
{
var b = new byte[32];
for (int i = 0; i < 32; i++) b[i] = Convert.ToByte(raw.Substring(i * 2, 2), 16);
return b;
}
// sonst: aus beliebiger Passphrase 32 Byte ableiten (Komfort).
return SHA256.HashData(Encoding.UTF8.GetBytes(raw));
}
private static bool IsHex(string s)
{
foreach (char c in s)
if (!Uri.IsHexDigit(c)) return false;
return true;
}
}