SPS3: Poly1305-Einmal-MAC + Public-Ready README/LICENSE

Authentifizierung für CLI und Web:
- Poly1305 (RFC 8439) pur in Python (bigint) und JS (BigInt), keine neue Dependency
- MAC-Schluessel pro Nachricht frisch aus dem Pad (len+32), encrypt-then-MAC
  ueber Header + Ciphertext; reveal lehnt manipulierte/desynchrone Bilder hart ab
- Stego-Format SPS2 -> SPS3 (16-B-Tag im Header); alte SPS2-Bilder werden noch
  gelesen, aber als unauthentifiziert markiert
- Service-Worker-Cache auf v3 gebumpt
- Interop-Runner (web/_interop_run.sh): RFC-Vektor cross-impl, beide Richtungen,
  Tamper-Erkennung

README fuer Public ueberarbeitet (ehrliches Bedrohungsmodell, Voraussetzungen,
Projektstruktur, Tests) + MIT-LICENSE.

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 <noreply@anthropic.com>

LICENSE

@@ -0,0 +1,21 @@
+MIT License
+
+Copyright (c) 2026 Christian Gärtner
+
+Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
+of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
+in the Software without restriction, including without limitation the rights
+to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
+copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
+furnished to do so, subject to the following conditions:
+
+The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
+copies or substantial portions of the Software.
+
+THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
+IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
+AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
+LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
+OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
+SOFTWARE.

README.md

@@ -1,16 +1,39 @@
 # schattenpost
 
-Vertrauliche Nachrichten via **One-Time-Pad** + **LSB-Steganografie**.
+**Vertrauliche Nachrichten via One-Time-Pad + LSB-Steganografie.**
 
-Verschlüsselt Text mit einem echten One-Time-Pad (XOR gegen `os.urandom`- bzw.
+schattenpost verschlüsselt Text mit einem echten One-Time-Pad (XOR gegen
-`crypto.getRandomValues`-Zufall) und versteckt den Ciphertext in den
+`os.urandom`- bzw. `crypto.getRandomValues`-Zufall), authentifiziert ihn mit
-niederwertigsten Bits eines Trägerfotos. Das Ergebnis sieht aus wie ein ganz
+einem Poly1305-Einmal-MAC und versteckt das Ganze in den niederwertigsten Bits
-normales Bild, trägt die Nachricht aber bit-genau in sich.
+eines Trägerfotos. Das Ergebnis sieht aus wie ein ganz normales Bild, trägt die
+Nachricht aber bit-genau in sich.
 
-Es gibt zwei Frontends mit **identischem Dateiformat**:
+Zwei Frontends, **ein identisches Dateiformat**:
 
-* `schattenpost.py` — Kommandozeilen-Tool (Python + Pillow).
+* **`schattenpost.py`** — Kommandozeilen-Tool (Python + Pillow).
-* `web/` — eine client-side Web-App / PWA (läuft im Browser, auch iOS).
+* **`web/`** — client-side Web-App / PWA, läuft im Browser (auch iOS), offline-fähig.
+
+---
+
+## ⚠️ Ehrliche Einordnung (bitte lesen)
+
+Dies ist ein **Hobby- und Lernprojekt**, kein auditiertes Sicherheitsprodukt. Die
+Krypto-Bausteine (OTP, Poly1305 nach RFC 8439) sind solide und getestet, aber:
+
+* **Kein unabhängiges Sicherheits-Audit.** Nutzung auf eigenes Risiko.
+* **Steganografie verschleiert den Inhalt, nicht die Existenz einer Kommunikation.**
+  Wer Metadaten/Traffic beobachtet, sieht *dass* du Bilder verschickst.
+* **Die harte Nuss bleibt der Schlüsselaustausch.** Ein One-Time-Pad ist nur so
+  sicher wie die Art, wie ihr das Schlüsselmaterial *persönlich* übergebt (siehe
+  [OPSEC](#opsec-empfehlung)). Wird das Pad abgefangen oder kopiert, ist alles
+  hin.
+* **Endgeräte-Sicherheit ist Voraussetzung.** Gegen ein kompromittiertes Gerät
+  (Keylogger, Screen-Grab) hilft keine Verschlüsselung.
+
+Kurz: mathematisch sauber, aber die Sicherheit steht und fällt mit *deiner*
+Handhabung der Schlüssel und Geräte.
+
+---
 
 ## Warum das (theoretisch) unknackbar ist
 
@@ -25,6 +48,20 @@ Regel 3 ist der klassische Todesstoß (`two-time-pad`). schattenpost erzwingt si
 über **richtungsgetrennte Schlüssel** + einen Offset, der im Schlüssel selbst
 lebt.
 
+### Authentifizierung (ohne die Sicherheit aufzugeben)
+
+OTP verschlüsselt, sagt aber nichts über *Echtheit* — wer das Format kennt,
+könnte einzelne Bits kippen. schattenpost hängt deshalb an jede Nachricht einen
+**Poly1305-Einmal-MAC** (RFC 8439). Der 32-Byte-MAC-Schlüssel wird pro Nachricht
+**frisch aus demselben One-Time-Pad** gezogen — direkt hinter dem Keystream — und
+nie wiederverwendet. Genau unter dieser Bedingung ist Poly1305 ein
+*informationstheoretisch* sicherer Authenticator: die „beweisbar unknackbar"-
+Zusage bleibt vollständig erhalten, kein rechnerisch-sicheres HMAC/SHA nötig.
+
+Der MAC deckt den Header (`stream_id`, `offset`, `length`) **und** den Ciphertext
+ab (encrypt-then-MAC). Jede Veränderung am Bild — oder ein nicht synchroner
+Schlüssel — lässt das Aufdecken hart abbrechen, statt stillen Müll zu liefern.
+
 ## Das Schlüsselmodell
 
 Jede Beziehung nutzt **zwei unabhängige Schlüsselströme** — einen pro
@@ -51,6 +88,12 @@ Gerät. Dann existiert jeder `send.key` (mit seinem Offset) **physisch nur einma
 — zwei Zähler können nicht auseinanderdriften, und auf Handy/Laptop liegt nie ein
 Schlüssel herum. Mehrere Kontakte = mehrere Schlüsselordner auf dem Stick.
 
+## Voraussetzungen
+
+* **CLI:** Python ≥ 3.8 und [Pillow](https://python-pillow.org/) (`pip install Pillow`).
+* **Web:** ein moderner Browser. Kein Build-Schritt, keine Abhängigkeiten — die
+  App ist eine einzelne `index.html` mit eingebettetem Krypto-Kern.
+
 ## CLI
 
 ```bash
@@ -99,8 +142,10 @@ der die Dateien ausliefert, sieht nichts.
 * **PWA**: über „Zum Home-Bildschirm" installierbar; der Service Worker cacht die
   App-Shell → danach **offline** nutzbar (kein Server mehr nötig).
 * **Format-kompatibel zum CLI** — am Terminal senden, am Handy empfangen und
-  umgekehrt. Abgesichert durch `web/_interop_test.mjs`, der exakt den Krypto-Kern
+  umgekehrt. Abgesichert durch `bash web/_interop_run.sh`: der Runner lädt exakt
-  aus der ausgelieferten `index.html` lädt und beide Richtungen gegen das CLI prüft.
+  den Krypto-Kern aus der ausgelieferten `index.html`, fährt beide Senderichtungen
+  CLI↔Web durch, prüft den Poly1305-MAC cross-implementation gegen den
+  RFC-8439-Vektor und verifiziert die Manipulations-Erkennung.
 
 ### Rollenverteilung (wichtig wegen der Browser-Sandbox)
 
@@ -112,16 +157,14 @@ Ein Browser darf **nicht** in eine Datei auf dem Stick zurückschreiben. Deshalb
   `send.key` zum Download** und musst ihn auf dem Stick ersetzen — sonst würde der
   nächste Sendevorgang denselben Schlüsselbereich erneut benutzen.
 
-### Deployment
+### Lokal starten
-
-Statische Dateien — einfach hosten:
 
 ```bash
-python3 -m http.server -d web 8000   # lokal: http://localhost:8000
+python3 -m http.server -d web 8000   # http://localhost:8000
 ```
 
-Produktiv hinter einen beliebigen Static-Host / Webserver (HTTPS nötig, damit
+Produktiv hinter einen beliebigen Static-Host / Webserver. **HTTPS ist nötig**,
-der Service Worker / die PWA-Installation greift).
+damit Service Worker und PWA-Installation greifen.
 
 ### ⚠️ iOS-Eigenheit
 
@@ -143,24 +186,62 @@ und würde die Nachricht zerstören.
 | *(padding)* | 2 B | |
 | material | n B | echtes Zufalls-Pad |
 
-**Stego-Container im Bild** (`SPS2`, 25 B Header, dann Ciphertext, LSB MSB-first
+**Stego-Container im Bild** (`SPS3`, 41 B Header, dann Ciphertext, LSB MSB-first
 in die R/G/B-Kanäle):
 
 | Feld | Größe | Inhalt |
 |------|-------|--------|
-| magic | 4 B | `SPS2` |
+| magic | 4 B | `SPS3` |
-| version | 1 B | `2` |
+| version | 1 B | `3` |
 | stream_id | 8 B | welcher Strom (Schlüssel-Check) |
 | offset | 8 B | Pad-Offset (uint64 BE) |
 | length | 4 B | Ciphertext-Länge (uint32 BE) |
+| tag | 16 B | Poly1305-MAC über die 25 B davor + Ciphertext |
+
+Pro Nachricht verbraucht der Pad-Strom **`length + 32` Bytes**: `length` für den
+Keystream, 32 für den Poly1305-Einmalschlüssel (`r|s`). Der Sende-Offset wandert
+entsprechend weiter. Alte `SPS2`-Bilder (ohne Tag) werden beim Aufdecken noch
+gelesen, aber als **unauthentifiziert** markiert.
+
+## Projektstruktur
+
+```
+schattenpost.py        CLI (genkey / hide / reveal)
+web/
+  index.html           Web-App + Krypto-Kern (zwischen ==CORE START/END== markiert)
+  sw.js                Service Worker (Offline-Cache der App-Shell)
+  manifest.webmanifest PWA-Manifest
+  icon-192.png,        App-Icons
+  icon-512.png
+  _interop_run.sh      Reproduzierbarer CLI↔Web-Interop-Test
+  _interop_test.mjs    Web-Core-Seite des Tests (lädt den Kern aus index.html)
+  _interop_rawrgb.py   Test-Helfer (PNG ↔ rohes RGB)
+```
+
+Dateien mit `_`-Präfix sind Entwickler-/Test-Werkzeuge, nicht Teil der App.
+
+## Tests
+
+```bash
+pip install Pillow
+bash web/_interop_run.sh
+```
+
+Prüft Poly1305 gegen den RFC-8439-Vektor (Python *und* JS), beide Senderichtungen
+CLI↔Web und die Manipulations-Erkennung.
 
 ## Grenzen / Hinweise
 
-* **Steganografie versteckt, authentifiziert aber nicht.** Wer das Format kennt,
+* **Manipulationsschutz ist drin** (SPS3 / Poly1305-Einmal-MAC): Bit-Kippen am
-  könnte Bits kippen. Für Manipulationsschutz bräuchte es zusätzlich einen MAC.
+  Bild wird erkannt, das Aufdecken bricht ab. Steganografie *versteckt* aber
+  weiterhin nur — sie verschleiert nicht, *dass* überhaupt kommuniziert wird.
 * **Der eine Rest-Fall:** derselbe `send.key` gleichzeitig auf zwei Geräten (ohne
   Stick-Prinzip) kann trotzdem kollidieren — das Bild-Offset hilft nur dem
   Empfänger. Regel: **ein `send.key`, ein aktives Sendegerät.**
 * Verschickte Stego-Bilder **immer als Datei/Dokument**, nie als „Foto".
 * Schlüssel gehören **niemals** in ein Repository — die `.gitignore` blockt
   `*.key` bewusst.
+
+## Lizenz
+
+[MIT](LICENSE) — mach damit, was du willst, aber ohne Gewähr.

schattenpost.py

@@ -62,11 +62,19 @@ KEY_HEADER_LEN = struct.calcsize(KEY_FMT)
 KEY_OFFSET_POS = 14  # Byteposition des send_offset-Feldes (für In-Place-Update)
 
 # --- Stego-Container (im Bild) ---------------------------------------------
-STEGO_MAGIC = b"SPS2"
+# v3 authentifiziert zusätzlich mit einem Poly1305-Einmal-MAC (Tag im Header).
-STEGO_VERSION = 2
+STEGO_MAGIC = b"SPS3"
-# magic(4) ver(1) stream_id(8) offset(uint64 BE, 8) length(uint32 BE, 4) = 25
+STEGO_VERSION = 3
-STEGO_FMT = ">4sB8sQI"
+# Vor-Tag-Header: magic(4) ver(1) stream_id(8) offset(uint64 BE,8) len(uint32 BE,4)=25
-STEGO_HEADER_LEN = struct.calcsize(STEGO_FMT)
+STEGO_PRE_FMT = ">4sB8sQI"
+STEGO_PRE_LEN = struct.calcsize(STEGO_PRE_FMT)        # 25
+STEGO_TAG_LEN = 16                                    # Poly1305-Tag
+STEGO_HEADER_LEN = STEGO_PRE_LEN + STEGO_TAG_LEN      # 41
+MAC_KEY_LEN = 32                                      # r(16)+s(16), aus dem Pad
+
+# Alt-Format (nur noch beim Aufdecken akzeptiert, unauthentifiziert).
+STEGO_MAGIC_V2 = b"SPS2"
+STEGO_VERSION_V2 = 2
 
 
 # --------------------------------------------------------------------------- #
@@ -81,6 +89,40 @@ def otp_xor(data: bytes, material: bytes, offset: int) -> bytes:
     return bytes(d ^ material[offset + i] for i, d in enumerate(data))
 
 
+# --------------------------------------------------------------------------- #
+# Poly1305 — informationstheoretisch sicherer Einmal-MAC (RFC 8439)
+# --------------------------------------------------------------------------- #
+# Der 32-Byte-Schlüssel (r|s) wird pro Nachricht frisch aus dem One-Time-Pad
+# gezogen (direkt hinter dem Nachrichten-Keystream) und NIE wiederverwendet —
+# genau die Bedingung, unter der Poly1305 fälschungssicher ist, ohne die
+# informationstheoretische Sicherheit des OTP aufzugeben.
+_P1305_P = (1 << 130) - 5
+_P1305_CLAMP = 0x0ffffffc0ffffffc0ffffffc0fffffff
+
+
+def poly1305_mac(msg: bytes, key: bytes) -> bytes:
+    if len(key) != 32:
+        raise ValueError("Poly1305-Schlüssel muss 32 Byte sein.")
+    r = int.from_bytes(key[:16], "little") & _P1305_CLAMP
+    s = int.from_bytes(key[16:32], "little")
+    acc = 0
+    for i in range(0, len(msg), 16):
+        block = msg[i:i + 16]
+        n = int.from_bytes(block, "little") | (1 << (8 * len(block)))
+        acc = (acc + n) * r % _P1305_P
+    return ((acc + s) % (1 << 128)).to_bytes(16, "little")
+
+
+def ct_equal(a: bytes, b: bytes) -> bool:
+    """Konstant-zeitiger Vergleich (kein Early-Exit-Timing-Leck)."""
+    if len(a) != len(b):
+        return False
+    diff = 0
+    for x, y in zip(a, b):
+        diff |= x ^ y
+    return diff == 0
+
+
 # --------------------------------------------------------------------------- #
 # Schlüsseldateien
 # --------------------------------------------------------------------------- #
@@ -179,21 +221,36 @@ def extract(stego_path: str) -> dict:
     img = Image.open(stego_path).convert("RGB")
     width, height = img.size
     px = img.load()
-    header = _read_bits(px, width, height, STEGO_HEADER_LEN * 8)
+    # Vor-Tag-Header ist bei v2 und v3 identisch aufgebaut (25 B) -> erst lesen.
-    magic, ver, stream_id, offset, length = struct.unpack(STEGO_FMT, header)
+    pre = _read_bits(px, width, height, STEGO_PRE_LEN * 8)
-    if magic != STEGO_MAGIC:
+    magic, ver, stream_id, offset, length = struct.unpack(STEGO_PRE_FMT, pre)
-        raise ValueError(
+    if magic == STEGO_MAGIC and ver == STEGO_VERSION:
-            "Kein schattenpost-Container gefunden (Magic passt nicht). "
+        blob = _read_bits(px, width, height,
-            "Wurde das Bild als Foto verlustbehaftet komprimiert?"
+                          (STEGO_HEADER_LEN + length) * 8)
-        )
+        return {
-    if ver != STEGO_VERSION:
+            "version": ver,
-        raise ValueError(f"Unbekannte Container-Version {ver}.")
+            "stream_id": stream_id,
-    blob = _read_bits(px, width, height, (STEGO_HEADER_LEN + length) * 8)
+            "offset": offset,
-    return {
+            "length": length,
-        "stream_id": stream_id,
+            "tag": blob[STEGO_PRE_LEN:STEGO_HEADER_LEN],
-        "offset": offset,
+            "mac_input_header": blob[:STEGO_PRE_LEN],
-        "ciphertext": blob[STEGO_HEADER_LEN:STEGO_HEADER_LEN + length],
+            "ciphertext": blob[STEGO_HEADER_LEN:STEGO_HEADER_LEN + length],
-    }
+        }
+    if magic == STEGO_MAGIC_V2 and ver == STEGO_VERSION_V2:
+        blob = _read_bits(px, width, height,
+                          (STEGO_PRE_LEN + length) * 8)
+        return {
+            "version": ver,
+            "stream_id": stream_id,
+            "offset": offset,
+            "length": length,
+            "tag": None,
+            "ciphertext": blob[STEGO_PRE_LEN:STEGO_PRE_LEN + length],
+        }
+    raise ValueError(
+        "Kein schattenpost-Container gefunden (Magic/Version passt nicht). "
+        "Wurde das Bild als Foto verlustbehaftet komprimiert?"
+    )
 
 
 # --------------------------------------------------------------------------- #
@@ -243,22 +300,27 @@ def cmd_hide(args):
         sys.exit("[!] Das ist ein Empfangsschlüssel (recv.key). Zum Senden "
                  "brauchst du deinen send.key.")
     offset = key["send_offset"]
-    segment = key["material"][offset:offset + len(plaintext)]
+    # Pro Nachricht: len(plaintext) Bytes Keystream + 32 Bytes MAC-Schlüssel.
-    if len(segment) < len(plaintext):
+    need = len(plaintext) + MAC_KEY_LEN
+    segment = key["material"][offset:offset + need]
+    if len(segment) < need:
         sys.exit(f"[!] Sendeschlüssel erschöpft: ab Offset {offset} bleiben nur "
-                 f"{len(segment)} Bytes, Nachricht braucht {len(plaintext)}. "
+                 f"{len(segment)} Bytes, Nachricht+MAC brauchen {need}. "
                  "Erzeugt ein neues Schlüsselpaar.")
 
     ciphertext = otp_xor(plaintext, key["material"], offset)
-    header = struct.pack(STEGO_FMT, STEGO_MAGIC, STEGO_VERSION,
+    mac_key = key["material"][offset + len(plaintext):offset + need]
-                         key["stream_id"], offset, len(ciphertext))
+    pre_header = struct.pack(STEGO_PRE_FMT, STEGO_MAGIC, STEGO_VERSION,
-    embed(args.carrier, header + ciphertext, out_path)
+                             key["stream_id"], offset, len(ciphertext))
-    advance_send_offset(args.key, offset + len(plaintext))
+    tag = poly1305_mac(pre_header + ciphertext, mac_key)
+    embed(args.carrier, pre_header + tag + ciphertext, out_path)
+    advance_send_offset(args.key, offset + need)
 
-    print(f"[+] Verschlüsselt ({len(plaintext)} B) ab Sende-Offset {offset}.")
+    print(f"[+] Verschlüsselt + authentifiziert ({len(plaintext)} B) ab "
+          f"Sende-Offset {offset}.")
     print(f"[+] Versteckt in: {out_path}")
-    print(f"[+] Sende-Offset im Schlüssel weitergezählt -> "
+    print(f"[+] Sende-Offset im Schlüssel weitergezählt -> {offset + need} "
-          f"{offset + len(plaintext)}")
+          f"(Nachricht {len(plaintext)} + MAC {MAC_KEY_LEN}).")
     print("[i] Als DATEI/Dokument verschicken, nicht als Foto!")
 
 
@@ -272,10 +334,28 @@ def cmd_reveal(args):
         sys.exit("[!] Falscher Schlüssel: dieses Bild gehört zu einem anderen "
                  "Kontakt/Strom. Nimm den passenden recv.key.")
     offset, ct = info["offset"], info["ciphertext"]
-    segment = key["material"][offset:offset + len(ct)]
+
-    if len(segment) < len(ct):
+    if info["version"] == STEGO_VERSION:
-        sys.exit(f"[!] Schlüssel passt nicht: ab Offset {offset} brauche ich "
+        # Authentifiziert: MAC-Schlüssel liegt direkt hinter dem Keystream.
-                 f"{len(ct)} Bytes, habe nur {len(segment)}.")
+        need = len(ct) + MAC_KEY_LEN
+        segment = key["material"][offset:offset + need]
+        if len(segment) < need:
+            sys.exit(f"[!] Schlüssel passt nicht: ab Offset {offset} brauche ich "
+                     f"{need} Bytes (Nachricht+MAC), habe nur {len(segment)}.")
+        mac_key = key["material"][offset + len(ct):offset + need]
+        expected = poly1305_mac(info["mac_input_header"] + ct, mac_key)
+        if not ct_equal(expected, info["tag"]):
+            sys.exit("[!] Authentifizierung fehlgeschlagen: das Bild wurde "
+                     "verändert, oder der Schlüssel ist nicht synchron "
+                     "(Offset-Drift). Nachricht NICHT vertrauen.")
+    else:
+        segment = key["material"][offset:offset + len(ct)]
+        if len(segment) < len(ct):
+            sys.exit(f"[!] Schlüssel passt nicht: ab Offset {offset} brauche ich "
+                     f"{len(ct)} Bytes, habe nur {len(segment)}.")
+        print("[i] Warnung: altes SPS2-Bild — unauthentifiziert, "
+              "keine Manipulationssicherheit.", file=sys.stderr)
+
     plaintext = otp_xor(ct, key["material"], offset)
 
     if args.outfile:

web/_interop_rawrgb.py

@@ -1,9 +1,15 @@
 #!/usr/bin/env python3
 """Test-Helfer: PNG <-> rohes RGB-Byte-Array (nur für den Interop-Test)."""
+import os
 import sys
 from PIL import Image
 
-if sys.argv[1] == "png2rgb":       # png2rgb <in.png> <out.bin>  -> stdout: "W H"
+if sys.argv[1] == "mkcarrier":     # mkcarrier <out.png> <W> <H>  -> Rausch-Trägerbild
+    w, h = int(sys.argv[3]), int(sys.argv[4])
+    img = Image.frombytes("RGB", (w, h), os.urandom(w * h * 3))
+    img.save(sys.argv[2], "PNG")
+    print("ok")
+elif sys.argv[1] == "png2rgb":     # png2rgb <in.png> <out.bin>  -> stdout: "W H"
     img = Image.open(sys.argv[2]).convert("RGB")
     w, h = img.size
     with open(sys.argv[3], "wb") as fh:

web/_interop_run.sh

@@ -0,0 +1,44 @@
+#!/usr/bin/env bash
+# Reproduzierbarer Interop-Test CLI <-> Web-Core (SPS3 / Poly1305).
+# Erzeugt frische Test-Schlüssel, fährt beide Senderichtungen durch und prüft,
+# dass CLI und Browser-Core byte-genau dasselbe Format sprechen — inkl. MAC.
+set -euo pipefail
+cd "$(dirname "$0")/.."          # Repo-Wurzel
+PY=${PYTHON:-python3}
+
+echo "== Setup: frische, richtungsgetrennte Schlüssel =="
+$PY schattenpost.py genkey -o t2/rel -s 100000 --force >/dev/null
+$PY web/_interop_rawrgb.py mkcarrier web/_carrier.png 200 200 >/dev/null
+
+echo "== A) CLI verschlüsselt+authentifiziert -> Bild =="
+$PY schattenpost.py hide -t "MsgA vom CLI 🕵️" \
+    -k t2/rel_meine_seite/send.key -c web/_carrier.png -o web/_a.png >/dev/null
+$PY web/_interop_rawrgb.py png2rgb web/_a.png web/_a_rgb.bin >/dev/null
+
+echo "== B) Trägerbild als rohes RGB für den Web-Core bereitstellen =="
+$PY web/_interop_rawrgb.py png2rgb web/_carrier.png web/_b_rgb.bin > web/_b_dims.txt
+
+echo "== Web-Core: A verifizieren, B einbetten =="
+node web/_interop_test.mjs
+
+echo "== B) Web-Ausgabe zurück nach PNG, vom CLI aufdecken+prüfen =="
+read -r W H < web/_b_dims.txt
+$PY web/_interop_rawrgb.py rgb2png web/_b_out_rgb.bin "$W" "$H" web/_b_stego.png >/dev/null
+OUT=$($PY schattenpost.py reveal -s web/_b_stego.png -k t2/rel_meine_seite/recv.key)
+echo "  CLI reveal: $OUT"
+if [ "$OUT" = "MsgB aus dem Browser-Core 🌐" ]; then
+  echo "  ✓ B round-trip (Web→CLI) inkl. MAC-Prüfung ok"
+else
+  echo "  ✗ B mismatch"; exit 1
+fi
+
+echo "== Poly1305 Python-Seite gegen RFC-8439-Vektor =="
+$PY - <<'PYEOF'
+import schattenpost as sp
+key = bytes.fromhex('85d6be7857556d337f4452fe42d506a80103808afb0db2fd4abff6af4149f51b')
+tag = sp.poly1305_mac(b'Cryptographic Forum Research Group', key)
+assert tag.hex() == 'a8061dc1305136c6c22b8baf0c0127a9', tag.hex()
+print('  ✓ Python-Poly1305 matcht RFC-Vektor')
+PYEOF
+
+echo "== Alles grün =="

web/_interop_test.mjs

@@ -1,5 +1,6 @@
-// Interop-Test v2: lädt EXAKT den Core aus der ausgelieferten index.html und
+// Interop-Test v3: lädt EXAKT den Core aus der ausgelieferten index.html und
-// prüft Byte-Kompatibilität mit dem Python-CLI (richtungsgetrennte Schlüssel).
+// prüft Byte-Kompatibilität mit dem Python-CLI (richtungsgetrennte Schlüssel,
+// SPS3 mit Poly1305-Einmal-MAC). Orchestriert von _interop_run.sh.
 import { readFileSync, writeFileSync } from 'node:fs';
 
 const U = (p) => new Uint8Array(readFileSync(new URL(p, import.meta.url)));
@@ -10,31 +11,54 @@ const SP = globalThis.SP;
 
 let fails = 0;
 const ok = (c, m) => { console.log((c ? '  ✓ ' : '  ✗ ') + m); if (!c) fails++; };
+const hex = (s) => new Uint8Array(s.match(/../g).map((h) => parseInt(h, 16)));
 
-// A: CLI (send.key) -> Web-Core (recv.key)
+// 0) Poly1305 gegen den RFC-8439-Testvektor (§2.5.2) — verankert beide Impls.
+{
+  console.log('0) Poly1305 RFC 8439');
+  const key = hex('85d6be7857556d337f4452fe42d506a80103808afb0db2fd4abff6af4149f51b');
+  const msg = new TextEncoder().encode('Cryptographic Forum Research Group');
+  const tag = SP.poly1305(msg, key);
+  ok([...tag].map((b) => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('')
+     === 'a8061dc1305136c6c22b8baf0c0127a9', 'Tag matcht RFC-Vektor');
+}
+
+// A: CLI (send.key, SPS3) -> Web-Core (recv.key): extrahieren, MAC prüfen, entschlüsseln
 {
   const rgb = U('./_a_rgb.bin');
   const recv = SP.parseKey(U('../t2/rel_partner_seite/recv.key'));
   const info = SP.extract(rgb);
+  console.log('A) CLI → Web');
+  ok(info.version === SP.STEGO_VERSION, 'Container ist SPS3');
+  ok(SP.sameStream(info.streamId, recv.streamId), 'stream_id passt zum recv.key');
+  const macKey = recv.material.slice(info.offset + info.ciphertext.length,
+                                    info.offset + info.ciphertext.length + SP.MAC_KEY_LEN);
+  const expected = SP.poly1305(SP.concat(info.macInputHeader, info.ciphertext), macKey);
+  ok(SP.ctEqual(expected, info.tag), 'MAC verifiziert (CLI-Tag == Web-Tag)');
   const plain = SP.otpXor(info.ciphertext, recv.material, info.offset);
   const text = new TextDecoder().decode(plain);
-  console.log('A) CLI → Web');
-  ok(SP.sameStream(info.streamId, recv.streamId), 'stream_id passt zum recv.key');
   ok(text === 'MsgA vom CLI 🕵️', 'Klartext: ' + JSON.stringify(text));
+
+  // Manipulation: ein Ciphertext-Bit kippen -> MAC muss anschlagen.
+  const bad = info.ciphertext.slice(); bad[0] ^= 1;
+  const badTag = SP.poly1305(SP.concat(info.macInputHeader, bad), macKey);
+  ok(!SP.ctEqual(badTag, info.tag), 'gekipptes Bit wird vom MAC erkannt');
 }
 
-// B: Web-Core (send.key) -> CLI (recv.key)
+// B: Web-Core (send.key, SPS3) -> CLI (recv.key)
 {
   const rgb = U('./_b_rgb.bin');
   const send = SP.parseKey(U('../t2/rel_partner_seite/send.key'));
   const msg = 'MsgB aus dem Browser-Core 🌐';
+  console.log('B) Web → CLI');
   ok(send.role === SP.ROLE_SEND, 'partner send.key hat Rolle SEND');
   const plain = new TextEncoder().encode(msg);
   const ct = SP.otpXor(plain, send.material, send.sendOffset);
-  const payload = SP.buildStego(send.streamId, send.sendOffset, ct);
+  const macKey = send.material.slice(send.sendOffset + plain.length,
+                                     send.sendOffset + plain.length + SP.MAC_KEY_LEN);
+  const payload = SP.buildStego(send.streamId, send.sendOffset, ct, macKey);
   SP.embed(rgb, payload);
   writeFileSync(new URL('./_b_out_rgb.bin', import.meta.url), rgb);
-  console.log('B) Web → CLI');
   ok(true, `eingebettet (${plain.length} B ab Offset ${send.sendOffset}) → _b_out_rgb.bin`);
 }
 

web/index.html

@@ -140,11 +140,18 @@ const SP = (function () {
   const enc = (s) => new TextEncoder().encode(s);
   const KEY_MAGIC = enc('SPK1'), KEY_VERSION = 1, KEY_HEADER_LEN = 24;
   const ROLE_RECV = 0, ROLE_SEND = 1;
-  const STEGO_MAGIC = enc('SPS2'), STEGO_VERSION = 2, STEGO_HEADER_LEN = 25;
+  // v3 authentifiziert mit Poly1305-Einmal-MAC (Tag im Header).
+  const STEGO_MAGIC = enc('SPS3'), STEGO_VERSION = 3;
+  const STEGO_PRE_LEN = 25, STEGO_TAG_LEN = 16;
+  const STEGO_HEADER_LEN = STEGO_PRE_LEN + STEGO_TAG_LEN;   // 41
+  const MAC_KEY_LEN = 32;
+  const STEGO_MAGIC_V2 = enc('SPS2'), STEGO_VERSION_V2 = 2; // Alt, nur Aufdecken
 
   const eq4 = (a, b, off) => a[0]===b[off]&&a[1]===b[off+1]&&a[2]===b[off+2]&&a[3]===b[off+3];
   const sameStream = (a, b) => { if (a.length!==b.length) return false;
     for (let i=0;i<a.length;i++) if (a[i]!==b[i]) return false; return true; };
+  const concat = (a, b) => { const o = new Uint8Array(a.length + b.length);
+    o.set(a, 0); o.set(b, a.length); return o; };
 
   function otpXor(data, material, offset) {
     if (offset + data.length > material.length) {
@@ -156,6 +163,26 @@ const SP = (function () {
     return out;
   }
 
+  // --- Poly1305 (RFC 8439), Einmal-MAC aus frischem Pad-Material ---
+  const _leToBig = (b) => { let x = 0n; for (let i = b.length - 1; i >= 0; i--) x = (x << 8n) | BigInt(b[i]); return x; };
+  const _bigToLe = (x, n) => { const o = new Uint8Array(n); for (let i = 0; i < n; i++) { o[i] = Number(x & 0xffn); x >>= 8n; } return o; };
+  const _P1305_P = (1n << 130n) - 5n;
+  const _P1305_CLAMP = 0x0ffffffc0ffffffc0ffffffc0fffffffn;
+  function poly1305(msg, key) {
+    if (key.length !== 32) throw new Error('Poly1305-Schlüssel muss 32 Byte sein.');
+    const r = _leToBig(key.subarray(0, 16)) & _P1305_CLAMP;
+    const s = _leToBig(key.subarray(16, 32));
+    let acc = 0n;
+    for (let i = 0; i < msg.length; i += 16) {
+      const block = msg.subarray(i, Math.min(i + 16, msg.length));
+      const n = _leToBig(block) | (1n << BigInt(8 * block.length));
+      acc = (acc + n) * r % _P1305_P;
+    }
+    return _bigToLe((acc + s) % (1n << 128n), 16);
+  }
+  function ctEqual(a, b) { if (a.length !== b.length) return false;
+    let d = 0; for (let i = 0; i < a.length; i++) d |= a[i] ^ b[i]; return d === 0; }
+
   function parseKey(bytes) {
     if (bytes.length < KEY_HEADER_LEN) throw new Error('Keine gültige Schlüsseldatei (zu kurz).');
     if (!eq4(KEY_MAGIC, bytes, 0)) throw new Error('Keine schattenpost-Schlüsseldatei.');
@@ -179,14 +206,19 @@ const SP = (function () {
     return out;
   }
 
-  function buildStego(streamId, offset, ciphertext) {
+  // macKey: 32 Byte frisches Pad-Material (r|s). Tag deckt Vor-Header+Ciphertext ab.
-    const out = new Uint8Array(STEGO_HEADER_LEN + ciphertext.length);
+  function buildStego(streamId, offset, ciphertext, macKey) {
-    out.set(STEGO_MAGIC, 0);
+    const pre = new Uint8Array(STEGO_PRE_LEN);
-    out[4] = STEGO_VERSION;
+    pre.set(STEGO_MAGIC, 0);
-    out.set(streamId, 5);
+    pre[4] = STEGO_VERSION;
-    const dv = new DataView(out.buffer);
+    pre.set(streamId, 5);
+    const dv = new DataView(pre.buffer);
     dv.setBigUint64(13, BigInt(offset), false);
     dv.setUint32(21, ciphertext.length, false);
+    const tag = poly1305(concat(pre, ciphertext), macKey);
+    const out = new Uint8Array(STEGO_HEADER_LEN + ciphertext.length);
+    out.set(pre, 0);
+    out.set(tag, STEGO_PRE_LEN);
     out.set(ciphertext, STEGO_HEADER_LEN);
     return out;
   }
@@ -210,21 +242,32 @@ const SP = (function () {
   }
 
   function extract(rgb) {
-    if (rgb.length < STEGO_HEADER_LEN * 8) throw new Error('Bild zu klein für einen Header.');
+    if (rgb.length < STEGO_PRE_LEN * 8) throw new Error('Bild zu klein für einen Header.');
-    const h = readBytesAt(rgb, STEGO_HEADER_LEN);
+    const pre = readBytesAt(rgb, STEGO_PRE_LEN);
-    if (!eq4(STEGO_MAGIC, h, 0)) throw new Error(
+    const ver = pre[4];
-      'Kein schattenpost-Container gefunden. Wurde das Bild als Foto komprimiert?');
+    const dv = new DataView(pre.buffer);
-    if (h[4] !== STEGO_VERSION) throw new Error('Unbekannte Container-Version ' + h[4] + '.');
+    const streamId = pre.slice(5, 13);
-    const dv = new DataView(h.buffer);
-    const streamId = h.slice(5, 13);
     const offset = Number(dv.getBigUint64(13, false));
     const length = dv.getUint32(21, false);
-    const full = readBytesAt(rgb, STEGO_HEADER_LEN + length);
+    if (eq4(STEGO_MAGIC, pre, 0) && ver === STEGO_VERSION) {
-    return { streamId, offset, ciphertext: full.slice(STEGO_HEADER_LEN) };
+      const full = readBytesAt(rgb, STEGO_HEADER_LEN + length);
+      return { version: ver, streamId, offset, length,
+        tag: full.slice(STEGO_PRE_LEN, STEGO_HEADER_LEN),
+        macInputHeader: full.slice(0, STEGO_PRE_LEN),
+        ciphertext: full.slice(STEGO_HEADER_LEN, STEGO_HEADER_LEN + length) };
+    }
+    if (eq4(STEGO_MAGIC_V2, pre, 0) && ver === STEGO_VERSION_V2) {
+      const full = readBytesAt(rgb, STEGO_PRE_LEN + length);
+      return { version: ver, streamId, offset, length, tag: null,
+        ciphertext: full.slice(STEGO_PRE_LEN, STEGO_PRE_LEN + length) };
+    }
+    throw new Error('Kein schattenpost-Container gefunden. Wurde das Bild als Foto komprimiert?');
   }
 
-  return { ROLE_RECV, ROLE_SEND, KEY_HEADER_LEN, STEGO_HEADER_LEN,
+  return { ROLE_RECV, ROLE_SEND, KEY_HEADER_LEN, STEGO_HEADER_LEN, STEGO_PRE_LEN,
-           otpXor, parseKey, buildKey, buildStego, embed, extract, sameStream };
+           STEGO_VERSION, STEGO_VERSION_V2, MAC_KEY_LEN,
+           otpXor, poly1305, ctEqual, concat, parseKey, buildKey, buildStego,
+           embed, extract, sameStream };
 })();
 if (typeof module !== 'undefined' && module.exports) module.exports = SP;
 if (typeof globalThis !== 'undefined') globalThis.SP = SP;
@@ -288,8 +331,14 @@ if (typeof document !== 'undefined') (function () {
       const key = SP.parseKey(await readFile($('s-key').files[0]));
       if (key.role !== SP.ROLE_SEND) throw new Error('Das ist ein Empfangsschlüssel. Zum Senden brauchst du deinen send.key.');
       const plain = encTxt.encode(text);
+      // Keystream (len) + MAC-Schlüssel (32) frisch aus dem Pad.
+      const need = plain.length + SP.MAC_KEY_LEN;
+      if (key.sendOffset + need > key.material.length)
+        throw new Error(`Sendeschlüssel erschöpft: ab Offset ${key.sendOffset} `
+          + `brauche ich ${need} B (Nachricht+MAC), habe nur ${key.material.length - key.sendOffset}.`);
       const ct = SP.otpXor(plain, key.material, key.sendOffset);
-      const payload = SP.buildStego(key.streamId, key.sendOffset, ct);
+      const macKey = key.material.slice(key.sendOffset + plain.length, key.sendOffset + need);
+      const payload = SP.buildStego(key.streamId, key.sendOffset, ct, macKey);
 
       const img = await loadImage($('s-carrier').files[0]);
       const { cv, cx, idata, rgb } = imageToRgb(img);
@@ -301,12 +350,12 @@ if (typeof document !== 'undefined') (function () {
         const url = URL.createObjectURL(blob);
         $('s-preview').src = url; $('s-preview').style.display = 'block';
         const dl = $('s-dlimg'); dl.href = url; dl.download = carrierName(); dl.style.display = 'block';
-        // Aktualisierter Sendeschlüssel (Offset fortgeschrieben)
+        // Aktualisierter Sendeschlüssel (Offset um Nachricht+MAC fortgeschrieben)
-        const nextOff = key.sendOffset + plain.length;
+        const nextOff = key.sendOffset + need;
         const newKey = SP.buildKey(SP.ROLE_SEND, key.streamId, nextOff, key.material);
         const dk = $('s-dlkey'); dk.href = blobUrl(newKey); dk.style.display = 'block';
         $('s-note').style.display = 'block';
-        show(st, 'ok', `Versteckt. ${plain.length} B ab Offset ${key.sendOffset}. Neuer Offset: ${nextOff}.`);
+        show(st, 'ok', `Versteckt + authentifiziert. ${plain.length} B ab Offset ${key.sendOffset}. Neuer Offset: ${nextOff}.`);
       }, 'image/png');
     } catch (err) { show(st, 'err', '✗ ' + err.message); }
   };
@@ -325,10 +374,23 @@ if (typeof document !== 'undefined') (function () {
       const info = SP.extract(rgb);
       if (!SP.sameStream(info.streamId, key.streamId))
         throw new Error('Falscher Schlüssel: dieses Bild gehört zu einem anderen Kontakt.');
+      let warn = '';
+      if (info.version === SP.STEGO_VERSION) {
+        const need = info.ciphertext.length + SP.MAC_KEY_LEN;
+        if (info.offset + need > key.material.length)
+          throw new Error('Schlüssel passt nicht: zu kurz für Nachricht+MAC.');
+        const macKey = key.material.slice(info.offset + info.ciphertext.length, info.offset + need);
+        const expected = SP.poly1305(SP.concat(info.macInputHeader, info.ciphertext), macKey);
+        if (!SP.ctEqual(expected, info.tag))
+          throw new Error('Authentifizierung fehlgeschlagen: Bild verändert oder '
+            + 'Schlüssel nicht synchron (Offset-Drift). Nachricht nicht vertrauen.');
+      } else {
+        warn = ' ⚠︎ altes SPS2-Bild — unauthentifiziert.';
+      }
       const plain = SP.otpXor(info.ciphertext, key.material, info.offset);
       let text; try { text = decTxt.decode(plain); } catch { text = '[Binärdaten]'; }
       out.textContent = text; out.style.display = 'block';
-      show(st, 'ok', `Entschlüsselt (${plain.length} B, Offset ${info.offset}).`);
+      show(st, 'ok', `Entschlüsselt (${plain.length} B, Offset ${info.offset}).` + warn);
     } catch (err) { show(st, 'err', '✗ ' + err.message); }
   };
 

web/sw.js

@@ -1,7 +1,7 @@
 /* schattenpost Service Worker — reines Offline-Caching der App-Shell.
    Sendet NICHTS an einen Server. Cache-first, kein Netzwerk-Fallback nötig,
    sobald die Shell einmal geladen ist. */
-const CACHE = 'schattenpost-v2';
+const CACHE = 'schattenpost-v3';
 const SHELL = [
   './',
   './index.html',