schattenpost/README.md

schattenpost

Vertrauliche Nachrichten via One-Time-Pad + LSB-Steganografie.

Verschlüsselt Text mit einem echten One-Time-Pad (XOR gegen os.urandom- bzw. crypto.getRandomValues-Zufall) und versteckt den Ciphertext in den niederwertigsten Bits 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:

• schattenpost.py — Kommandozeilen-Tool (Python + Pillow).
• web/ — eine client-side Web-App / PWA (läuft im Browser, auch iOS).

Warum das (theoretisch) unknackbar ist

One-Time-Pad ist der einzige Cipher mit informationstheoretischer Sicherheit — beweisbar unknackbar, solange alle drei Regeln gelten:

1. Der Schlüssel ist echt zufällig.
2. Der Schlüssel ist mindestens so lang wie die Nachricht.
3. Jeder Schlüsselabschnitt wird nur ein einziges Mal benutzt.

Regel 3 ist der klassische Todesstoß (two-time-pad). schattenpost erzwingt sie über richtungsgetrennte Schlüssel + einen Offset, der im Schlüssel selbst lebt.

Das Schlüsselmodell

Jede Beziehung nutzt zwei unabhängige Schlüsselströme — einen pro Senderichtung. Jede Seite hält zwei Dateien:

Datei	Zweck	Verhalten
send.key	Senden	Trägt den Sende-Offset im Header; er wandert bei jeder Nachricht vor.
recv.key	Empfangen	Wird nur gelesen (Offset kommt aus dem Bild), nie verändert.

Dein send.key besteht aus demselben Zufallsmaterial wie der recv.key deines Partners — und umgekehrt. Weil du und dein Partner zum Senden nie denselben Strom benutzt, könnt ihr gleichzeitig schreiben, ohne je denselben Schlüsselbereich zu treffen.

Ein zufälliger Stream-Identifier in jedem Schlüssel landet auch im Bild. Dadurch erkennt das Aufdecken sofort, ob der richtige recv.key benutzt wird — statt stillen Kauderwelsch zu liefern.

OPSEC-Empfehlung

Lege die Schlüssel auf einen USB-Stick und häng ihn nur ans gerade benutzte Gerät. Dann existiert jeder send.key (mit seinem Offset) physisch nur einmal — zwei Zähler können nicht auseinanderdriften, und auf Handy/Laptop liegt nie ein Schlüssel herum. Mehrere Kontakte = mehrere Schlüsselordner auf dem Stick.

CLI

pip install Pillow

1. Schlüsselpaar erzeugen (einmalig, pro Kontakt)

python3 schattenpost.py genkey -o kontakt_bob -s 1000000   # 1 MB je Richtung

Erzeugt zwei Ordner:

• kontakt_bob_meine_seite/ → du behältst ihn (enthält send.key + recv.key).
• kontakt_bob_partner_seite/ → dem Partner geben (Stick, persönlich).

2. Senden

python3 schattenpost.py hide \
    -t "Treffpunkt morgen 18 Uhr." \
    -k kontakt_bob_meine_seite/send.key \
    -c urlaubsfoto.jpg \
    -o Screenshot_20260714_220801.png

Der Sende-Offset im send.key wird dabei automatisch fortgeschrieben. Alternativ -i datei statt -t, oder Text über stdin.

3. Empfangen

python3 schattenpost.py reveal -s Screenshot_20260714_220801.png -k kontakt_bob_meine_seite/recv.key

Mit -o klartext.txt in eine Datei statt auf stdout.

Weboberfläche & PWA (web/)

Eine client-side App: Verschlüsselung und Steganografie laufen zu 100 % im Browser. Schlüssel, Klartext und Nachricht verlassen das Gerät nie. Ein Server, der die Dateien ausliefert, sieht nichts.

• Überall erreichbar, iOS inklusive (nur Safari-Standard-APIs).
• 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 aus der ausgelieferten index.html lädt und beide Richtungen gegen das CLI prüft.

Rollenverteilung (wichtig wegen der Browser-Sandbox)

Ein Browser darf nicht in eine Datei auf dem Stick zurückschreiben. Deshalb:

• 📥 Empfangen: überall per Web/PWA — der recv.key wird nur gelesen. ✓
• 📤 Senden: am Laptop am besten per CLI (schreibt den Offset direkt auf den Stick). In der Web-App bekommst du nach dem Verstecken den aktualisierten send.key zum Download und musst ihn auf dem Stick ersetzen — sonst würde der nächste Sendevorgang denselben Schlüsselbereich erneut benutzen.

Deployment

Statische Dateien — einfach hosten:

python3 -m http.server -d web 8000   # lokal: http://localhost:8000

Produktiv hinter einen beliebigen Static-Host / Webserver (HTTPS nötig, damit der Service Worker / die PWA-Installation greift).

⚠️ iOS-Eigenheit

Stego-Bild über „In Dateien sichern" ablegen und als Datei teilen — nicht in „Fotos" speichern. iOS re-komprimiert Bilder aus der Fotos-Mediathek und würde die Nachricht zerstören.

Formate

Schlüsseldatei (SPK1, 24-Byte-Header + Zufallsmaterial):

Feld	Größe	Inhalt
magic	4 B	SPK1
version	1 B	1
role	1 B	1 = send, 0 = recv
stream_id	8 B	Strom-Kennung (identisch im Paar)
send_offset	8 B	nächster freier Offset (uint64 BE)
(padding)	2 B
material	n B	echtes Zufalls-Pad

Stego-Container im Bild (SPS2, 25 B Header, dann Ciphertext, LSB MSB-first in die R/G/B-Kanäle):

Feld	Größe	Inhalt
magic	4 B	SPS2
version	1 B	2
stream_id	8 B	welcher Strom (Schlüssel-Check)
offset	8 B	Pad-Offset (uint64 BE)
length	4 B	Ciphertext-Länge (uint32 BE)

Grenzen / Hinweise

• Steganografie versteckt, authentifiziert aber nicht. Wer das Format kennt, könnte Bits kippen. Für Manipulationsschutz bräuchte es zusätzlich einen MAC.
• 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.