Multi-Agent-Review: Race Conditions, DB-Indizes, TLS/Security-Härtung

Konsolidierte Funde aus postgres-/sql-/jwt-/owasp-top10-expert-Review:

- Race Conditions gefixt: doppelte aktive Kontrolle (SAVEPOINT + partieller
  Unique-Index), doppelte Mindermengen-Genehmigung (FOR UPDATE + Unique-Index),
  Lost-Update bei Nachfüllung (FOR UPDATE auf Fehlbestand/Objektposition).
- Migration 0007: partielle Unique-Indizes als DB-Sicherheitsnetz + fehlende
  FK-Indizes (fehlbestand.material_id, kontrolle(objekt_id,status),
  zustaendigkeit, benutzer_rolle.rolle, objektposition.ablaufdatum u.a.).
- Connection-Pool explizit begrenzt (pool_size=5, max_overflow=5) - ohne das
  könnte jeder uvicorn-Worker den Postgres max_connections-Wert sprengen.
- Timing-Angriff bei Login-Enumeration gefixt (konstante Antwortzeit über
  Dummy-Hash), JWT-Decode verlangt jetzt exp/sub-Claims.
- App-seitiges Rate-Limiting (slowapi, 5/min) auf /auth/login als Verteidigung
  in der Tiefe zusätzlich zum nginx-Limit.
- nginx: TLS mit selbstsigniertem Zertifikat (LAN-Betrieb, keine Domain),
  HSTS, Content-Security-Policy, Permissions-Policy ergänzt.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
Claude-Session: https://claude.ai/code/session_01CVgbozhYmuEhiEJHffRXCV

backend/app/api/v1/endpoints/auth.py

@@ -1,11 +1,12 @@
-from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException, status
+from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException, Request, status
 from fastapi.security import OAuth2PasswordRequestForm
 from pydantic import BaseModel
 from sqlalchemy import select
 from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession
 
 from app.api.deps import get_current_user
-from app.core.security import create_access_token, verify_password
+from app.core.rate_limit import limiter
+from app.core.security import create_access_token, verify_password_konstante_zeit
 from app.db.session import get_db
 from app.models.auth import Benutzer
 
@@ -25,17 +26,20 @@ class MeResponse(BaseModel):
 
 
 @router.post("/auth/login", response_model=TokenResponse)
+@limiter.limit("5/minute")
 async def login(
+    request: Request,
     form_data: OAuth2PasswordRequestForm = Depends(),
     db: AsyncSession = Depends(get_db),
 ) -> TokenResponse:
     result = await db.execute(select(Benutzer).where(Benutzer.login == form_data.username))
     benutzer = result.scalar_one_or_none()
-    if (
-        benutzer is None
-        or not benutzer.aktiv
-        or not verify_password(form_data.password, benutzer.passwort_hash)
-    ):
+    # Passwort-Vergleich läuft IMMER (auch bei unbekanntem Login), damit die
+    # Antwortzeit nicht verrät, ob ein Login existiert (jwt-expert-Review-Fund).
+    passwort_ok = verify_password_konstante_zeit(
+        form_data.password, benutzer.passwort_hash if benutzer else None
+    )
+    if benutzer is None or not benutzer.aktiv or not passwort_ok:
         raise HTTPException(
             status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED,
             detail="Login oder Passwort falsch",

backend/app/core/rate_limit.py

@@ -0,0 +1,8 @@
+from slowapi import Limiter
+from slowapi.util import get_remote_address
+
+# App-seitiges Rate-Limiting als Verteidigung in der Tiefe (owasp-Review-Fund):
+# nginx begrenzt /auth/login bereits auf 5r/m (deploy/nginx_mabea.conf.template),
+# aber das schützt nicht, wenn der Backend-Port direkt erreichbar ist (z.B.
+# Fehlkonfiguration, Firewall-Lücke) oder nginx umgangen wird.
+limiter = Limiter(key_func=get_remote_address)

backend/app/core/security.py

@@ -7,6 +7,11 @@ from app.core.app_settings import settings
 
 _pwd_context = CryptContext(schemes=["bcrypt"], deprecated="auto")
 
+# Konstanter Dummy-Hash für Timing-Angriff-Schutz (jwt-expert-Review-Fund):
+# ohne existierenden Benutzer kurzschließt `benutzer is None or verify_password(...)`
+# den bcrypt-Vergleich, was per Antwortzeit verrät, ob ein Login existiert.
+_DUMMY_HASH = _pwd_context.hash("kein-echtes-passwort-nur-fuer-konstante-antwortzeit")
+
 
 def hash_password(password: str) -> str:
     return _pwd_context.hash(password)
@@ -16,6 +21,12 @@ def verify_password(plain_password: str, password_hash: str) -> bool:
     return _pwd_context.verify(plain_password, password_hash)
 
 
+def verify_password_konstante_zeit(plain_password: str, password_hash: str | None) -> bool:
+    """Wie verify_password, aber prüft immer gegen einen Hash (Dummy, falls der
+    Benutzer nicht existiert) - verhindert Login-Enumeration per Antwortzeit."""
+    return _pwd_context.verify(plain_password, password_hash or _DUMMY_HASH)
+
+
 def create_access_token(*, subject: str) -> str:
     # Bewusst KEINE Rollen im Token: get_current_user liest Rollen bei jedem Request
     # frisch aus der DB (Rollenänderung wirkt sofort, kein Token-Refresh nötig).
@@ -30,6 +41,11 @@ class InvalidTokenError(Exception):
 
 def decode_access_token(token: str) -> dict:
     try:
-        return jwt.decode(token, settings.jwt_secret_key, algorithms=[settings.jwt_algorithm])
+        return jwt.decode(
+            token,
+            settings.jwt_secret_key,
+            algorithms=[settings.jwt_algorithm],
+            options={"require": ["exp", "sub"]},
+        )
     except jwt.PyJWTError as exc:
         raise InvalidTokenError(str(exc)) from exc

backend/app/db/session.py

@@ -4,7 +4,18 @@ from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession, async_sessionmaker, create_asyn
 
 from app.core.app_settings import settings
 
-engine = create_async_engine(settings.database_url, pool_pre_ping=True)
+# Explizite Pool-Grenzen (postgres-expert-Review-Fund): ohne das erzeugt jeder
+# uvicorn-Worker einen eigenen Default-Pool (5 + 10 Overflow), was bei mehreren
+# Workern auf dem 4GB-VPS PostgreSQL max_connections (per Tuning-Config auf 50
+# begrenzt, siehe deploy/install_server.sh) sprengen kann. pool_recycle gegen
+# von der DB nach Idle-Timeout gekappte Verbindungen.
+engine = create_async_engine(
+    settings.database_url,
+    pool_pre_ping=True,
+    pool_size=5,
+    max_overflow=5,
+    pool_recycle=1800,
+)
 SessionLocal = async_sessionmaker(engine, expire_on_commit=False)
 
 

backend/app/main.py

@@ -1,12 +1,15 @@
 from contextlib import asynccontextmanager
 
 from fastapi import FastAPI
+from slowapi import _rate_limit_exceeded_handler
+from slowapi.errors import RateLimitExceeded
 
 import app.models  # noqa: F401  (alle ORM-Modelle vollständig an Base.metadata
 # registrieren, unabhängig davon, welche Endpunkte tatsächlich verdrahtet sind -
 # sonst schlägt FK-Auflösung zwischen Modellen fehl, siehe tests/conftest.py)
 from app.api.v1.api import api_router
 from app.core.app_settings import settings
+from app.core.rate_limit import limiter
 from app.db.session import engine
 
 _PLACEHOLDER_JWT_SECRET = "change-me-to-a-long-random-value"
@@ -24,4 +27,6 @@ async def lifespan(app: FastAPI):
 
 
 app = FastAPI(title="MABEA", version="0.1.0", lifespan=lifespan)
+app.state.limiter = limiter
+app.add_exception_handler(RateLimitExceeded, _rate_limit_exceeded_handler)
 app.include_router(api_router, prefix="/api/v1")

backend/app/services/fehlbestand.py

@@ -38,6 +38,13 @@ async def nachfuellen(
     Stand stehen, obwohl die Kontrolle bereits einen realen Zählwert kennt -
     "Ist-Menge wird auf Soll korrigiert" (Prompt 02.3) meint genau dieses Setzen.
     """
+    # Row-Lock gegen Lost-Update bei gleichzeitiger Nachfüllung derselben Position
+    # (z. B. zwei Stationen erfassen parallel, sql-expert-Review-Fund) - blockiert
+    # bis Transaktionsende (get_db committet/rollbacked nach dem Request), danach
+    # sieht der zweite Aufruf bereits die aktualisierte istmenge/status.
+    result = await db.execute(select(Fehlbestand).where(Fehlbestand.id == fehlbestand.id).with_for_update())
+    fehlbestand = result.scalar_one()
+
     if fehlbestand.status == FehlbestandStatus.erledigt:
         raise FehlbestandBereitsErledigtError()
 
@@ -46,10 +53,12 @@ async def nachfuellen(
     neue_fehlmenge = max(Decimal(0), fehlbestand.sollmenge - neue_istmenge)
 
     result = await db.execute(
-        select(Objektposition).where(
+        select(Objektposition)
+        .where(
             Objektposition.objekt_id == fehlbestand.objekt_id,
             Objektposition.material_id == fehlbestand.material_id,
         )
+        .with_for_update()
     )
     objektposition = result.scalar_one_or_none()
     if objektposition is not None:

backend/app/services/kontrolle/lifecycle.py

@@ -1,6 +1,7 @@
 from datetime import datetime, timezone
 
 from sqlalchemy import select
+from sqlalchemy.exc import IntegrityError
 from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession
 
 from app.models.fehlbestand import Fehlbestand, FehlbestandStatus
@@ -60,8 +61,22 @@ async def starte_kontrolle(
         status=KontrollStatus.in_bearbeitung,
         gestartet_am=datetime.now(timezone.utc),
     )
-    db.add(neue_kontrolle)
-    await db.flush()
+    try:
+        # SAVEPOINT statt vollem Rollback: ein Fehlschlag hier darf die bereits
+        # oben (Übernahme-Zweig) protokollierte Historie/Abbruch der alten
+        # Kontrolle nicht mit verwerfen.
+        async with db.begin_nested():
+            db.add(neue_kontrolle)
+            await db.flush()
+    except IntegrityError as exc:
+        # Sicherheitsnetz gegen den partiellen Unique-Index (Migration 0007):
+        # zwei parallele Requests haben beide die aktive_kontrolle()-Prüfung
+        # oben passiert (TOCTOU, sql-expert-Review-Fund) - hier verliert der
+        # zweite Request kontrolliert statt mit rohem DB-Fehler.
+        laufende_jetzt = await aktive_kontrolle(db, objekt_id)
+        if laufende_jetzt is not None:
+            raise ObjektGesperrtError(laufende_jetzt) from exc
+        raise
 
     await _lasse_mindermengen_ablaufen(
         db, objekt_id=objekt_id, neue_kontrolle=neue_kontrolle, zustaendiger_server_id=zustaendiger_server_id

backend/app/services/mindermenge.py

@@ -1,6 +1,7 @@
 from datetime import datetime, timezone
 
 from sqlalchemy import select
+from sqlalchemy.exc import IntegrityError
 from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession
 
 from app.models.fehlbestand import Fehlbestand, FehlbestandStatus
@@ -34,6 +35,10 @@ async def genehmigen(
         # Kontrolle, Sprint 3), aber das Schema erlaubt kontrolle_id=NULL.
         raise ValueError("Fehlbestand ohne auslösende Kontrolle kann nicht genehmigt werden")
 
+    # Row-Lock auf den Fehlbestand serialisiert parallele Genehmigungsversuche
+    # (sql-expert-Review-Fund: TOCTOU zwischen Check und Insert ohne Lock).
+    await db.execute(select(Fehlbestand).where(Fehlbestand.id == fehlbestand.id).with_for_update())
+
     result = await db.execute(
         select(MindermengenGenehmigung).where(
             MindermengenGenehmigung.fehlbestand_id == fehlbestand.id,
@@ -52,7 +57,12 @@ async def genehmigen(
         status=MindermengeStatus.aktiv,
     )
     db.add(genehmigung)
-    await db.flush()
+    try:
+        await db.flush()
+    except IntegrityError as exc:
+        # Sicherheitsnetz gegen den partiellen Unique-Index (Migration 0007),
+        # falls der Lock oben je umgangen würde (z. B. anderer Isolation-Level).
+        raise BereitsGenehmigtError() from exc
 
     await historie_service.log(
         db,