Merge branch 'feature/iam-04-zwei-faktor-authentifizierung-totp' into feature/qa-02-pruefgate-identitaet-mandanten

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2026-08-29 00:10:25 +02:00
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commit 0a2e71aec9
7 changed files with 599 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,42 @@
+package totp
+
+import (
+	"context"
+	"errors"
+
+	"gitea.perlbach24.de/scripte/nexarch/internal/auth"
+	"gitea.perlbach24.de/scripte/nexarch/internal/user"
+)
+
+var ErrSecondFactorRequired = errors.New("totp: zweiter faktor erforderlich")
+
+// LoginWithTOTP komponiert IAM-02s LoginService mit der 2FA-Pruefung, ohne
+// LoginService selbst zu veraendern. Ist 2FA fuer den Benutzer aktiv, MUSS
+// totpCode gueltig sein (Akzeptanzkriterium 2) — ein leerer/falscher Code
+// wird zuverlaessig abgewiesen, auch bei korrektem Passwort.
+func LoginWithTOTP(ctx context.Context, users *user.TenantUserStore, totpStore *Store, login *auth.LoginService, email, password, totpCode string) (token string, err error) {
+	creds, err := users.GetByEmailForAuth(ctx, email)
+	if err != nil {
+		return "", auth.ErrInvalidCredentials
+	}
+
+	enabled, err := totpStore.IsEnabled(ctx, creds.User.ID)
+	if err != nil {
+		return "", err
+	}
+
+	if enabled {
+		if totpCode == "" {
+			return "", ErrSecondFactorRequired
+		}
+		ok, err := totpStore.VerifyLoginCode(ctx, creds.User.ID, totpCode)
+		if err != nil {
+			return "", err
+		}
+		if !ok {
+			return "", ErrSecondFactorRequired
+		}
+	}
+
+	return login.Login(ctx, email, password)
+}
@@ -0,0 +1,163 @@
+package totp
+
+import (
+	"context"
+	"crypto/rand"
+	"crypto/sha256"
+	"encoding/hex"
+	"errors"
+	"fmt"
+	"time"
+
+	"github.com/jackc/pgx/v5"
+	"github.com/jackc/pgx/v5/pgxpool"
+)
+
+var (
+	ErrInvalidCode      = errors.New("totp: code ungueltig")
+	ErrNotConfirmed     = errors.New("totp: einrichtung noch nicht bestaetigt")
+	ErrRecoveryCodeUsed = errors.New("totp: wiederherstellungscode bereits verwendet oder ungueltig")
+)
+
+const RecoveryCodeCount = 10
+
+type Store struct {
+	pool *pgxpool.Pool
+}
+
+func NewStore(pool *pgxpool.Pool) *Store {
+	return &Store{pool: pool}
+}
+
+// BeginSetup erzeugt ein neues Secret fuer einen Benutzer und speichert es
+// als NOCH NICHT bestaetigt — der Code muss vor Aktivierung einmal
+// verifiziert werden (Akzeptanzkriterium 1).
+func (s *Store) BeginSetup(ctx context.Context, userID, issuer, accountName string) (secret, provisioningURI string, err error) {
+	secret, err = GenerateSecret()
+	if err != nil {
+		return "", "", err
+	}
+
+	_, err = s.pool.Exec(ctx, `
+		INSERT INTO totp_credentials (user_id, secret, confirmed)
+		VALUES ($1, $2, false)
+		ON CONFLICT (user_id) DO UPDATE SET secret = $2, confirmed = false
+	`, userID, secret)
+	if err != nil {
+		return "", "", fmt.Errorf("totp-einrichtung speichern: %w", err)
+	}
+
+	return secret, ProvisioningURI(issuer, accountName, secret), nil
+}
+
+// ConfirmSetup verifiziert den ersten eingegebenen Code und aktiviert 2FA
+// erst dann (Akzeptanzkriterium 1). Bei Erfolg werden einmalig
+// Wiederherstellungscodes erzeugt und im Klartext zurueckgegeben — gespeichert
+// wird nur deren Hash.
+func (s *Store) ConfirmSetup(ctx context.Context, userID, code string) (recoveryCodes []string, err error) {
+	var secret string
+	if err := s.pool.QueryRow(ctx, `
+		SELECT secret FROM totp_credentials WHERE user_id = $1
+	`, userID).Scan(&secret); err != nil {
+		if errors.Is(err, pgx.ErrNoRows) {
+			return nil, ErrNotConfirmed
+		}
+		return nil, fmt.Errorf("secret lesen: %w", err)
+	}
+
+	ok, err := Validate(secret, code, time.Now())
+	if err != nil {
+		return nil, err
+	}
+	if !ok {
+		return nil, ErrInvalidCode
+	}
+
+	if _, err := s.pool.Exec(ctx, `UPDATE totp_credentials SET confirmed = true WHERE user_id = $1`, userID); err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("bestaetigung speichern: %w", err)
+	}
+
+	recoveryCodes, err = s.generateRecoveryCodes(ctx, userID)
+	if err != nil {
+		return nil, err
+	}
+	return recoveryCodes, nil
+}
+
+func (s *Store) generateRecoveryCodes(ctx context.Context, userID string) ([]string, error) {
+	codes := make([]string, RecoveryCodeCount)
+	for i := range codes {
+		buf := make([]byte, 8)
+		if _, err := rand.Read(buf); err != nil {
+			return nil, fmt.Errorf("wiederherstellungscode erzeugen: %w", err)
+		}
+		code := hex.EncodeToString(buf)
+		codes[i] = code
+
+		hash := hashRecoveryCode(code)
+		if _, err := s.pool.Exec(ctx, `
+			INSERT INTO totp_recovery_codes (user_id, code_hash) VALUES ($1, $2)
+		`, userID, hash); err != nil {
+			return nil, fmt.Errorf("wiederherstellungscode speichern: %w", err)
+		}
+	}
+	return codes, nil
+}
+
+// IsEnabled prueft, ob 2FA fuer einen Benutzer aktiv (bestaetigt) ist.
+func (s *Store) IsEnabled(ctx context.Context, userID string) (bool, error) {
+	var confirmed bool
+	err := s.pool.QueryRow(ctx, `SELECT confirmed FROM totp_credentials WHERE user_id = $1`, userID).Scan(&confirmed)
+	if err != nil {
+		if errors.Is(err, pgx.ErrNoRows) {
+			return false, nil
+		}
+		return false, fmt.Errorf("status lesen: %w", err)
+	}
+	return confirmed, nil
+}
+
+// VerifyLoginCode akzeptiert entweder einen gueltigen TOTP-Code oder einen
+// noch nicht verwendeten Wiederherstellungscode (Akzeptanzkriterium 2 + 3).
+func (s *Store) VerifyLoginCode(ctx context.Context, userID, code string) (bool, error) {
+	var secret string
+	var confirmed bool
+	err := s.pool.QueryRow(ctx, `SELECT secret, confirmed FROM totp_credentials WHERE user_id = $1`, userID).Scan(&secret, &confirmed)
+	if err != nil {
+		if errors.Is(err, pgx.ErrNoRows) || !confirmed {
+			return false, nil
+		}
+		return false, fmt.Errorf("secret lesen: %w", err)
+	}
+	if !confirmed {
+		return false, nil
+	}
+
+	if ok, err := Validate(secret, code, time.Now()); err != nil {
+		return false, err
+	} else if ok {
+		return true, nil
+	}
+
+	return s.consumeRecoveryCode(ctx, userID, code)
+}
+
+// consumeRecoveryCode markiert einen Wiederherstellungscode atomar als
+// verwendet (WHERE used_at IS NULL) — ein bereits verbrauchter Code kann
+// nicht doppelt eingeloest werden (Akzeptanzkriterium 3 / Pruefung 2).
+func (s *Store) consumeRecoveryCode(ctx context.Context, userID, code string) (bool, error) {
+	hash := hashRecoveryCode(code)
+	tag, err := s.pool.Exec(ctx, `
+		UPDATE totp_recovery_codes SET used_at = now()
+		WHERE user_id = $1 AND code_hash = $2 AND used_at IS NULL
+	`, userID, hash)
+	if err != nil {
+		return false, fmt.Errorf("wiederherstellungscode einloesen: %w", err)
+	}
+	return tag.RowsAffected() == 1, nil
+}
+
+func hashRecoveryCode(code string) []byte {
+	sum := sha256.Sum256([]byte(code))
+	return sum[:]
+}
@@ -0,0 +1,185 @@
+package totp
+
+import (
+	"context"
+	"errors"
+	"fmt"
+	"os"
+	"testing"
+	"time"
+
+	"github.com/jackc/pgx/v5/pgxpool"
+
+	"gitea.perlbach24.de/scripte/nexarch/internal/auth"
+	"gitea.perlbach24.de/scripte/nexarch/internal/user"
+)
+
+func setupTest(t *testing.T) (*Store, *user.TenantUserStore, string, func()) {
+	t.Helper()
+	adminDSN := os.Getenv("TEST_ADMIN_DSN")
+	if adminDSN == "" {
+		t.Skip("TEST_ADMIN_DSN nicht gesetzt, Integrationstest uebersprungen")
+	}
+	ctx := context.Background()
+
+	pool, err := pgxpool.New(ctx, adminDSN)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("pool: %v", err)
+	}
+	if _, err := pool.Exec(ctx, `
+		CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
+			id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(), email TEXT NOT NULL UNIQUE, name TEXT NOT NULL,
+			status TEXT NOT NULL DEFAULT 'active', password_hash TEXT NOT NULL DEFAULT '',
+			created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now(), updated_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now()
+		);
+		CREATE TABLE IF NOT EXISTS totp_credentials (
+			user_id UUID PRIMARY KEY REFERENCES users(id), secret TEXT NOT NULL,
+			confirmed BOOLEAN NOT NULL DEFAULT false, created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now()
+		);
+		CREATE TABLE IF NOT EXISTS totp_recovery_codes (
+			id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(), user_id UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
+			code_hash BYTEA NOT NULL UNIQUE, used_at TIMESTAMPTZ, created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now()
+		);
+	`); err != nil {
+		t.Fatalf("schema: %v", err)
+	}
+
+	userStore := user.NewTenantUserStore(pool)
+	email := fmt.Sprintf("totp-test-%d@example.com", time.Now().UnixNano())
+	u, err := userStore.Create(ctx, email, "TOTP Test")
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("create user: %v", err)
+	}
+	hash, err := auth.HashPassword("korrektes-passwort")
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("hash: %v", err)
+	}
+	if err := userStore.SetPasswordHash(ctx, u.ID, hash); err != nil {
+		t.Fatalf("set password: %v", err)
+	}
+
+	cleanup := func() { pool.Close() }
+	return NewStore(pool), userStore, u.ID, cleanup
+}
+
+// Akzeptanzkriterium 1: Einrichtung per QR-Code (URI), Bestaetigung vor Aktivierung.
+func TestBeginAndConfirmSetup(t *testing.T) {
+	store, _, userID, cleanup := setupTest(t)
+	defer cleanup()
+	ctx := context.Background()
+
+	secret, uri, err := store.BeginSetup(ctx, userID, "NEXARCH", "user@example.com")
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("begin setup: %v", err)
+	}
+	if uri == "" {
+		t.Fatal("erwartet nicht-leere provisioning-uri")
+	}
+
+	enabled, err := store.IsEnabled(ctx, userID)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("is enabled (vor bestaetigung): %v", err)
+	}
+	if enabled {
+		t.Fatal("erwartet NICHT aktiviert vor bestaetigung")
+	}
+
+	// Falscher Code darf nicht aktivieren.
+	if _, err := store.ConfirmSetup(ctx, userID, "000000"); !errors.Is(err, ErrInvalidCode) && err == nil {
+		t.Fatalf("erwartet ablehnung bei falschem code, habe err=%v", err)
+	}
+
+	code, err := GenerateCode(secret, time.Now())
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("generate code: %v", err)
+	}
+	recoveryCodes, err := store.ConfirmSetup(ctx, userID, code)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("confirm setup: %v", err)
+	}
+	if len(recoveryCodes) != RecoveryCodeCount {
+		t.Fatalf("erwartet %d wiederherstellungscodes, habe %d", RecoveryCodeCount, len(recoveryCodes))
+	}
+
+	enabled, err = store.IsEnabled(ctx, userID)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("is enabled (nach bestaetigung): %v", err)
+	}
+	if !enabled {
+		t.Fatal("erwartet aktiviert nach erfolgreicher bestaetigung")
+	}
+}
+
+// Akzeptanzkriterium 2 + Pruefung 1: Login ohne zweiten Faktor bei aktivem
+// 2FA wird zuverlaessig abgewiesen.
+func TestLoginWithTOTP_RequiresSecondFactorWhenEnabled(t *testing.T) {
+	store, userStore, userID, cleanup := setupTest(t)
+	defer cleanup()
+	ctx := context.Background()
+
+	secret, _, err := store.BeginSetup(ctx, userID, "NEXARCH", "user@example.com")
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("begin setup: %v", err)
+	}
+	code, _ := GenerateCode(secret, time.Now())
+	if _, err := store.ConfirmSetup(ctx, userID, code); err != nil {
+		t.Fatalf("confirm setup: %v", err)
+	}
+
+	u, err := userStore.Get(ctx, userID)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("get user: %v", err)
+	}
+	issuer := auth.NewTokenIssuer("test-secret-nur-fuer-tests")
+	loginService := auth.NewLoginService(userStore, issuer, "acme")
+
+	// Korrektes Passwort, aber KEIN 2FA-Code -> abgewiesen.
+	if _, err := LoginWithTOTP(ctx, userStore, store, loginService, u.Email, "korrektes-passwort", ""); !errors.Is(err, ErrSecondFactorRequired) {
+		t.Fatalf("erwartet ErrSecondFactorRequired ohne code, habe %v", err)
+	}
+
+	// Korrektes Passwort + korrekter aktueller Code -> erfolgreich.
+	loginCode, _ := GenerateCode(secret, time.Now())
+	token, err := LoginWithTOTP(ctx, userStore, store, loginService, u.Email, "korrektes-passwort", loginCode)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("login mit gueltigem 2fa-code: %v", err)
+	}
+	if token == "" {
+		t.Fatal("erwartet gueltiges token")
+	}
+}
+
+// Akzeptanzkriterium 3 + Pruefung 2: Wiederherstellungscode nach Nutzung als
+// verbraucht getestet.
+func TestVerifyLoginCode_RecoveryCodeIsSingleUse(t *testing.T) {
+	store, _, userID, cleanup := setupTest(t)
+	defer cleanup()
+	ctx := context.Background()
+
+	secret, _, err := store.BeginSetup(ctx, userID, "NEXARCH", "user@example.com")
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("begin setup: %v", err)
+	}
+	code, _ := GenerateCode(secret, time.Now())
+	recoveryCodes, err := store.ConfirmSetup(ctx, userID, code)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("confirm setup: %v", err)
+	}
+	recovery := recoveryCodes[0]
+
+	ok, err := store.VerifyLoginCode(ctx, userID, recovery)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("verify (erste nutzung): %v", err)
+	}
+	if !ok {
+		t.Fatal("erwartet erfolgreiche erste nutzung des wiederherstellungscodes")
+	}
+
+	ok, err = store.VerifyLoginCode(ctx, userID, recovery)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("verify (zweite nutzung): %v", err)
+	}
+	if ok {
+		t.Fatal("erwartet abgelehnt bei erneuter nutzung desselben wiederherstellungscodes")
+	}
+}
@@ -0,0 +1,104 @@
+// Package totp implementiert Core IAM-04: TOTP-basierte Zwei-Faktor-
+// Authentifizierung (RFC 6238, aufbauend auf HOTP RFC 4226) mit stdlib
+// crypto/hmac+sha1 — kein externes Modul noetig.
+package totp
+
+import (
+	"crypto/hmac"
+	"crypto/rand"
+	"crypto/sha1"
+	"crypto/subtle"
+	"encoding/base32"
+	"encoding/binary"
+	"fmt"
+	"net/url"
+	"time"
+)
+
+// StepSeconds ist das TOTP-Zeitfenster (RFC-6238-Standard: 30 Sekunden).
+const StepSeconds = 30
+
+// DefaultSkewSteps ist die dokumentierte Zeitversatz-Toleranz
+// (Akzeptanzkriterium/Pruefung 3): +/- 1 Schritt = +/- 30 Sekunden um die
+// aktuelle Serverzeit, insgesamt ein 90-Sekunden-Fenster. Grosszuegig genug
+// fuer leicht abweichende Client-Uhren, eng genug um ein TOTP-Fenster nicht
+// unbrauchbar lange gueltig zu lassen.
+const DefaultSkewSteps = 1
+
+// GenerateSecret erzeugt ein neues, zufaelliges TOTP-Secret (20 Byte, wie von
+// Authenticator-Apps erwartet), Base32-kodiert ohne Padding.
+func GenerateSecret() (string, error) {
+	buf := make([]byte, 20)
+	if _, err := rand.Read(buf); err != nil {
+		return "", fmt.Errorf("secret erzeugen: %w", err)
+	}
+	return base32.StdEncoding.WithPadding(base32.NoPadding).EncodeToString(buf), nil
+}
+
+// ProvisioningURI liefert die otpauth://-URI fuer den QR-Code
+// (Akzeptanzkriterium 1) — das eigentliche QR-Rendering ist Frontend-Sache
+// (IAM-08), hier wird nur die standardkonforme URI erzeugt.
+func ProvisioningURI(issuer, accountName, secret string) string {
+	label := url.PathEscape(issuer) + ":" + url.PathEscape(accountName)
+	q := url.Values{}
+	q.Set("secret", secret)
+	q.Set("issuer", issuer)
+	q.Set("algorithm", "SHA1")
+	q.Set("digits", "6")
+	q.Set("period", fmt.Sprintf("%d", StepSeconds))
+	return fmt.Sprintf("otpauth://totp/%s?%s", label, q.Encode())
+}
+
+// GenerateCode berechnet den 6-stelligen TOTP-Code fuer secret zum Zeitpunkt t.
+func GenerateCode(secret string, t time.Time) (string, error) {
+	key, err := decodeSecret(secret)
+	if err != nil {
+		return "", err
+	}
+	counter := uint64(t.Unix() / StepSeconds)
+	return hotp(key, counter), nil
+}
+
+// Validate prueft code gegen secret mit der dokumentierten Zeitversatz-
+// Toleranz (DefaultSkewSteps) um t. Vergleich ist timing-safe.
+func Validate(secret, code string, t time.Time) (bool, error) {
+	key, err := decodeSecret(secret)
+	if err != nil {
+		return false, err
+	}
+	counter := int64(t.Unix() / StepSeconds)
+
+	for delta := -DefaultSkewSteps; delta <= DefaultSkewSteps; delta++ {
+		candidate := hotp(key, uint64(counter+int64(delta)))
+		if subtle.ConstantTimeCompare([]byte(candidate), []byte(code)) == 1 {
+			return true, nil
+		}
+	}
+	return false, nil
+}
+
+func decodeSecret(secret string) ([]byte, error) {
+	key, err := base32.StdEncoding.WithPadding(base32.NoPadding).DecodeString(secret)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("secret dekodieren: %w", err)
+	}
+	return key, nil
+}
+
+// hotp implementiert RFC 4226 mit HMAC-SHA1, 6 Ziffern.
+func hotp(key []byte, counter uint64) string {
+	buf := make([]byte, 8)
+	binary.BigEndian.PutUint64(buf, counter)
+
+	mac := hmac.New(sha1.New, key)
+	mac.Write(buf)
+	sum := mac.Sum(nil)
+
+	offset := sum[len(sum)-1] & 0x0f
+	code := (uint32(sum[offset]&0x7f) << 24) |
+		(uint32(sum[offset+1]) << 16) |
+		(uint32(sum[offset+2]) << 8) |
+		uint32(sum[offset+3])
+
+	return fmt.Sprintf("%06d", code%1000000)
+}
@@ -0,0 +1,79 @@
+package totp
+
+import (
+	"testing"
+	"time"
+)
+
+func TestGenerateAndValidateCode_RoundTrip(t *testing.T) {
+	secret, err := GenerateSecret()
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("generate secret: %v", err)
+	}
+	now := time.Now()
+	code, err := GenerateCode(secret, now)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("generate code: %v", err)
+	}
+	if len(code) != 6 {
+		t.Fatalf("erwartet 6-stelligen code, habe %q", code)
+	}
+
+	ok, err := Validate(secret, code, now)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("validate: %v", err)
+	}
+	if !ok {
+		t.Fatal("erwartet gueltigen code")
+	}
+
+	wrongCode := "000000"
+	if code == wrongCode {
+		wrongCode = "111111"
+	}
+	ok, err = Validate(secret, wrongCode, now)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("validate (falsch): %v", err)
+	}
+	if ok {
+		t.Fatal("erwartet ungueltig fuer falschen code")
+	}
+}
+
+// Akzeptanzkriterium/Pruefung 3: Zeitversatz-Toleranz dokumentiert (siehe
+// DefaultSkewSteps = 1 Schritt = 30s) und getestet.
+func TestValidate_ClockSkewTolerance(t *testing.T) {
+	secret, err := GenerateSecret()
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("generate secret: %v", err)
+	}
+	now := time.Now()
+
+	// Code aus dem VORHERIGEN Zeitfenster (bis zu 30s in der Vergangenheit)
+	// muss innerhalb der dokumentierten Toleranz noch akzeptiert werden.
+	pastCode, err := GenerateCode(secret, now.Add(-25*time.Second))
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("generate code (past): %v", err)
+	}
+	ok, err := Validate(secret, pastCode, now)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("validate (past): %v", err)
+	}
+	if !ok {
+		t.Fatal("erwartet gueltig innerhalb der dokumentierten skew-toleranz (25s)")
+	}
+
+	// Code weit ausserhalb der Toleranz (mehrere Schritte in der
+	// Vergangenheit) muss abgelehnt werden.
+	farPastCode, err := GenerateCode(secret, now.Add(-5*time.Minute))
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("generate code (far past): %v", err)
+	}
+	ok, err = Validate(secret, farPastCode, now)
+	if err != nil {
+		t.Fatalf("validate (far past): %v", err)
+	}
+	if ok {
+		t.Fatal("erwartet ungueltig weit ausserhalb der skew-toleranz (5min)")
+	}
+}