FDN-09: verschluesselung at rest & schluesselverwaltung

Envelope-Encryption: DEK (32 Byte) frisch je Objekt, AES-256-GCM fuer
Objektinhalt, DEK selbst mit Tenant-KEK verpackt (WrapDEK/UnwrapDEK). KEK
kommt ausschliesslich ueber HTTPKEKProvider von Core API-10
(internal/kek.Handler.TenantKEKHandler-Vertrag, Service-Credential-
authentifiziert), wird nie persistiert - jeder Seal/Open-Aufruf bezieht ihn
frisch. RewrapDEK fuer KEK-Rotation ohne Neuverschluesselung der Objekte
(nur der DEK-Wrapper wird neu verpackt, Chiffretext bleibt unveraendert).

Auf 192.168.1.131 verifiziert: Round-Trip Encrypt/Decrypt, manipulierter
Chiffretext UND falscher Schluessel werden beide ueber GCM-Auth-Tag
abgelehnt, KEK-Rotation real getestet (RewrapDEK, altes Objekt danach mit
neuem KEK weiterhin lesbar, alter KEK funktioniert nicht mehr).

Befund dokumentiert: Cores internal/kek.Handler (Gegenstelle fuer den
KEK-Bezug) ist noch in keinem cmd/*/main.go verdrahtet, dieselbe
Fehlerklasse wie FDN-03/QA-05/AUD-06. HTTPKEKProvider daher gegen den
dokumentierten Vertrag getestet, nicht gegen eine laufende Core-Instanz.
Siehe dms/docs/FDN-09-PRUEFPROTOKOLL.md.

Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
Claude-Session: https://claude.ai/code/session_01HhgFcLS8tYMhDJpP74C6AQ

dms/internal/crypto/envelope.go

@@ -0,0 +1,140 @@
+// Package crypto implementiert FDN-09: Envelope-Encryption fuer Objekte
+// at rest. Jedes Objekt bekommt einen eigenen, zufaelligen
+// Datenverschluesselungsschluessel (DEK, Akzeptanzkriterium 1), der mit
+// dem Tenant-Hauptschluessel (KEK) verpackt wird — der KEK selbst kommt
+// AUSSCHLIESSLICH von Core API-10 (Akzeptanzkriterium 2), wird hier nie
+// persistiert, nur fluechtig fuer eine Wrap-/Unwrap-Operation gehalten.
+package crypto
+
+import (
+	"bytes"
+	"crypto/aes"
+	"crypto/cipher"
+	"crypto/rand"
+	"errors"
+	"fmt"
+	"io"
+)
+
+// DEKSize/KEKSize sind die geforderten Laengen fuer AES-256-GCM.
+const (
+	DEKSize = 32
+	KEKSize = 32
+)
+
+// ErrDecryptFailed wird geliefert, wenn ein Chiffretext nicht entschluesselt
+// werden kann — falscher Schluessel ODER manipulierte Daten (Pruefung 2:
+// GCM-Auth-Tag erkennt Manipulation zuverlaessig, AEAD unterscheidet die
+// beiden Ursachen bewusst nicht, um keine Seitenkanal-Information ueber
+// "welcher Teil" falsch war preiszugeben).
+var ErrDecryptFailed = errors.New("crypto: entschluesselung fehlgeschlagen (falscher schluessel oder manipulierte daten)")
+
+// GenerateDEK erzeugt einen neuen, zufaelligen Datenverschluesselungs-
+// schluessel — fuer JEDES Objekt neu, nie wiederverwendet
+// (Akzeptanzkriterium 1).
+func GenerateDEK() ([]byte, error) {
+	dek := make([]byte, DEKSize)
+	if _, err := rand.Read(dek); err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: dek erzeugen: %w", err)
+	}
+	return dek, nil
+}
+
+func seal(key, plaintext []byte) ([]byte, error) {
+	block, err := aes.NewCipher(key)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: aes-cipher erstellen: %w", err)
+	}
+	gcm, err := cipher.NewGCM(block)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: gcm erstellen: %w", err)
+	}
+	nonce := make([]byte, gcm.NonceSize())
+	if _, err := rand.Read(nonce); err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: nonce erzeugen: %w", err)
+	}
+	return gcm.Seal(nonce, nonce, plaintext, nil), nil
+}
+
+func open(key, sealed []byte) ([]byte, error) {
+	block, err := aes.NewCipher(key)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: aes-cipher erstellen: %w", err)
+	}
+	gcm, err := cipher.NewGCM(block)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: gcm erstellen: %w", err)
+	}
+	if len(sealed) < gcm.NonceSize() {
+		return nil, ErrDecryptFailed
+	}
+	nonce, ciphertext := sealed[:gcm.NonceSize()], sealed[gcm.NonceSize():]
+	plaintext, err := gcm.Open(nil, nonce, ciphertext, nil)
+	if err != nil {
+		return nil, ErrDecryptFailed
+	}
+	return plaintext, nil
+}
+
+// WrapDEK verpackt einen DEK mit dem Tenant-KEK (Envelope-Verfahren).
+func WrapDEK(kek, dek []byte) ([]byte, error) {
+	wrapped, err := seal(kek, dek)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: dek verpacken: %w", err)
+	}
+	return wrapped, nil
+}
+
+// UnwrapDEK entpackt einen zuvor mit WrapDEK verpackten DEK.
+func UnwrapDEK(kek, wrappedDEK []byte) ([]byte, error) {
+	return open(kek, wrappedDEK)
+}
+
+// RewrapDEK verpackt einen bereits vorhandenen DEK-Wrapper von oldKEK auf
+// newKEK um, OHNE den DEK selbst oder den Objekt-Chiffretext zu veraendern
+// (Akzeptanzkriterium 3: KEK-Rotation ohne Neuverschluesselung aller
+// Objekte — nur der DEK-Wrapper wird neu verpackt).
+func RewrapDEK(oldKEK, newKEK, wrappedDEK []byte) ([]byte, error) {
+	dek, err := UnwrapDEK(oldKEK, wrappedDEK)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: dek mit altem kek entpacken: %w", err)
+	}
+	rewrapped, err := WrapDEK(newKEK, dek)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: dek mit neuem kek verpacken: %w", err)
+	}
+	return rewrapped, nil
+}
+
+// EncryptStream verschluesselt den gesamten Inhalt von r mit dek
+// (AES-256-GCM) und liefert den Chiffretext als Stream. Liest r vollstaendig
+// in den Speicher (dasselbe Muster wie internal/storage.S3Driver.Put aus
+// FDN-03, das S3-PutObject ebenfalls vollstaendig puffert) — fuer sehr
+// grosse Dateien waere ein segmentiertes AEAD-Verfahren noetig, das ist
+// bewusst nicht Teil der "kleinsten Loesung" dieser Kachel.
+func EncryptStream(dek []byte, r io.Reader) (io.Reader, error) {
+	plaintext, err := io.ReadAll(r)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: klartext lesen: %w", err)
+	}
+	ciphertext, err := seal(dek, plaintext)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: verschluesseln: %w", err)
+	}
+	return bytes.NewReader(ciphertext), nil
+}
+
+// DecryptStream entschluesselt einen zuvor mit EncryptStream erzeugten
+// Chiffretext-Stream. Liefert ErrDecryptFailed bei manipuliertem Chiffretext
+// (Pruefung 2, GCM-Auth-Tag).
+func DecryptStream(dek []byte, r io.Reader) (io.Reader, error) {
+	ciphertext, err := io.ReadAll(r)
+	if err != nil {
+		return nil, fmt.Errorf("crypto: chiffretext lesen: %w", err)
+	}
+	plaintext, err := open(dek, ciphertext)
+	if err != nil {
+		return nil, err
+	}
+	return bytes.NewReader(plaintext), nil
+}