UVF — Universal Vault Format

Version: 1.2
Getestet: Node.js 22 · Chrome 124 · Firefox 125 · Safari 17

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Was ist UVF?

UVF ist ein portables, browsernatives Verschlüsselungssystem. Dateien und ganze Ordnerstrukturen werden in einem einzigen binären Container (.uvf) gespeichert, verschlüsselt mit AES-256-GCM. Der Schlüssel wird aus einem Passwort via PBKDF2-SHA-256 abgeleitet. Verschlüsselung und Entschlüsselung laufen vollständig im Browser — keine Installation, keine Adminrechte, kein Server.

USB-Stick
├── decrypt.html          ← Vault öffnen & entschlüsseln (self-contained, ~49 KB)
├── uvf-creator.html      ← Vault erstellen & verschlüsseln (self-contained, ~52 KB)
├── vault.uvf             ← verschlüsselter Container
└── README.txt            ← Benutzerhinweis (Klartext)

Beide HTML-Dateien sind vollständig eigenständig und verlinken sich gegenseitig über einen Toggle im Header — sofern sie im gleichen Verzeichnis liegen.

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Kerndesign-Entscheidungen

Anforderung	Entscheidung
Keine Installation	Zwei selbst­ständige HTML-Dateien, null externe Dependencies
Kein Server	Alle Crypto-Operationen via WebCrypto API
OS-unabhängig	Windows, macOS, Linux, ChromeOS
Keine Adminrechte	FileReader / File System Access API, kein Schreibzugriff nötig
Ordner-Support	Drag & Drop mit FileSystem Entry API; Pfade im Metadaten-Block
ZIP-Export	Pure-JS ZipBuilder (stored, keine Kompression)
Toggle zwischen Apps	Sibling-Erkennung via sandboxed iframe, kein Netzwerk

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Browser-Kompatibilität

Browser	Min-Version	Status
Chrome / Chromium	90+	✓ Empfohlen
Firefox	88+	✓ Vollständig
Safari	14+	✓ Vollständig
Edge (Chromium)	90+	✓ Vollständig
IE / Legacy Edge	—	✗ Nicht unterstützt

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Schnellstart

Vault öffnen (Browser)

1. USB-Stick einstecken.
2. decrypt.html im Browser öffnen (Doppelklick oder Datei → Öffnen).
3. Vault-Datei per Drag-and-Drop oder Klick auswählen.
4. Passwort eingeben → Unlock Vault.
5. Ordnerstruktur durchsuchen — einzelne Dateien entschlüsseln oder ganze Ordner als ZIP herunterladen.

Vault erstellen (Browser)

1. uvf-creator.html im Browser öffnen.
2. Dateien oder Ordner per Drag-and-Drop oder Klick hinzufügen (inkl. Unterordner-Rekursion).
3. Vault-Name und Sicherheitsstufe wählen.
4. Starkes Passwort eingeben und bestätigen.
5. Encrypt & Build Vault → .uvf-Datei herunterladen.

Kein Node.js nötig. Alles läuft im Browser, nichts verlässt das Gerät.

Vault erstellen (CLI, Node.js 18+)

Das Passwort wird interaktiv abgefragt (ohne Echo) oder per --password-file / UVF_PASSWORD bereitgestellt — nicht mehr als Argument (das würde in Shell-History und ps leaken). Beim Erstellen sind mindestens 12 Zeichen erforderlich.

# Einzelnen Ordner verschlüsseln (Passwort wird interaktiv abgefragt)
node uvf-cli.js create --output vault.uvf ./MeinProjekt

# Mehrere Pfade mischen (Dateien + Verzeichnisse), Passwort aus Umgebungsvariable
UVF_PASSWORD="mein-langes-passwort" node uvf-cli.js create --output vault.uvf Fotos/ Dokumente/ config.json

# Ohne Verzeichnisstruktur (alle Dateien auf Root-Ebene)
node uvf-cli.js create --output vault.uvf --flatten ./src

# Dateimuster ausschließen, Passwort aus Datei
node uvf-cli.js create --output vault.uvf --password-file pw.txt --exclude "*.log" --exclude "*.tmp" ./Projekt

# Testvault mit Beispiel-Ordnerstruktur erzeugen (Passwort: testvault1234)
node uvf-cli.js test

Vault inspizieren (CLI)

# Header-Infos ohne Entschlüsselung
node uvf-cli.js inspect vault.uvf

# Vollständige Metadaten + Verzeichnisbaum
node uvf-cli.js inspect vault.uvf --password-file pw.txt

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Sicherheitszusammenfassung

Parameter	Wert	Begründung
Cipher	AES-256-GCM	Authenticated Encryption, WebCrypto-nativ
KDF	PBKDF2-SHA-256	WebCrypto-nativ; Argon2 (v2) geplant
KDF-Iterationen	600.000 (default), min. 100.000	OWASP 2023; 310.000 (NIST) weiterhin wählbar
Passwort-Minimum	12 Zeichen (create)	Erzwungen in Browser und CLI
Integrität	GCM-Auth-Tag pro Block	Tampering erkennbar vor Entschlüsselung
Metadaten-Validierung	Fail-closed vor Verwendung	Schutz gegen böswillige/inkonsistente Vaults
Path-Traversal / Zip-Slip	Blockiert	CLI lehnt Ausbrüche ab & überschreibt nie; Browser bereinigt ZIP-Pfade
Per-File-Keys	32 Byte, CSPRNG	Schlüssel-Isolation zwischen Dateien
Plaintext	Nur RAM, wird nach Download genullt	Uint8Array.fill(0) nach Blob-Erstellung
CLI-Passwort	Nie als Argument nötig	Interaktiv / --password-file / UVF_PASSWORD
Browser-Storage	Keiner	Kein localStorage/sessionStorage/IDB/Cookie
Netzwerk	Gesperrt	CSP default-src 'none' + connect-src 'none'

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Architektur (Text-Diagramm)

USB-Stick
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  uvf-creator.html (SPA)              vault.uvf (binär)           │
│                                                                 │
│  ┌─────────────────────┐  erzeugt  ┌─────────────────────┐     │
│  │ VaultBuilder        │ ────────► │ Header  (128 Byte)  │     │
│  │ CryptoEngine        │           ├─────────────────────┤     │
│  │ FileCollector       │           │ Metadaten-Block     │     │
│  └─────────────────────┘           │ (AES-256-GCM)       │     │
│                                    ├─────────────────────┤     │
│  Passwort + Dateien                │ Datenblock [0] …    │     │
│     │ PBKDF2-SHA-256               └─────────────────────┘     │
│     ▼                                          │                │
│  Master Key → Metadaten-Verschlüsselung         │                │
│  Per-File-Keys → Chunk-Verschlüsselung           │                │
│     ▼                                          │                │
│  Blob → vault.uvf Download                      ▼                │
│                                                                 │
│  decrypt.html (SPA)                                             │
│                                                                 │
│  ┌─────────────────────┐   lädt    ┌─────────────────────┐     │
│  │ UVFParser           │ ────────► │ vault.uvf           │     │
│  │ CryptoEngine        │           └─────────────────────┘     │
│  │ VaultSession        │                                        │
│  │ ChunkDecryptor      │  Passwort → PBKDF2 → Master Key        │
│  │ DownloadManager     │  Master Key → Metadaten entschlüsseln  │
│  │ ZipBuilder          │  Per-File-Key → Chunks entschlüsseln   │
│  └─────────────────────┘                                        │
│     ▼                                                           │
│  Blob-URL → Download (Plaintext sofort genullt)                 │
│  oder ZipBuilder → ZIP-Download                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

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Dokumentations-Index

Dokument	Inhalt
README.md	Diese Datei
docs/UVF_SPEC.md	Binäres Containerformat v1
docs/CRYPTO_DESIGN.md	Kryptografisches Design
docs/BROWSER_APP.md	SPA-Architektur decrypt.html
docs/THREAT_MODEL.md	Bedrohungsmodell und Gegenmaßnahmen
docs/IMPLEMENTATION_GUIDE.md	Implementierungsplan mit Pseudocode
docs/CLI.md	CLI-Referenz (create, inspect, test)

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Grenzen & Einschränkungen

Browser-App (uvf-creator.html + decrypt.html)

Grenze	Wert	Ursache
Praktische Vault-Gesamtgröße	≤ ~500 MB empfohlen	Browser-Tab-RAM; Warnung ab 200 MB
Einzeldatei-Größe	≤ verfügbarer RAM	Chunk wird vollständig in JS-RAM gehalten
ZIP-Export (Entschlüsseln)	≤ ~500 MB	Alle entschlüsselten Daten liegen gleichzeitig im RAM
Download-Link (Creator)	5 Minuten	Blob-URL wird nach Ablauf widerrufen
Vault-Name	255 Zeichen	maxlength-Attribut im Formular
Passwort-Mindestlänge	12 Zeichen	Validierung im Creator und in der CLI erzwungen
Chunk-Größe	64 KiB – 16 MiB, Zweierpotenz	AES-GCM / Spec-Vorgabe
PBKDF2-Iterationen (min.)	100 000	Decoder verweigert schwächere Vaults
Dateinamen-Kodierung	UTF-8	ZIP-Builder-Flag 0x0800

RAM-Faustregel (Browser): Vault-Erstellung benötigt ca. 2–3× die unkomprimierte Datenmenge als freien RAM. Beim ZIP-Export werden alle entschlüsselten Dateien gleichzeitig gehalten — für große Vaults einzelne Dateien bevorzugen.

CLI (cli/uvf-cli.js)

Grenze	Wert	Ursache
Einzeldatei-Größe	Kein hartes Limit (Node.js Streams)	Wird chunk-weise verarbeitet
Vault-Gesamtgröße	BigUint64 im Header (~16 EiB)	Kein praktisches Limit
Chunk-Größe	64 KiB – 16 MiB, Zweierpotenz	Identische Spec-Vorgabe
PBKDF2-Iterationen	600 000 default, min. 100 000	Niedrigere Werte abgelehnt
Passwort-Mindestlänge	12 Zeichen (create)	Abgelehnt mit Fehlermeldung
Anzahl Dateien	Kein hartes Limit	Durch RAM für Metadaten-JSON begrenzt

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Nicht-Ziele

• Multi-User / geteilte Schlüssel
• Schlüssel-Wiederherstellung
• Netzwerk-Sync oder Cloud-Backup
• Datei-Kompression im Vault