dogfather-universe/server/pruef-push-weg.mjs

/* DER GANZE WEG EINER BENACHRICHTIGUNG.

   pruef-push.mjs beweist, dass die RECHNUNG stimmt -- gegen die
   Testvektoren von RFC 8291 und 8292. Diese Pruefung geht einen Schritt
   weiter und fragt: Kommt am anderen Ende auch wirklich der Text an?

   Dafuer wird ein Browser nachgespielt. Er erzeugt sein Schluesselpaar
   wie ein echter, der Server verschickt eine Nachricht an einen
   nachgebauten Push-Dienst, und dieser "Browser" macht sie mit seinem
   privaten Schluessel wieder auf.

   WARUM DAS NOETIG IST, obwohl die Testvektoren schon stimmen: Der
   Vektor prueft EINEN festen Fall mit festem Salz und festem
   Schluesselpaar. Im Betrieb werden beide je Nachricht neu erzeugt --
   und ein Fehler genau dort (etwa ein Schluessel in der falschen
   Reihenfolge) faellt gegen einen festen Vektor nicht auf.

   Dazu die zwei Dinge, die im Alltag zaehlen:
     * Der Push-Dienst darf den Inhalt NICHT lesen koennen.
     * Eine tote Anmeldung muss als tot erkannt werden, sonst scheitert
       jeder weitere Lauf an derselben Stelle.

   GEGENPROBE am Ende: Mit dem falschen Schluessel darf sich die
   Nachricht NICHT aufmachen lassen. */

import { createServer } from "node:http";
import { createECDH, hkdfSync, createDecipheriv } from "node:crypto";
import {
  verschluesseln, schluesselErzeugen, schicken, b64u,
} from "./workspace-push-krypto.js";

/* EINEN TESTDIENST SAUBER SCHLIESSEN -- und warum das eine eigene
   Funktion wert ist.

   `server.close()` ist ASYNCHRON: Es bittet den Server, keine neuen
   Verbindungen mehr anzunehmen, und meldet sich, wenn er wirklich zu
   ist. Wer den Rueckruf nicht abwartet und danach `process.exit()`
   ruft, reisst libuv das Handle mitten im Schliessen weg. Unter
   Windows endet das nicht in einer Fehlermeldung, sondern in einem
   Absturz:

       Assertion failed: !(handle->flags & UV_HANDLE_CLOSING),
       file src\win\async.c, line 94

   Genau das ist am 05.09.2026 im Gesamtlauf passiert -- NACH dem
   "ALLES IN ORDNUNG". Alle zwanzig Pruefungen waren gruen, der
   Rueckgabewert war 3221226505, und der Sammellaeufer meldete zu Recht
   FEHL. Eine Pruefung, die inhaltlich besteht und trotzdem rot ist, ist
   das Schlimmste von beidem: Man gewoehnt sich an, das Rot zu
   uebersehen.

   `unref()` allein genuegt nicht -- es nimmt dem Handle nur das Recht,
   den Prozess am Leben zu halten; im Schliessen ist es trotzdem. */
const schliessen = (dienst) => new Promise((fertig) => {
  if (!dienst.listening) return fertig();
  dienst.close(() => fertig());
});

let fehler = 0;
const ok = (b, t) => { console.log((b ? "  ok   " : "  FEHL ") + t); if (!b) fehler++; };

/* ---- Ein Browser, wie er sich anmelden wuerde -------------------------- */
const browser = createECDH("prime256v1");
browser.generateKeys();
const auth = Buffer.from([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]);
const anmeldung = { p256dh: b64u(browser.getPublicKey()), auth: b64u(auth) };

/** Macht die Nachricht auf -- genau wie es der echte Browser tut
 *  (RFC 8291, in die andere Richtung gelesen). */
function entschluesseln(paket, wer = browser, geheim16 = auth) {
  const salz = paket.subarray(0, 16);
  const len = paket.readUInt8(20);
  const senderOeff = paket.subarray(21, 21 + len);
  const rest = paket.subarray(21 + len);

  const gemeinsam = wer.computeSecret(senderOeff);
  const prkInfo = Buffer.concat([
    Buffer.from("WebPush: info\0"), wer.getPublicKey(), senderOeff,
  ]);
  const ikm = Buffer.from(hkdfSync("sha256", gemeinsam, geheim16, prkInfo, 32));
  const cek = Buffer.from(hkdfSync("sha256", ikm, salz,
    Buffer.from("Content-Encoding: aes128gcm\0"), 16));
  const nonce = Buffer.from(hkdfSync("sha256", ikm, salz,
    Buffer.from("Content-Encoding: nonce\0"), 12));

  const tag = rest.subarray(rest.length - 16);
  const daten = rest.subarray(0, rest.length - 16);
  const dec = createDecipheriv("aes-128-gcm", cek, nonce);
  dec.setAuthTag(tag);
  const klar = Buffer.concat([dec.update(daten), dec.final()]);
  return klar.subarray(0, klar.length - 1).toString("utf8");   // Polsterbyte weg
}

const TEXT = JSON.stringify({
  titel: "Es funktioniert",
  text: "Probe aus dem Workspace",
  ziel: "/workspace/start.html",
});

/* =======================================================================
   1. Verschluesseln und wieder aufmachen
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Verschluesseln -> aufmachen ===");
{
  const paket = verschluesseln(TEXT, anmeldung.p256dh, anmeldung.auth);
  ok(paket.length > 86, `verschluesselt (${paket.length} Bytes)`);
  const zurueck = entschluesseln(paket);
  ok(zurueck === TEXT, zurueck === TEXT
    ? "der Browser bekommt GENAU den Text zurueck"
    : `ABWEICHUNG: ${zurueck.slice(0, 60)}`);
}

/* =======================================================================
   2. Zehnmal hintereinander -- jedes Mal neue Schluessel
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Zehn Nachrichten, jede mit eigenem Schluessel ===");
{
  const gesehen = new Set();
  let alleLesbar = true;
  for (let i = 0; i < 10; i++) {
    const p = verschluesseln(TEXT, anmeldung.p256dh, anmeldung.auth);
    gesehen.add(b64u(p));
    if (entschluesseln(p) !== TEXT) alleLesbar = false;
  }
  ok(gesehen.size === 10, `${gesehen.size} von 10 sind verschieden (Salz und Paar sind neu)`);
  ok(alleLesbar, "und trotzdem alle zehn lesbar");
}

/* =======================================================================
   3. Ueber HTTP, wie beim echten Dienst
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Zustellung ueber HTTP ===");
let empfangen = null, kopfzeilen = null;
{
  const dienst = createServer((q, a) => {
    const stuecke = [];
    q.on("data", (c) => stuecke.push(c));
    q.on("end", () => {
      empfangen = Buffer.concat(stuecke);
      kopfzeilen = q.headers;
      a.writeHead(201); a.end();
    });
  });
  await new Promise((r) => dienst.listen(4341, "127.0.0.1", r));

  const paar = schluesselErzeugen();
  const e = await schicken({ endpunkt: "http://127.0.0.1:4341/push/abc", ...anmeldung },
    TEXT, paar, "mailto:[email protected]");

  ok(e.ok, `zugestellt (Status ${e.status})`);
  ok(!!empfangen && empfangen.length > 86, `der Dienst hat ${empfangen?.length || 0} Bytes bekommen`);
  ok(kopfzeilen?.["content-encoding"] === "aes128gcm",
    `Kodierung: ${kopfzeilen?.["content-encoding"]}`);
  ok(String(kopfzeilen?.authorization || "").startsWith("vapid t="),
    "die VAPID-Signatur ist dabei");
  ok(kopfzeilen?.ttl === "3600", `TTL: ${kopfzeilen?.ttl}`);
  ok(entschluesseln(empfangen) === TEXT, "und der Inhalt kommt unveraendert an");
  await schliessen(dienst);
}

/* =======================================================================
   4. Der Push-Dienst sieht nichts vom Inhalt
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Was der Push-Dienst zu sehen bekommt ===");
{
  const alsText = empfangen.toString("utf8");
  const alsLatin = empfangen.toString("latin1");
  ok(!alsText.includes("Es funktioniert") && !alsLatin.includes("Es funktioniert"),
    "der Titel steht nicht im Klartext im Paket");
  ok(!alsText.includes("Workspace") && !alsLatin.includes("Workspace"),
    "auch sonst kein lesbares Wort");
  /* Das ist der eigentliche Grund, warum dieser Weg vertretbar ist:
     Google, Mozilla und Apple leiten weiter, ohne mitlesen zu koennen. */
}

/* =======================================================================
   5. Tote Anmeldungen
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Ein Geraet, das es nicht mehr gibt ===");
{
  const paar = schluesselErzeugen();
  for (const [code, erwartetWeg] of [[410, true], [404, true], [500, false], [429, false]]) {
    const d = createServer((q, a) => { a.writeHead(code); a.end(); });
    await new Promise((r) => d.listen(4342, "127.0.0.1", r));
    const e = await schicken({ endpunkt: "http://127.0.0.1:4342/x", ...anmeldung },
      TEXT, paar, "mailto:[email protected]");
    ok(e.weg === erwartetWeg,
      `${code} -> weg=${e.weg} (erwartet ${erwartetWeg})`
      + (erwartetWeg ? " — die Anmeldung wird geloescht" : " — sie bleibt, es kann voruebergehend sein"));
    await schliessen(d);
  }
}

/* =======================================================================
   6. Ein Dienst, der gar nicht antwortet
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Wenn der Push-Dienst schweigt ===");
{
  const paar = schluesselErzeugen();
  /* Adresse, die niemand bedient. Der Aufruf darf NICHT werfen und
     nicht ewig haengen -- sonst bliebe der ganze Lauf stehen und die
     uebrigen Empfaenger bekaemen nichts. */
  const e = await schicken({ endpunkt: "http://127.0.0.1:4399/tot", ...anmeldung },
    TEXT, paar, "mailto:[email protected]");
  ok(e.ok === false && e.weg === false,
    `kein Absturz, die Anmeldung bleibt (${e.grund?.slice(0, 40) || e.status})`);
}

/* =======================================================================
   GEGENPROBE — mit dem falschen Schluessel darf es NICHT gehen
   ======================================================================= */
console.log("\n=== Gegenprobe ===");
{
  const fremder = createECDH("prime256v1");
  fremder.generateKeys();
  const paket = verschluesseln(TEXT, anmeldung.p256dh, anmeldung.auth);

  let ging = false;
  try { ging = entschluesseln(paket, fremder, auth) === TEXT; } catch { ging = false; }
  ok(!ging, "ein fremder Schluessel kann die Nachricht NICHT aufmachen");

  let mitFalschemGeheimnis = false;
  try {
    const anderes = Buffer.from(auth); anderes[0] ^= 0xff;
    mitFalschemGeheimnis = entschluesseln(paket, browser, anderes) === TEXT;
  } catch { mitFalschemGeheimnis = false; }
  ok(!mitFalschemGeheimnis, "auch mit falschem Geheimnis nicht");

  /* Und der Beweis, dass diese Messung ueberhaupt "geht auf" erkennt. */
  ok(entschluesseln(paket) === TEXT,
    "mit dem richtigen Schluessel dagegen schon — die Messung unterscheidet also");
}

console.log(`\n${fehler === 0 ? "ALLES IN ORDNUNG" : `${fehler} FEHLER`}`);

/* KEIN process.exit() HIER (05.09.2026).

   Diese Pruefung benutzt `fetch`, und zwar auch gegen eine Adresse, die
   niemand bedient (Abschnitt 6, "wenn der Push-Dienst schweigt"). Node
   haelt dafuer im Hintergrund einen Verbindungspool. `process.exit()`
   beendet den Prozess SOFORT -- mitten im Schliessen dieser
   Verbindungen. Unter Windows ist das kein sauberer Abbruch, sondern
   ein Absturz in libuv:

       Assertion failed: !(handle->flags & UV_HANDLE_CLOSING),
       file src\win\async.c, line 94

   Im Gesamtlauf stand deshalb "ALLES IN ORDNUNG" und danach
   Rueckgabewert 3221226505 -- der Sammellaeufer meldete FEHL, obwohl
   alle zwanzig Pruefungen bestanden hatten. Eine Pruefung, die
   inhaltlich gruen und trotzdem rot ist, gewoehnt einem an, das Rot zu
   uebersehen. Das ist schlimmer als ein echter Fehler.

   `process.exitCode` setzt nur den Wert und laesst Node zu Ende
   raeumen. Bleibt der Prozess dann haengen, ist das ein echter Befund
   (ein Handle, das niemand schliesst) und faellt sofort auf -- besser
   als ein Absturz, den man wegerklaert. */
process.exitCode = fehler ? 1 : 0;