op4

op4 — Sicherer Terminal-Messenger

Op4 ist eine terminalbasierte, verschlüsselte Messaging-Anwendung, geschrieben in Rust. Es bietet Ende-zu-Ende-verschlüsselte private Nachrichtenübermittlung mit Post-Quanten-Kryptografie, die vollständig über das Tor-Netzwerk geleitet wird, sodass weder der Inhalt Ihrer Nachrichten noch Ihre IP-Adresse jemandem offengelegt wird – nicht einmal der Person, mit der Sie sprechen.

Inhaltsverzeichnis

1. Was op4 tut
2. Installation
3. Verbindung zu einem anderen Benutzer herstellen
4. Sicherheitsmodell
5. Architekturübersicht
6. Projektstruktur
7. Aktueller Status

Was op4 tut

op4 ermöglicht es zwei Personen, private Nachrichten auszutauschen, ohne dass eine der beiden Parteien ihre IP-Adresse oder ihre wirkliche Identität preisgibt. Jede Nachricht ist:

• Ende-zu-Ende verschlüsselt unter Verwendung des Double-Ratchet-Protokolls – dem gleichen grundlegenden Design wie bei Signal.
• Post-Quanten-sicher – die Schlüsselaustauschschicht kombiniert klassisches X25519 mit ML-KEM-768 (NIST-standardisiertes gitterbasiertes KEM), sodass ein zukünftiger Quantencomputer aufgezeichneten Datenverkehr nicht nachträglich entschlüsseln kann.
• Anonymisiert – der gesamte Datenverkehr läuft über Tor Hidden Services (.onion-Adressen). Ihre IP-Adresse wird weder Ihrem Kontakt noch einem Netzwerkbeobachter offengelegt.
• Lokal gespeichert – es gibt keinen Server. Ihre Nachrichten und Kontakte befinden sich in einer verschlüsselten Tresor-Datei auf Ihrem eigenen Rechner und nirgendwo sonst.

op4 läuft vollständig im Terminal. Es hat keine GUI, keine Browser-Komponente und kein Cloud-Konto. Der einzige externe Prozess, mit dem es kommuniziert, ist der Tor-Daemon auf Ihrem eigenen Rechner.

Installation

Alle Download-Optionen — AppImage, Quell-Tarball, Klonen und Bauen sowie automatisierter Installer — sind im Downloads & Install-Leitfaden dokumentiert. Die neueste Version ist auf der Releases-Seite verfügbar.

Debian / Ubuntu (automatisiert)

Unter Debian und Ubuntu erledigt install/setup.sh alles in einem Befehl: Rust-Toolchain, Build-Abhängigkeiten, Tor, Control-Port-Konfiguration, Binär-Kompilierung, Systembenutzer, Datenverzeichnis und AppArmor-Profil.

git clone https://github.com/Opfour/op4.git
cd op4
sudo bash install/setup.sh

Nach Abschluss des Skripts müssen Sie sich ab- und wieder anmelden, bevor Sie op4 ausführen. Der Installer fügt Ihren Benutzer zur Gruppe debian-tor hinzu, damit er die Tor-Cookie-Datei lesen kann. Linux wendet Gruppenänderungen nicht auf bereits geöffnete Sitzungen an – eine erneute Anmeldung ist erforderlich.

Wenn Sie diesen Schritt überspringen, schlägt op4 beim Start mit folgendem Fehler fehl: Permission denied reading /run/tor/control.authcookie

Dann überprüfen Sie den vom Skript ausgegebenen Quell-Hash mit dem veröffentlichten Release-Hash für Ihre Version, bevor Sie der Binärdatei vertrauen.

Release-Hash-Überprüfung

Wenn op4 startet, gibt es einen Quell-Hash aus, der alle Rust-Quelldateien, Cargo.toml, Cargo.lock und build.rs abdeckt. Vergleichen Sie ihn mit dem untenstehenden Wert für die von Ihnen installierte Version.

Sie können es auch überprüfen, ohne die vollständige App zu starten:

op4 --print-hash

Wenn der Hash nicht übereinstimmt, verwenden Sie die Binärdatei nicht – sie wurde entweder aus einem anderen Commit erstellt oder manipuliert.

Fedora / Arch / andere Distributionen (manuell)

Installieren Sie zuerst die Abhängigkeiten, dann führen Sie das Skript aus:

Rust-Toolchain (festgelegt auf 1.89.0 via rust-toolchain.toml):

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
source "$HOME/.cargo/env"

Tor und Build-Abhängigkeiten:

# Fedora
sudo dnf install tor gcc pkg-config openssl-devel

# Arch
sudo pacman -S tor base-devel pkg-config openssl

Tor-Control-Port konfigurieren — zu /etc/tor/torrc hinzufügen:

ControlPort 9051
CookieAuthentication 1

sudo systemctl restart tor

Fügen Sie Ihren Benutzer zur Tor-Gruppe hinzu:

sudo usermod -aG tor $USER        # Fedora / Arch

Sie müssen sich nach diesem Schritt ab- und wieder anmelden. Gruppenmitgliedschaftsänderungen werden nicht auf aktive Sitzungen angewendet. Bis Sie dies tun, schlägt op4 mit Permission denied reading /run/tor/control.authcookie fehl.

Um die Änderung ohne vollständige Abmeldung anzuwenden, führen Sie aus:

root@kitploit:~

newgrp tor

Bauen und installieren:

git clone https://github.com/Opfour/op4.git
cd op4
cargo build --release
sudo bash install/setup.sh

Ausführen

op4
# or, without system install:
./target/release/op4

Beim ersten Start führt Sie op4 durch die Einrichtung einer normalen Passphrase und einer Notfall-Passphrase und generiert dann Ihre Identitätsschlüssel. Ihr Tresor wird unter ~/.local/share/op4/vault.op4 gespeichert.

Unterstützte Plattformen

Minimaler Kernel: 4.15 (5.4+ empfohlen). Architektur: x86-64 (aarch64 sollte funktionieren, ist aber ungetestet).

Verbindung zu einem anderen Benutzer herstellen

Zwei Personen benötigen jeweils op4 installiert, Tor läuft und ihren Tresor entsperrt. Der Austausch ist asymmetrisch: Eine Person sendet zuerst ihren Kontaktcode, die andere fügt ihn hinzu, sendet dann ihre erste Nachricht, die als ausstehende Anfrage eingeht, die die erste Person annimmt.

Schritt 1 — Erster Start

Beim ersten Start fragt op4 nach einer normalen Passphrase und einer Notfall-Passphrase und generiert dann Ihre Identitätsschlüssel. Dies geschieht nur einmal. Ihr Tresor wird unter ~/.local/share/op4/vault.op4 gespeichert.

$ op4

Schritt 2 — Holen Sie sich Ihren Kontaktcode

Ihr Kontaktcode enthält Ihr vollständiges öffentliches Schlüsselbündel und Ihre .onion-Adresse. Die andere Person benötigt dies, um Sie zu erreichen.

1. Navigieren Sie zum Kontakte-Tab (drücken Sie 2 oder →)
2. Drücken Sie e, um Ihren Kontaktcode zu exportieren
3. Ihr Code erscheint auf dem Bildschirm – es ist ein langer Base58-String, der mit op4: beginnt
4. Kopieren Sie ihn und senden Sie ihn außerhalb der Band an die andere Person (Signal, E-Mail, persönlich usw.)

Ihr Kontaktcode ist nicht geheim. Es ist sicher, ihn öffentlich zu teilen. Er enthält nur Ihre öffentlichen Schlüssel und die Onion-Adresse – kein privates Material.

Schritt 3 — Die andere Person als Kontakt hinzufügen

Sobald Sie ihren Kontaktcode haben:

1. Drücken Sie im Kontakte-Tab a, um einen Kontakt hinzuzufügen
2. Fügen Sie ihren op4:-Kontaktcode ein und drücken Sie Enter
3. Geben Sie ihnen einen Namen und drücken Sie Enter

Schritt 4 — Senden Sie Ihre erste Nachricht

1. Wählen Sie den Kontakt aus Ihrer Kontaktliste aus (verwenden Sie ↑/↓, dann Enter)
2. Wechseln Sie zum Nachrichten-Tab (drücken Sie 3 oder →)
3. Geben Sie Ihre Nachricht ein und drücken Sie Enter

Diese erste Nachricht initiiert den verschlüsselten Handshake und wird über Tor an ihre .onion-Adresse zugestellt. Sie werden sie als ausstehende Kontaktanfrage sehen.

Schritt 5 — Eine eingehende Anfrage annehmen

Wenn Ihnen jemand eine erste Nachricht sendet, erscheint ein Badge auf dem Kontakte-Tab, der anzeigt, wie viele Anfragen warten.

1. Gehen Sie zum Kontakte-Tab (drücken Sie 2)
2. Drücken Sie p, um ausstehende Anfragen zu prüfen
3. Sie sehen den Fingerabdruck des Absenders und seine erste Nachricht
4. Geben Sie einen Namen für diesen Kontakt ein und drücken Sie Enter, um zu akzeptieren (drücken Sie Esc, um abzulehnen und zu verwerfen)

Sobald akzeptiert, wird der Double Ratchet initialisiert und die Unterhaltung ist sofort im Nachrichten-Tab verfügbar.

Schritt 6 — Fingerabdruck überprüfen (empfohlen)

Bevor Sie einem Kontakt vertrauen, bestätigen Sie, dass sein Fingerabdruck mit dem übereinstimmt, was er auf seinem eigenen Bildschirm sieht. Dies verhindert einen Man-in-the-Middle-Angriff während des initialen Kontaktaustauschs.

1. Wählen Sie im Kontakte-Tab den Kontakt aus
2. Das Fingerabdruck-Panel auf der rechten Seite zeigt einen 16-Gruppen-Hex-String, z.B. A3F2:91BC:…
3. Bitten Sie die andere Person, ihren Fingerabdruck für Ihren Eintrag vorzulesen – er muss exakt übereinstimmen
4. Die Überprüfung kann per Sprachanruf, persönlich oder über einen anderen Kanal erfolgen, auf dem Sie ihre Identität bestätigen können

Navigationsreferenz

Schlüsselrotation

Wenn Sie glauben, dass Ihre Identitätsschlüssel kompromittiert sein könnten:

1. Gehen Sie zum Einstellungen-Tab (drücken Sie 4 oder navigieren Sie nach rechts)
2. Drücken Sie r, um Schlüssel zu rotieren
3. op4 generiert ein neues Schlüsselpaar, signiert ein Widerrufszertifikat mit Ihrem alten Schlüssel und verbreitet es über Tor an alle Ihre Kontakte
4. Ihr Kontaktcode ändert sich – teilen Sie den neuen mit Ihren Kontakten

Sicherheitsmodell

Kryptografische Primitiva (alle aus dem RustCrypto-Ökosystem)

Double Ratchet

op4 verwendet ein Double-Ratchet-Protokoll (ähnlich dem Signal-Protokoll) für Vorwärtssicherheit. Das bedeutet:

• Jede Nachricht wird mit einem eindeutigen Schlüssel verschlüsselt, der von einer Ratchet-Kette abgeleitet wird.
• Die Kompromittierung eines Nachrichtenschlüssels legt keine andere Nachricht offen.
• Wenn Ihr Gerät beschlagnahmt wird, können vergangene Nachrichten, die bereits gelöscht wurden, nicht entschlüsselt werden, selbst wenn der Angreifer Ihre Tresor-Passphrase kennt.

Hybrider Post-Quanten-Schlüsselaustausch

Der KEM-Schritt kombiniert X25519 und ML-KEM-768 wie folgt:

shared_secret = HKDF(X25519_ss || MLKEM_ss)

Ein Angreifer muss beide Algorithmen brechen, um den Schlüsselaustausch zu kompromittieren. Dies schützt gegen einen Quantenangreifer (ML-KEM-768), während es sicher gegen klassische Angriffe bleibt, falls ML-KEM-768 eine unbekannte Schwachstelle hat (X25519-Fallback).

Abstreitbare Authentifizierung

Nachrichten werden mit HMAC-SHA256 authentifiziert, wobei ein aus dem gemeinsamen Ratchet-Zustand abgeleiteter Schlüssel verwendet wird. Da beide Parteien denselben HMAC-Schlüssel besitzen, könnte jede Partei jeden beliebigen MAC erzeugt haben. Dies ist die gleiche Abstreitbarkeitseigenschaft, die von OTR und Signal verwendet wird: Nachrichten können in einem Gerichtsverfahren nicht kryptografisch einem bestimmten Absender zugeordnet werden.

Tresor und Notfall-Passphrase

Die Tresor-Datei unter ~/.local/share/op4/vault.op4 speichert alle Kontakte, Unterhaltungen und Identitätsschlüssel. Sie ist mit zwei unabhängigen, von Argon2id abgeleiteten Schlüsseln geschützt:

• Normale Passphrase – entsperrt Ihre echten Kontakte und Nachrichten.
• Notfall-Passphrase – entsperrt ein visuell identisches, aber leeres Täuschungspostfach. Verwenden Sie diese, wenn Sie gezwungen werden, die App zu entsperren. Von außen sind die beiden Passphrasen nicht zu unterscheiden.

Netzwerkanonymität

op4 erstellt einen Tor v3 Hidden Service für Ihr Postfach. Ihre .onion-Adresse wird deterministisch aus Ihrem Identitätsschlüssel abgeleitet (via HKDF), sodass sie über Neustarts hinweg stabil ist, ohne dass ein separater Schlüssel gespeichert werden muss. Ausgehende Nachrichten werden über den Tor-SOCKS5-Proxy gesendet. Ihre echte IP-Adresse erscheint nie in einem Netzwerkpaket, das mit op4 zusammenhängt.

Tarnverkehr (Poisson-verteilte Dummy-Nachrichten, die an sich selbst gesendet werden, mittleres Intervall 30 Sekunden) verhindert, dass ein Netzwerkbeobachter durch Beobachtung des Verkehrsvolumens erfährt, ob Sie aktiv mit jemandem Nachrichten austauschen.

Betriebssystem-Härtung

• mlockall – verhindert, dass Tresorschlüssel und Klartext in den Swap geschrieben werden.
• RLIMIT_CORE = 0 – deaktiviert Core-Dumps, die Speicher offenlegen könnten.
• PR_SET_DUMPABLE = 0 – verhindert, dass andere Prozesse einen Debugger anhängen.
• seccomp-bpf – installiert eine Syscall-Whitelist. Jeder Syscall, der nicht in der Liste ist, führt dazu, dass der Prozess sofort beendet wird.
• AppArmor-Profil (apparmor/op4.profile) – schränkt den Dateisystemzugriff auf nur das Tresorverzeichnis, Terminalgeräte und Tor ein.

Architekturübersicht

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        op4 process                          │
│                                                             │
│  ┌──────────┐   ┌──────────────────┐   ┌────────────────┐  │
│  │   TUI    │   │  Double Ratchet  │   │  Tor Transport │  │
│  │ (ratatui)│──▶│  + Hybrid PQ     │──▶│  nym_client.rs │  │
│  │          │   │  Crypto          │   │                │  │
│  └──────────┘   └──────────────────┘   └───────┬────────┘  │
│                                                │           │
│  ┌──────────────────────────────┐              │           │
│  │  Encrypted Vault             │    SOCKS5 / control port │
│  │  ~/.local/share/op4/vault.op4│              │           │
│  └──────────────────────────────┘              │           │
└────────────────────────────────────────────────┼───────────┘
                                                 │
                                    ┌────────────▼────────────┐
                                    │      Tor daemon         │
                                    │  127.0.0.1:9050 (SOCKS) │
                                    │  127.0.0.1:9051 (ctrl)  │
                                    └────────────┬────────────┘
                                                 │
                                         Tor network
                                                 │
                                    ┌────────────▼────────────┐
                                    │  Peer's .onion address  │
                                    │  (their hidden service) │
                                    └─────────────────────────┘

Projektstruktur

op4/
├── src/
│   ├── main.rs                  Entry point, startup sequence
│   ├── error.rs                 Unified error types
│   ├── crypto/
│   │   ├── keys.rs              Hybrid KEM + signature keypairs
│   │   ├── primitives.rs        AEAD, HKDF, HMAC, Argon2id
│   │   ├── ratchet.rs           Double Ratchet implementation
│   │   ├── hmac_auth.rs         Deniable authentication tags
│   │   └── handshake.rs         Initial key agreement (X3DH-style)
│   ├── network/
│   │   ├── nym_client.rs        Tor hidden-service transport
│   │   └── message.rs           Wire message format + padding
│   ├── storage/
│   │   └── vault.rs             Encrypted vault (Argon2id + AEAD)
│   ├── identity/
│   │   ├── profile.rs           Contact codes, stored contacts
│   │   └── revocation.rs        Key revocation records
│   ├── hardening/
│   │   ├── memory.rs            mlockall, RLIMIT_CORE, dumpable
│   │   └── seccomp.rs           seccomp-bpf syscall filter
│   └── ui/
│       ├── app.rs               TUI event loop and state machine
│       ├── contacts.rs          Contacts tab rendering
│       ├── conversation.rs      Messages tab rendering
│       ├── settings.rs          Settings tab rendering
│       ├── duress.rs            Duress inbox rendering
│       ├── input.rs             Input sanitization (CSI/OSC strip)
│       └── passphrase.rs        Secure passphrase prompts
├── apparmor/
│   └── op4.profile              AppArmor MAC profile
├── install/
│   └── setup.sh                 System installation script
├── build.rs                     Embeds source hash at compile time
├── deny.toml                    cargo-deny licence + advisory rules
├── rust-toolchain.toml          Pins Rust 1.89.0
└── docs/                        This documentation

Aktueller Status

Version: 0.2.0-dev (Vorabversion)

op4 befindet sich in aktiver Entwicklung. Die folgenden Schichten sind vollständig und getestet:

• Tresor (erstellen, entsperren, speichern, Notfallmodus)
• Alle kryptografischen Primitiven (12/12 Einheitentests bestanden)
• Tor-Hidden-Service-Transport (verbinden, senden, empfangen, Tarnverkehr)
• Terminal-Benutzeroberfläche (Navigation, Kontaktverwaltung, Unterhaltungsansicht)
• Betriebssystem-Härtung (Speicher, seccomp, AppArmor)

Alle Schichten sind jetzt Ende-zu-Ende verdrahtet:

• Identitätsschlüsselpaare (X25519+ML-KEM-768, Ed25519+ML-DSA-65) werden beim ersten Start generiert und verschlüsselt im Tresor gespeichert.
• Der Export des Kontaktcodes erzeugt ein echtes Base58-kodiertes PublicKeyBundle (Ihr vollständiger öffentlicher Schlüsselsatz + Onion-Adresse).
• Das Senden einer Nachricht führt einen vollständigen X3DH-ähnlichen Handshake bei der ersten Nachricht an einen Kontakt durch, danach Double-Ratchet-Verschlüsselung für nachfolgende Nachrichten, übertragen über Tor.
• Eingehende Nachrichten werden vom Tor-Transport in der TUI-Ereignisschleife abgefragt und in der Unterhaltungsansicht angezeigt (Sealed-Sender-Muster: die Routing-Schicht gibt nie preis, wer die Nachricht gesendet hat).

Alle bekannten Einschränkungen wurden behoben. Die Anwendung hat jetzt den Funktionsumfang für 0.2.0-dev erreicht:

• HMAC-abstreitbare Authentifizierung ist vollständig verdrahtet. Jede ausgehende Datennachricht trägt ein HMAC-SHA256-Tag, das aus dem pro-Nachricht-Ratchet-Schlüssel über (conversation_id || message_counter || ciphertext) berechnet wird. Eingehende Nachrichten werden vor der Annahme verifiziert; mit Nullen gefüllte Tags von älteren Peers werden aus Gründen der Abwärtskompatibilität toleriert.

• Nachrichtenverlauf bleibt über Neustarts hinweg erhalten. Das vollständige Unterhaltungsprotokoll wird mit einem pro-Unterhaltung von HKDF abgeleiteten Schlüssel verschlüsselt und im Feld message_log_ct des Tresors gespeichert. Nachrichten werden aus dem Tresor geladen, wenn eine Unterhaltung geöffnet wird, und nach jedem Senden oder Empfangen zurückgeschrieben.

• Eingehende Kontaktanfragen von unbekannten Parteien werden in eine Warteschlange gestellt, anstatt verworfen zu werden. Der Kontakte-Tab zeigt ein Badge, wenn Anfragen warten. Drücken Sie [p] zur Ansicht: Sie sehen den Fingerabdruck des Absenders und seine erste Nachricht, geben einen Namen ein und drücken Enter zum Akzeptieren (oder Esc zum Ablehnen). Bei Annahme wird der Kontakt hinzugefügt, der Double Ratchet initialisiert und die erste Nachricht im Tresor gespeichert.

• Notfall-Tresor bleibt über Speicherungen hinweg erhalten. Das Tresor-Dateiformat (v2) speichert genaue Chiffratlängen im Header, sodass die AEAD-Entschlüsselung mit den echten Bytes und nicht mit null-gepolsterten Abschnitten arbeitet. Der verschlüsselte Notfallabschnitt wird bei jedem save()-Aufruf wörtlich gespeichert, sodass die Notfall-Passphrase unbegrenzt gültig bleibt.

• Dedizierter Double-Ratchet-Bootstrap-Schlüssel. Ein separates X25519-Schlüsselpaar (identity_ratchet_secret) wird beim ersten Start generiert und als ratchet_pub in den Kontaktcode aufgenommen. Alices Ratchet wird mit Bobs initialisiert anstatt mit seinem KEM-Identitätsschlüssel, wodurch die Schlüsselrollen getrennt werden.